[发明专利]一种氨基改性海泡石/氧化石墨烯/天然橡胶复合胶乳及其制备方法

说明书

本发明公开了一种氨基改性海泡石/氧化石墨烯/天然橡胶复合胶乳及其制备方法。其中所述的复合胶乳的制备方法为：将氧化石墨烯水分散体在搅拌条件下加入到酸性的氨基改性海泡石/天然橡胶混合胶乳中，混合均匀后静置一定时间，即得；其中，所述酸性的氨基改性海泡石/天然橡胶混合胶乳按以下方法制备：取一定量的氨基改性海泡石水分散体均匀分散于非离子表面活性剂保护的天然橡胶胶乳中，然后调节体系的pH≤6.0，即得。本发明所述方法制得的复合胶乳成型所得的干膜具有更好的力学性能。

技术领域

本发明涉及石墨烯类/橡胶纳米复合材料，具体涉及一种氨基改性海泡石/氧化石墨烯/天然橡胶复合胶乳及其制备方法。

背景技术

在全球推动“碳中和”的环保形势下，提升生物来源聚合物的性能具有更现实的意义。从三叶橡胶树(Hevea brasiliensis)获得的胶乳属于生物来源的初级产品，可用于乳胶成型加工或制成天然橡胶干胶使用。天然橡胶的乳胶制品在机械力学性能等方面一直存在着提升的需求，但由于乳胶成型加工技术的特点，传统的橡胶补强材料，如炭黑和白炭黑，在乳胶中并不能发挥其在干胶中所表现出来的优异的补强作用。

众多的研究结果表明，少量的石墨烯类纳米材料能大幅度提高橡胶纳米复合材料的力学性能、耐磨耗性能等，石墨烯类纳米材料在橡胶基体中形成隔离型网络是获得良好性能的关键(Hao Shuai,Wang Jian,Marino Lavorgna,et al.Constructing 3D GrapheneNetwork in Rubber Nanocomposite via Liquid-Phase Redispersion and Self-Assembly[J].ACS Appl.Mater.Interfaces,2020,12,9682-9692.Canzhong He,XiaodongShe,Zheng Peng,et al.Graphene networks and their influence on free-volumeproperties of graphene–epoxidized natural rubber composites with a segregatedstructure:rheological and positron annihilation studies[J].Phys.Chem.Chem.Phys.,2015,17,12175.Yanhu Zhan,Jian Wang,Kaiye Zhang,etal.Fabrication of a Flexible Electromagnetic Interference Shielding Fe3O4@Re-duced Graphene Oxide/Natural Rubber Composite with Segregated Network[J].Chemical Engineering Journal,2018,doi:10.1016/j.cej.2018.03.085)。胶乳混合策略是制备石墨烯类/橡胶纳米复合材料的主流技术策略之一，氧化石墨烯表面丰富的含氧基团带来的极性使其可在胶乳的水相均匀分散，从而获得分散均匀的氧化石墨烯/橡胶混合胶乳。但是，氧化石墨烯/天然橡胶混合胶乳在乳胶成型加工的干燥成膜阶段，极性的氧化石墨烯片具有被挤出胶粒间隙并在胶粒间团聚的趋势。该趋势会导致胶乳中均匀分布的氧化石墨烯在干燥胶膜中分布的随机性及团聚；同时缺少调控氧化石墨烯网络密度和结构的措施，对乳胶制品的性能改善造成不利影响。这是当前氧化石墨烯/天然橡胶混合胶乳成型加工存在的主要问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术中氧化石墨烯/天然橡胶混合胶乳成型加工的胶膜中氧化石墨烯团聚及其网络的密度和结构调控困难而带来不利影响的问题，提供一种利用氨基改性海泡石与氧化石墨烯在胶乳中原位组装成杂化填料网络的氨基改性海泡石/氧化石墨烯/天然橡胶复合胶乳及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：