[发明专利]一种橡胶组合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种橡胶组合物及其制备方法，属于橡胶组合物领域。包括天然橡胶80‑91份，顺丁橡胶9‑20份，凝胶态石墨烯4.5‑5.5份，裂解炭黑9‑12份；凝胶态石墨烯以水溶性石墨烯或制备水溶性石墨烯的中间体为原料制备得到，水溶性石墨烯表面具有多种官能团，包括羧基和磺酸基团，层数大于10层，尺寸为0.5‑5μm；裂解炭黑为以废旧轮胎为原料热裂解而产生的炭黑。本发明应用于载重子午线轮胎胎面方面，解决现有裂解炭黑因表面活性缺失导致其在轮胎橡胶组合物中应用时影响橡胶组合物的相关性能，从而限制了裂解炭黑的回收处理的问题，能够弥补裂解炭黑表面活性缺失，增强橡胶组合物的整体性能，应用范围广泛，有利于实现工业化生产。

技术领域

本发明属于橡胶组合物领域，尤其涉及一种橡胶组合物及其制备方法。

背景技术

近年来随着人们生活水平提高和物流高速发展，私家车和货车的数量逐年增加，汽车轮胎的消耗和磨损产生了大量的废旧轮胎，被称为“黑色污染”。目前，对废旧轮胎回收循环利用最有效、最环保的方法就是采用热裂解技术处理废旧轮胎。

裂解炭黑就是热裂解技术处理废旧轮胎的产物之一，具体的，废旧轮胎经过粉碎、除杂、高温热裂解并去除裂解产生的油气，再经过浮选去除钢丝等杂质，最终得到的高碳素物质即裂解炭黑。炭黑是轮胎橡胶组合物中的常用原料之一，如果在轮胎生产中使用热裂解废旧轮胎产生的裂解炭黑，有利于促进废旧轮胎的回收再利用，对于保护生态环境和实现循环发展有极为重要的意义。

然而，由于裂解炭黑存在表面活性缺失的问题，导致其在轮胎橡胶组合物中应用时影响橡胶组合物的相关性能，从而限制了裂解炭黑的回收处理。

发明内容

针对现有技术存在的不足之处，本发明所要解决的技术问题是克服现有裂解炭黑因表面活性缺失导致其在轮胎橡胶组合物中应用时影响橡胶组合物的相关性能，从而限制了裂解炭黑的回收处理的问题，提出一种能够弥补裂解炭黑表面活性缺失，增强橡胶组合物的整体性能，应用范围广泛，有利于实现工业化生产的橡胶组合物及其制备方法。

为解决所述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种橡胶组合物，按重量份计，包括：天然橡胶80-91份，顺丁橡胶9-20份，凝胶态石墨烯4.5-5.5份，裂解炭黑9-12份；

所述凝胶态石墨烯以水溶性石墨烯或制备所述水溶性石墨烯的中间体为原料制备得到，所述水溶性石墨烯表面具有多种官能团，包括羧基和磺酸基团，层数大于10层，尺寸为0.5-5μm；

所述裂解炭黑为以废旧轮胎为原料热裂解而产生的炭黑。

优选的，所述凝胶态石墨烯通过以下方法制备得到：

将氧化石墨烯分散于水中，加入含有磺酸基团的苯肼，氧化石墨烯和含有磺酸基团的苯肼的质量比为1:1-6；通过超声洗涤器超声1-2h，然后于70℃-90℃反应4-18h，得到黑色水溶性溶液，将上述溶液于60℃下真空干燥，得到黑色粉末固体，用乙醇作为除杂剂用索氏提取器过滤除去不溶性杂质，得到黑色膏状固体，将黑色膏状固体冷冻干燥后，得到所述凝胶态石墨烯；或

将氧化石墨烯分散于水中，加入含有磺酸基团的苯肼，氧化石墨烯和含有磺酸基团的苯肼的质量比为1:1-6；通过超声洗涤器超声1-2h，然后于70℃-90℃反应4-18h，得到黑色水溶性溶液；将上述溶液于60℃下真空干燥，得到黑色粉末固体，用乙醇作为除杂剂用索氏提取器过滤除去不溶性杂质，干燥后，得到所述水溶性石墨烯粉末，将所述水溶性石墨烯均匀分散于水中制备混悬液，经过冷冻干燥后，制备得到所述凝胶态石墨烯。

优选的，所述裂解炭黑和所述凝胶态石墨烯的总份数不低于13.5份，且所述凝胶态石墨烯占所述裂解炭黑和所述凝胶态石墨烯总份数的比例不低于31％。