[发明专利]石墨烯/碳纳米管杂化填料网络增强橡胶材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种石墨烯/碳纳米管杂化填料网络增强橡胶材料及其制备方法，橡胶材料以石墨烯和碳纳米管为填料，在橡胶材料基体中形成杂化填料网络，橡胶材料基体100质量份，石墨烯和碳纳米管共0.1～20质量份。橡胶材料的制备，将氧化石墨烯和碳纳米管加入水中制取杂化悬浮液；将制备的杂化悬浮液加入到橡胶材料基体乳液中，混合后加入破乳剂破乳，制得氧化石墨烯/碳纳米管/橡胶颗粒悬浮液，之后加入还原剂进行还原反应，充分反应后进行固液分离，所得固相经洗涤、干燥即为要制取的橡胶材料。石墨烯和碳纳米管在橡胶材料中形成杂化填料网络，起能量耗散作用，使橡胶材料具有良好的力学性能、耐疲劳性能、抵抗裂纹生长性能和导电性能。

主权项

一种石墨烯/碳纳米管杂化填料网络增强橡胶材料，其特征在于，以石墨烯和碳纳米管为填料，分散在橡胶材料基质中形成杂化填料网络，以增强橡胶材料的力学性能，橡胶材料组分构成：橡胶材料基质100质量份，作为填料的石墨烯和碳纳米管共0.1～20质量份，且石墨烯与碳纳米管的质量比为(1：10)～(10：1)，通过包括以下工艺步骤的方法制备：(1)氧化石墨烯/碳纳米管杂化悬浮液的制备：根据配方量的石墨烯，将确定量的氧化石墨烯和配方量的碳纳米管加入100质量份的水中，充分混合制得氧化石墨烯/碳纳米管杂化悬浮液；(2)氧化石墨烯/碳纳米管/橡胶颗粒悬浮液的制备：将步骤(1)制备的氧化石墨烯/碳纳米管杂化悬浮液加入到固含量为5～70％配方量的橡胶材料基质乳液中，充分混合后加入质量浓度为5～80％的破乳剂0.1～100质量份进行破乳，制得氧化石墨烯/碳纳米管/橡胶颗粒悬浮液；(3)杂化填料网络增强橡胶材料的制备：在步骤(2)制得的氧化石墨烯/碳纳米管/橡胶颗粒悬浮液中加入0.1～50重量份还原剂，于20～100℃下进行还原反应，充分还原反应后进行固液分离，所得固相洗涤除去破乳剂、还原剂和未反应的组分之后经干燥，即获得石墨烯/碳纳米管杂化填料网络增强的橡胶材料。