[发明专利]高分散性石墨烯基橡胶复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种高分散性石墨烯基橡胶复合材料的制备方法，首先将氧化石墨烯分散于水溶性高分子水溶液中制备氧化石墨烯分散液，然后采用γ射线将氧化石墨烯还原为石墨烯得到石墨烯分散液，将石墨烯分散液加入到橡胶胶乳中，混合均匀后滴加的CaCl₂作为絮凝剂破乳，烘干后制备得到石墨烯‑橡胶母胶。最后将橡胶、石墨烯‑橡胶母胶、炭黑、橡胶助剂通过机械混合法制备得到高分散性石墨烯基橡胶复合材料。本发明制备方法简单，步骤易于操作，先将石墨烯分散于水溶性高分子水溶液中，再加入到橡胶胶乳中，制备石墨烯‑橡胶母胶，避免了石墨烯聚集成团，保证了石墨烯在胶料中的均匀分散，胶料的综合性能显著提高。

主权项

1.一种高分散性石墨烯基橡胶复合材料的制备方法，其特征是该制备方法包括以下步骤：a) 将氧化石墨烯分散于去离子水中，在20~100 kHz频率、100~800W功率下超声1~3h得到第一分散液，在第一分散液中氧化石墨烯的浓度为0.01~1g/L；b) 将水溶性高分子溶于去离子水中配置成重量百分含量为1%~20%的水溶性高分子溶液，将水溶性高分子溶液加入步骤a所得的第一分散液中，在20~100 kHz频率、100~800W功率下超声分散10~60min，得到第二分散液，在第二分散液中氧化石墨烯与水溶性高分子的质量比为1:10~100；c) 在步骤b所得的第二分散液中加入异丙醇，第二分散液与异丙醇的体积比为100:1~5，并采用γ射线将氧化石墨烯还原为石墨烯，得到石墨烯分散液；d)将石墨烯分散液加入到橡胶胶乳中，机械搅拌至混合均匀后滴加重量百分含量为10%~20%的CaCl₂作为絮凝剂破乳，凝聚后烘干制备得到石墨烯‑橡胶胶乳母胶，烘干温度为80~110℃，烘干时间为1~24h，在石墨烯‑橡胶胶乳母胶中，石墨烯与橡胶胶乳的质量比为1:10~100；e) 将橡胶材料80~100重量份、石墨烯‑橡胶胶乳母胶10~30重量份、炭黑30~60重量份、氧化锌5~10重量份、硬脂酸0.5~4重量份、防老剂1~5重量份加入到密炼机中，排胶温度为150~165℃，得到母胶；f) 将密炼后的母胶在双辊开炼机上混炼，混炼后加入硫磺1~6重量份、促进剂NS为0.5~2重量份与防焦剂CTP为0.1~0.4重量份，经常规的机械混合法获得高分散性石墨烯基橡胶复合材料。