一种高抗冲石墨烯改性橡胶材料制造技术

本发明专利技术公开了一种高抗冲石墨烯改性橡胶材料，包括以下原料：聚氨酯橡胶、吉尔通胶、石墨烯、聚丙烯树脂、PET树脂、丙三醇三甘油酸酯、丙烯酸硬脂酸酯、马来酸酐接枝、氢氧化镁、蒙脱土、重钙粉、十六烷基磺酸钙、二乙基二硫代氨基甲酸锌、氯化聚乙烯、异戊二烯、聚丙烯蜡、尼龙46纤维、二甲基硅油、碳纤维、聚酰胺纤维、羧乙基纤维素、表面活性剂、引发剂、扩链剂、交联剂、脱气剂、流平剂、催化剂、促进剂、增塑剂、分散剂、增粘剂、固化剂、抗菌剂、抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、抗老剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、抑烟剂。本发明专利技术的材料阻燃效果好，抗冲击能力强，韧性强，可广泛应用于制造轮胎、胶管、胶带、电缆等制品中，具有显著的经济和社会效益。

High impact graphene modified rubber material

The invention discloses a high impact graphene modified rubber material comprises the following raw materials of polyurethane rubber, Gil glue, graphene, polypropylene resin, PET resin, glycerol three glycerol ester, acrylic acid, maleic anhydride grafted stearic acid ester, magnesium hydroxide, montmorillonite, heavy calcium powder, sixteen alkyl sulfonic acid calcium, two ethyl two zinc thiocarbamate, isoprene, chlorinated polyethylene, polypropylene wax, nylon 46 fiber, two methyl silicone oil, carbon fiber, polyamide fiber, carboxy ethyl cellulose, surfactant, initiator, chain extender, crosslinking agent, degassing agent, leveling agent, catalyst, accelerator, plasticizer and dispersant, tackifier, curing agent, antibacterial agent, antioxidant, light stabilizer, heat stabilizer, anti-aging agent, ultraviolet absorbent, flame retardant and smoke suppressant. The material of the invention has good flame retardant effect, strong shock resistance and strong toughness, and can be widely used in the manufacture of tyres, rubber hoses, adhesive tapes, cables and the like, and has remarkable economic and social benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种高抗冲石墨烯改性橡胶材料
本专利技术属于橡胶材料制备
，具体涉及一种高抗冲石墨烯改性橡胶材料。
技术介绍
橡胶（Rubber）：具有可逆形变的高弹性聚合物材料。在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度（Tg）低，分子量往往很大，大于几十万。橡胶一词来源于印第安语cau-uchu，意为“流泪的树”。天然橡胶就是由三叶橡胶树割胶时流出的胶乳经凝固、干燥后而制得。1770年，英国化学家J.普里斯特利发现橡胶可用来擦去铅笔字迹，当时将这种用途的材料称为rubber，此词一直沿用至今。橡胶的分子链可以交联，交联后的橡胶受外力作用发生变形时，具有迅速复原的能力，并具有良好的物理力学性能和化学稳定性。橡胶是橡胶工业的基本原料，广泛用于制造轮胎、胶管、胶带、电缆及其他各种橡胶制品。橡胶按原料分为天然橡胶和合成橡胶。按形态分为块状生胶、乳胶、液体橡胶和粉末橡胶。乳胶为橡胶的胶体状水分散体；液体橡胶为橡胶的低聚物，未硫化前一般为粘稠的液体；粉末橡胶是将乳胶加工成粉末状，以利配料和加工制作。20世纪60年代开发的热塑性橡胶，无需化学硫化，而采用热塑性塑料的加工方法成形。橡胶按使用又分为通用型和特种型两类。是绝缘体，不容易导电，但如果沾水或不同的温度的话，有可能变成导体。导电是关于物质内部分子或离子的电子的传导容易情况。2004年英国曼彻斯顿大学的Geim和Novoselov通过胶带剥离高定向石墨获得了独立存在的二维石墨烯（Gra-phene，GN）晶体以来，石墨烯已经成为材料科学领域极受关注的研究热点之一。石墨烯，实际上就是单原子层的石墨，它拥有独特的二维结构和优异的力学、热力学、光学和电学性能。石墨烯是目前世界上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，至吸收2.3%的光，导热系数高达5300W/m·k，高于碳纳米管和金刚石。石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，具有强度高，比表面积大，高化学反应活性，高填充性的特点。现有橡胶存在着阻燃性及其他力学性能差等问题，如何将石墨烯填充至橡胶中进行改性，从而获得性能良好的橡胶，成为了一种研究趋势。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种高抗冲石墨烯改性橡胶材料，以解决现有橡胶阻燃性及其他力学性能差等问题。本专利技术的高抗冲石墨烯改性橡胶材料阻燃效果好，抗冲击能力强，韧性强，是一种性能优的高抗冲石墨烯改性橡胶材料，可广泛应用于制造轮胎、胶管、胶带、电缆及其他各种橡胶制品，具有显著的经济和社会效益。为了解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种高抗冲石墨烯改性橡胶材料，以重量份为单位，包括以下原料：聚氨酯橡胶78-102份、吉尔通胶49-61份、石墨烯44-63份、聚丙烯树脂23-34份、PET树脂18-21份、丙三醇三甘油酸酯18-25份、丙烯酸硬脂酸酯12-15份、马来酸酐接枝16-23份、氢氧化镁4-6份、蒙脱土7-10份、重钙粉5-9份、十六烷基磺酸钙4-8份、二乙基二硫代氨基甲酸锌5-12份、氯化聚乙烯12-16份、异戊二烯12-16份、聚丙烯蜡14-23份、尼龙46纤维9-15份、二甲基硅油8-13份、碳纤维7-12份、聚酰胺纤维4-6份、羧乙基纤维素5-9份、表面活性剂0.6-1.2份、引发剂0.4-0.6份、扩链剂0.6-0.8份、交联剂0.3-0.5份、脱气剂0.3-0.4份、流平剂0.4-0.7份、催化剂0.2-0.4份、促进剂0.2-0.3份、增塑剂0.3-0.5份、分散剂0.2-0.4份、增粘剂0.3-0.4份、固化剂0.7-1.1份、抗菌剂0.6-1.2份、抗氧剂0.4-0.6份、光稳定剂0.2-0.4份、热稳定剂0.1-0.2份、抗老剂0.6-1.2份、紫外线吸收剂0.4-0.6份、阻燃剂1.2-1.5份、抑烟剂0.5-0.8份；所述分散剂为分散剂NC；所述增粘剂为丁基三甲氧基硅烷；所述固化剂为环氧类树脂固化剂；所述抗菌剂为碳酸锂；所述抗氧剂为抗氧剂1010；所述光稳定剂为光稳定剂770；所述热稳定剂为二盐基邻苯二甲酸铅；所述抗老剂为巴斯夫UV-234抗老剂;所述紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯；所述阻燃剂以重量份为单位，包括以下原料：乙二醇乙醚醋酸酯48-65份、无苯环氧树脂20-34份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵18-25份、三季戊四醇12-22份、尿素10-16份、氧化铝7-12份、三氧化二锑9-12份、氧化锰5-9份、活性白土8-12份、渗透剂1.3-1.8份、增效剂0.8-1.2份；所述抑烟剂以重量份为单位，包括以下原料：三丁基氧化锡22-43份、氢氧化钼12-20份、蒙脱土10-16份、氧化铝6-12份、八钼酸铵4-7份、硬脂酸1.2-2份；所述高抗冲石墨烯改性橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将石墨烯粉碎，过300-500目筛子，制得粉末，所得粉末在磁场强度为5830-6250GS，超声波功率为350-480W，温度为42-53℃，转速为200-300r/min下，搅拌22-36min，制得石墨烯能量粉末；S2：向步骤S1制得的石墨烯能量粉末中加入表面活性剂，在温度为63-74℃，转速为120-150r/min下活化0.9-1.4h，制得活化石墨烯能量粉末；S3：在氮气保护下，向步骤S2制得的活化石墨烯能量粉末中加入聚氨酯橡胶、吉尔通胶、聚丙烯树脂、PET树脂、丙三醇三甘油酸酯、丙烯酸硬脂酸酯、马来酸酐接枝、氢氧化镁、蒙脱土、重钙粉、十六烷基磺酸钙、二乙基二硫代氨基甲酸锌、氯化聚乙烯、异戊二烯、聚丙烯蜡、尼龙46纤维、二甲基硅油、碳纤维、聚酰胺纤维、羧乙基纤维素、引发剂、扩链剂、交联剂、脱气剂、流平剂、催化剂、促进剂、增塑剂、分散剂、增粘剂，在微波功率为195-260W，温度为128-137℃，转速为300-500r/min下搅拌2.8-4.2h，制得混合物Ⅰ；S4：向步骤S3制得的混合物Ⅰ中加入固化剂、抗菌剂、抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、抗老剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、抑烟剂，在温度为65-78℃，转速为100-200r/min下搅拌1.2-1.6h，制得混合物Ⅱ；所述阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：（a）将脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、水240-300份加入微波反应器中，在搅拌转速为400-600r/min下搅拌6-10min，制得混合物A；（b）向步骤a制得的混合物A中加入乙二醇乙醚醋酸酯、无苯环氧树脂、三季戊四醇、尿素、氧化铝、三氧化二锑、氧化锰、活性白土、渗透剂、增效剂，在搅拌转速为300-500r/min，微波功率为220-250W，温度为86-93℃下搅拌2-2.5h，制得混合物B；（c）将步骤b制得的混合物B冷却至室温后，将沉淀物过滤，在转速为3000-5000r/min下离心干燥至含水量≤3.4%，制得阻燃剂；所述抑烟剂的制备方法，包括以下步骤：（A）将三丁基氧化锡、氢氧化钼、蒙脱土、氧化铝、八钼酸铵、硬脂酸混合，在搅拌转速为200-400r/min，微波功率为200-250W，温度为106-118℃下搅拌1.3-1.8h，制得混合物C；（B）将步骤A制得的混合物C冷却至室温后，将沉淀物过滤，在转速为3000-500本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高抗冲石墨烯改性橡胶材料，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：聚氨酯橡胶78‑102份、吉尔通胶49‑61份、石墨烯44‑63份、聚丙烯树脂23‑34份、PET树脂18‑21份、丙三醇三甘油酸酯18‑25份、丙烯酸硬脂酸酯12‑15份、马来酸酐接枝16‑23份、氢氧化镁4‑6份、蒙脱土7‑10份、重钙粉5‑9份、十六烷基磺酸钙4‑8份、二乙基二硫代氨基甲酸锌5‑12份、氯化聚乙烯12‑16份、异戊二烯12‑16份、聚丙烯蜡14‑23份、尼龙46纤维9‑15份、二甲基硅油8‑13份、碳纤维7‑12份、聚酰胺纤维4‑6份、羧乙基纤维素5‑9份、表面活性剂0.6‑1.2份、引发剂0.4‑0.6份、扩链剂0.6‑0.8份、交联剂0.3‑0.5份、脱气剂0.3‑0.4份、流平剂0.4‑0.7份、催化剂0.2‑0.4份、促进剂0.2‑0.3份、增塑剂0.3‑0.5份、分散剂0.2‑0.4份、增粘剂0.3‑0.4份、固化剂0.7‑1.1份、抗菌剂0.6‑1.2份、抗氧剂0.4‑0.6份、光稳定剂0.2‑0.4份、热稳定剂0.1‑0.2份、抗老剂0.6‑1.2份、紫外线吸收剂0.4‑0.6份、阻燃剂1.2‑1.5份、抑烟剂0.5‑0.8份；所述分散剂为分散剂NC；所述增粘剂为丁基三甲氧基硅烷；所述固化剂为环氧类树脂固化剂；所述抗菌剂为碳酸锂；所述抗氧剂为抗氧剂1010；所述光稳定剂为光稳定剂770；所述热稳定剂为二盐基邻苯二甲酸铅；所述抗老剂为巴斯夫UV‑234抗老剂;所述紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯；所述阻燃剂以重量份为单位，包括以下原料：乙二醇乙醚醋酸酯48‑65份、无苯环氧树脂20‑34份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵18‑25份、三季戊四醇12‑22份、尿素10‑16份、氧化铝7‑12份、三氧化二锑9‑12份、氧化锰5‑9份、活性白土8‑12份、渗透剂1.3‑1.8份、增效剂0.8‑1.2份；所述抑烟剂以重量份为单位，包括以下原料：三丁基氧化锡22‑43份、氢氧化钼12‑20份、蒙脱土10‑16份、氧化铝6‑12份、八钼酸铵4‑7份、硬脂酸1.2‑2份；所述高抗冲石墨烯改性橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将石墨烯粉碎，过300‑500目筛子，制得粉末，所得粉末在磁场强度为5830‑6250GS，超声波功率为350‑480W，温度为42‑53℃，转速为200‑300r/min下，搅拌22‑36min，制得石墨烯能量粉末；S2：向步骤S1制得的石墨烯能量粉末中加入表面活性剂，在温度为63‑74℃，转速为120‑150r/min下活化0.9‑1.4h，制得活化石墨烯能量粉末；S3：在氮气保护下，向步骤S2制得的活化石墨烯能量粉末中加入聚氨酯橡胶、吉尔通胶、聚丙烯树脂、PET树脂、丙三醇三甘油酸酯、丙烯酸硬脂酸酯、马来酸酐接枝、氢氧化镁、蒙脱土、重钙粉、十六烷基磺酸钙、二乙基二硫代氨基甲酸锌、氯化聚乙烯、异戊二烯、聚丙烯蜡、尼龙46纤维、二甲基硅油、碳纤维、聚酰胺纤维、羧乙基纤维素、引发剂、扩链剂、交联剂、脱气剂、流平剂、催化剂、促进剂、增塑剂、分散剂、增粘剂，在微波功率为195‑260W，温度为128‑137℃，转速为300‑500r/min下搅拌2.8‑4.2h，制得混合物Ⅰ；S4：向步骤S3制得的混合物Ⅰ中加入固化剂、抗菌剂、抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、抗老剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、抑烟剂，在温度为65‑78℃，转速为100‑200r/min下搅拌1.2‑1.6 h，制得混合物Ⅱ；所述阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：（a）将脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、水240‑300份加入微波反应器中，在搅拌转速为400‑600r/min下搅拌6‑10min，制得混合物A；（b）向步骤a制得的混合物A中加入乙二醇乙醚醋酸酯、无苯环氧树脂、三季戊四醇、尿素、氧化铝、三氧化二锑、氧化锰、活性白土、渗透剂、增效剂，在搅拌转速为300‑500r/min，微波功率为220‑250W，温度为86‑93℃下搅拌2‑2.5h，制得混合物B；（c）将步骤b制得的混合物B冷却至室温后，将沉淀物过滤，在转速为3000‑5000r/min下离心干燥至含水量≤3.4%，制得阻燃剂；所述抑烟剂的制备方法，包括以下步骤：（A）将三丁基氧化锡、氢氧化钼、蒙脱土、氧化铝、八钼酸铵、硬脂酸混合，在搅拌转速为200‑400r/min，微波功率为200‑250W，温度为106‑118℃下搅拌1.3‑1.8h，制得混合物C；（B）将步骤A制得的混合物C冷却至室温后，将沉淀物过滤，在转速为3000‑5000r/min下离心干燥至含水量≤2.8%，制得抑烟剂；S5：向步骤S4制得的混合物Ⅱ加入双螺杆挤出机中，在温度为224‑235℃，转速为400‑600r/min 的条件下熔融挤出，通过...

【技术特征摘要】
1.一种高抗冲石墨烯改性橡胶材料，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：聚氨酯橡胶78-102份、吉尔通胶49-61份、石墨烯44-63份、聚丙烯树脂23-34份、PET树脂18-21份、丙三醇三甘油酸酯18-25份、丙烯酸硬脂酸酯12-15份、马来酸酐接枝16-23份、氢氧化镁4-6份、蒙脱土7-10份、重钙粉5-9份、十六烷基磺酸钙4-8份、二乙基二硫代氨基甲酸锌5-12份、氯化聚乙烯12-16份、异戊二烯12-16份、聚丙烯蜡14-23份、尼龙46纤维9-15份、二甲基硅油8-13份、碳纤维7-12份、聚酰胺纤维4-6份、羧乙基纤维素5-9份、表面活性剂0.6-1.2份、引发剂0.4-0.6份、扩链剂0.6-0.8份、交联剂0.3-0.5份、脱气剂0.3-0.4份、流平剂0.4-0.7份、催化剂0.2-0.4份、促进剂0.2-0.3份、增塑剂0.3-0.5份、分散剂0.2-0.4份、增粘剂0.3-0.4份、固化剂0.7-1.1份、抗菌剂0.6-1.2份、抗氧剂0.4-0.6份、光稳定剂0.2-0.4份、热稳定剂0.1-0.2份、抗老剂0.6-1.2份、紫外线吸收剂0.4-0.6份、阻燃剂1.2-1.5份、抑烟剂0.5-0.8份；所述分散剂为分散剂NC；所述增粘剂为丁基三甲氧基硅烷；所述固化剂为环氧类树脂固化剂；所述抗菌剂为碳酸锂；所述抗氧剂为抗氧剂1010；所述光稳定剂为光稳定剂770；所述热稳定剂为二盐基邻苯二甲酸铅；所述抗老剂为巴斯夫UV-234抗老剂;所述紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯；所述阻燃剂以重量份为单位，包括以下原料：乙二醇乙醚醋酸酯48-65份、无苯环氧树脂20-34份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵18-25份、三季戊四醇12-22份、尿素10-16份、氧化铝7-12份、三氧化二锑9-12份、氧化锰5-9份、活性白土8-12份、渗透剂1.3-1.8份、增效剂0.8-1.2份；所述抑烟剂以重量份为单位，包括以下原料：三丁基氧化锡22-43份、氢氧化钼12-20份、蒙脱土10-16份、氧化铝6-12份、八钼酸铵4-7份、硬脂酸1.2-2份；所述高抗冲石墨烯改性橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将石墨烯粉碎，过300-500目筛子，制得粉末，所得粉末在磁场强度为5830-6250GS，超声波功率为350-480W，温度为42-53℃，转速为200-300r/min下，搅拌22-36min，制得石墨烯能量粉末；S2：向步骤S1制得的石墨烯能量粉末中加入表面活性剂，在温度为63-74℃，转速为120-150r/min下活化0.9-1.4h，制得活化石墨烯能量粉末；S3：在氮气保护下，向步骤S2制得的活化石墨烯能量粉末中加入聚氨酯橡胶、吉尔通胶、聚丙烯树脂、PET树脂、丙三醇三甘油酸酯、丙烯酸硬脂酸酯、马来酸酐接枝、氢氧化镁、蒙脱土、重钙粉、十六烷基磺酸钙、二乙基二硫代氨基甲酸锌、氯化聚乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宇，
申请(专利权)人：黄宇，
类型：发明
国别省市：广西,45