The invention relates to a preparation method of high-performance graphene oxide / carbon black rubber nano composite material, belonging to the field of rubber composite material. In the invention, graphene oxide / carbon black rubber composite material is prepared by the combination of graphene oxide, carbon black and rubber latex composite, composite emulsion, CO flocculation and mechanical blending. Emulsion composite can make the graphene oxide and carbon black cross each other, effectively restrain the accumulation of the two fillers, and thus obtain high dispersion, high exfoliation and nano scale dispersion of composite materials. The advantage of making rubber composites prepared by this method can not only give full play to the traditional spherical packing, but also can maximize the effect of graphene oxide, improve the mechanical strength of rubber composites, wear resistance, wet skid resistance, reduce the heat etc.. The invention has the advantages of simple and easy operation, low cost, easy industrialization, wide application range and good economic and social effects.
【技术实现步骤摘要】
高性能氧化石墨烯/炭黑橡胶纳米复合材料的制备方法
:本专利技术涉及一种高性能氧化石墨烯/炭黑橡胶纳米复合材料的制备方法,特别解决了传统混炼法中氧化石墨烯和炭黑在橡胶中容易团聚,分散不均匀的问题。特别涉及乳液复合与絮凝工艺相结合以及机械共混的方法,来制备氧化石墨烯/炭黑橡胶复合材料。
技术介绍
橡胶复合材料由于其独特的高弹性和粘弹性,广泛应用于轮胎、传送带、减震件、密封件、吸波阻尼等众多领域,是我国国民经济发展中不可替代的战略性材料。大部分合成橡胶,本身的强度和耐磨耗性比较差,即使是天然橡胶本身的强度较高,但要满足工业化和生活的要求,仍然需要添加填料进行补强。炭黑是橡胶工业中最重要的补强性填料,在橡胶基体中引入炭黑后能够显著地提高橡胶制品的机械性能(如增大硬度、拉伸强度、撕裂强度、定伸应力、耐磨性等),改善胶料的加工工艺性能(如减少半成品收缩率、提高半成品表面平坦性等),并降低成本。但炭黑在使用过程中也存在一些缺点,例如,加工污染严重,耗能大,混炼时间长。还有炭黑是石油化工产品,对石油的依赖性强,其持续大量的消耗必然无益于缓解石油资源的日益紧张。石墨烯作为一种新型二维碳质材料,是由英国曼彻斯特大学的Geim和Novoselov在2004年最先通过采用不断剥离石墨片层的方法得到的。石墨烯在平面内有无限重复的周期结构,在垂直于平面的方向只有纳米尺度,可以看作是具有宏观尺寸的纳米材料。石墨烯具有高比表面积(极限面积高达2630m2/g),优异的力学性能(杨氏模量为1.01TPa,断裂强度为130GPa),大的纵横比(>1000),这预示着石墨烯在对橡胶材料高效增强 ...
【技术保护点】
氧化石墨烯/炭黑橡胶纳米复合材料的制备方法,其特征在于,制备步骤如下:(1)氧化石墨烯/炭黑橡胶母胶的制备橡胶乳液以干胶含量计100氧化石墨烯0.1‑30炭黑1‑80炭黑分散剂0.1‑20制备过程如下:a、氧化石墨烯水溶液的制备取氧化石墨分散于水溶液中,在超声设备中超声1‑180min,超声功率1‑5000w,超声频率1‑50KHz,制备出氧化石墨烯水溶液;b、炭黑水溶液的制备取炭黑和分散剂分散于水溶液中,在超声设备中超声1‑180min,超声功率1‑5000w,频率1‑50KHz,制备出炭黑水溶液;c、复合乳液的制备取上述制备好的氧化石墨烯水溶液和炭黑水溶液于带有搅拌器和温度计的反应釜中预混合,搅拌时间1‑300min,搅拌转速1‑3000rpm,控制温度5‑90℃,随后将橡胶胶乳加入到预混合液中,并控制搅拌时间1‑200min,搅拌转速1‑3000rpm,控制温度5‑90℃,制备出氧化石墨烯/炭黑橡胶复合乳液;d、母胶的制备称取絮凝剂于去离子水中,搅拌均匀制备出絮凝剂水溶液;将絮凝剂水溶液进一步加入到混合均匀的石墨烯、炭黑和橡胶的复合乳液中,充分搅拌直至絮凝完全,并将絮凝胶洗涤,干 ...
【技术特征摘要】
1.氧化石墨烯/炭黑橡胶纳米复合材料的制备方法,其特征在于,制备步骤如下:(1)氧化石墨烯/炭黑橡胶母胶的制备橡胶乳液以干胶含量计100氧化石墨烯0.1-30炭黑1-80炭黑分散剂0.1-20制备过程如下:a、氧化石墨烯水溶液的制备取氧化石墨分散于水溶液中,在超声设备中超声1-180min,超声功率1-5000w,超声频率1-50KHz,制备出氧化石墨烯水溶液;b、炭黑水溶液的制备取炭黑和分散剂分散于水溶液中,在超声设备中超声1-180min,超声功率1-5000w,频率1-50KHz,制备出炭黑水溶液;c、复合乳液的制备取上述制备好的氧化石墨烯水溶液和炭黑水溶液于带有搅拌器和温度计的反应釜中预混合,搅拌时间1-300min,搅拌转速1-3000rpm,控制温度5-90℃,随后将橡胶胶乳加入到预混合液中,并控制搅拌时间1-200min,搅拌转速1-3000rpm,控制温度5-90℃,制备出氧化石墨烯/炭黑橡胶复合乳液;d、母胶的制备称取絮凝剂于去离子水中,搅拌均匀制备出絮凝剂水溶液;将絮凝剂水溶液进一步加入到混合均匀的石墨烯、炭黑和橡胶的复合乳液中,充分搅拌直至絮凝完全,并将絮凝胶洗涤,...
【专利技术属性】
技术研发人员:温世鹏,张松波,刘力,
申请(专利权)人:北京化工大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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