石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料及其制备方法，所述石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料由包括以下重量份的原料制成：天然橡胶55～65份、1R异戊橡胶8～12份、顺丁橡胶12～18份、电池用炭黑14～17份、石墨烯2.5～3.5份、硅酮油1.1～1.3份、控静电油1.8～2.2份、氧化锌1.6～1.8份、硬脂酸锌1.5～1.7份、硬脂酸1.8～2.1份、交联剂0.95～1.15份、流动助剂2.3～2.8份、发泡剂2.4～2.9份。本发明专利技术的石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料抗静电能力强，具有良好的控静电效果；拉伸强度高，断裂伸长率大，力学性能好；耐磨性能好。

【技术实现步骤摘要】
石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料及其制备方法
本专利技术涉及橡胶制品
，具体涉及一种石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料及其制备方法。
技术介绍
天然橡胶(NR)是一种以顺-1，4-聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，其成分中91％～94％是橡胶烃(顺-1，4-聚异戊二烯)，其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶物质。一般为片状固体，相对密度0.94，折射率1.522，弹性模量2～4MPa，130～140℃时软化，150～160℃粘软，200℃时开始降解。常温下有较高弹性，略有塑性，低温时结晶硬化。有较好的耐碱性，但不耐强酸。不溶于水、低级酮和醇类，在非极性溶剂如三氯甲烷、四氯化碳等中能溶胀。天然橡胶的结构主要是大分子的链结构，分子量及其分布和聚集态结构，天然橡胶的大分子链结构单元是异戊二烯，大分子链主要是由聚异烯构成的，橡胶中含量占百分之九十七以上，其分子链上有醛基，每条大分子链上平均有一个，正是醛基在发生缩合或与蛋白质分解产物发生反应形成支化，交联，使得橡胶贮存中粘度增加，天然橡胶大分子链上还有环氧基的，比较活跃。天然胶的大分子末端推断一般为二甲基烯丙基，另一端为焦磷酸酯基，端基，分子链的醛基以及聚合的元素都很少，在天然橡胶的分子量及其分布方面，其分子量的范围较宽，据国外报道，绝大多数分子量在三万个左右，天然的生胶，混炼胶，硫化胶的强度都比较高，一般天然橡胶强度可达三兆帕。天然橡胶的机械强度高主要原因在于它是自补强橡胶系列，当拉伸时会使大分子链沿应力方向取向形成结晶，晶粒分无定形大分子中起到了补强作用，未进行扩张的强度同样高的原因为其内部结构中微小粒子的紧密凝集而致。天然橡胶作为通用的材料，常用于各类轮胎制品、医药用品、航天材料、胶管、手套、防水材料等方面。NR虽然具有良好的综合性能，但NR属于不饱和、非极性橡胶。化学性质活泼，耐老、耐热性能差，而且易与烃类油溶剂发生作用。因此，为改善其性能缺点，通常对其进行共混等改性，提高NR的各项性能、使用寿命及应用范围。但是，目前所使用的天然橡胶发泡材料还存在以下问题：1、普通天然橡胶发泡材料表面电阻率高，抗静电性能差，没有控静电效果；2、普通天然橡胶发泡材料的拉伸强度低，断裂伸长率小，力学性能差；3、耐磨性能等综合使用性能差。
技术实现思路
基于上述情况，本专利技术的目的在于提供一种石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料及其制备方法，可有效解决以上问题。为解决以上技术问题，本专利技术提供的技术方案是：一种石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料，由包括以下重量份的原料制成：天然橡胶55～65份、1R异戊橡胶8～12份、顺丁橡胶12～18份、电池用炭黑14～17份、石墨烯2.5～3.5份、硅酮油1.1～1.3份、控静电油1.8～2.2份、氧化锌1.6～1.8份、硬脂酸锌1.5～1.7份、硬脂酸1.8～2.1份、交联剂0.95～1.15份、流动助剂2.3～2.8份、发泡剂2.4～2.9份；所述控静电油为脂肪酸酯类抑静电助剂；所述石墨烯为CVD法制得的单层石墨烯，所述石墨烯的厚度为2～12nm；所述发泡剂为偶氮二甲酰胺和碳酸氢钠的混合物。优选的，所述石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料由包括以下重量份的原料制成：天然橡胶60份、1R异戊橡胶10份、顺丁橡胶15份、电池用炭黑15份、石墨烯3份、硅酮油1.2份、控静电油2份、氧化锌1.7份、硬脂酸锌1.6份、硬脂酸1.95份、交联剂1.05份、流动助剂2.55份、发泡剂2.65份。优选的，所述石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料由包括以下重量份的原料制成：天然橡胶62份、1R异戊橡胶10.5份、顺丁橡胶15.5份、电池用炭黑16.2份、石墨烯2.8份、硅酮油1.22份、控静电油2.1份、氧化锌1.72份、硬脂酸锌1.62份、硬脂酸1.97份、交联剂1.08份、流动助剂2.6份、发泡剂2.7份。优选的，所述偶氮二甲酰胺和碳酸氢钠的混合物中偶氮二甲酰胺和碳酸氢钠的质量之比为1：(3.5～5.5)。优选的，所述流动助剂为聚乙烯蜡和蜂蜡的混合物。优选的，所述聚乙烯蜡和蜂蜡的混合物中聚乙烯蜡和蜂蜡的质量之比为10：(1.5～2.2)。本专利技术的石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料中适当比例的聚乙烯蜡(低极性)和蜂蜡(具有多种极性)的添加，作为流动助剂，与天然橡胶、1R异戊橡胶、顺丁橡胶、电池用炭黑、石墨烯等其他组分相容性良好，并相互配合，起到良好的协同作用，进一步保证了本专利技术的石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料具有拉伸强度高，断裂伸长率大等良好的力学性能。优选的，所述交联剂为不溶性硫磺。优选的，所述氧化锌为活性氧化锌。本专利技术还提供一种所述的石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料的制备方法，包括下列步骤：A、按重量份分别称取天然橡胶、1R异戊橡胶、顺丁橡胶、电池用炭黑、石墨烯、硅酮油、控静电油、氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、交联剂、流动助剂和发泡剂；B、将天然橡胶送入密炼机，在温度为144～148℃的条件下进行素炼12～14min，出料；素炼完毕后的天然橡胶室温存放48h以上，备用；C、将经步骤B素炼处理好的天然橡胶与1R异戊橡胶、顺丁橡胶、电池用炭黑、石墨烯、硅酮油、控静电油、氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸一起送入密炼机，在温度为82～87℃的条件下密炼10～14min；然后在温度为106～110℃的条件下密炼9～12min；然后加入交联剂、流动助剂和发泡剂，在温度为118～121℃的条件下密炼9～11min，出料，得到密炼胶混合物；D、将步骤C得到的密炼胶混合物送入开炼机，在开炼机上打薄2～4次，出片，得到开炼胶混合物；E、最后将开炼胶混合物送入模具中热压发泡，并冷却成型，再进行裁样，得到所述石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：本专利技术的石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比的天然橡胶、1R异戊橡胶、顺丁橡胶、电池用炭黑、石墨烯、硅酮油、控静电油、氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、交联剂、流动助剂和发泡剂，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，提升产品的质量稳定性，制得的石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料抗静电能力强(表面电阻率低)，具有良好的控静电效果；拉伸强度高，断裂伸长率大，力学性能好；耐磨性能好。本专利技术的石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料添加适当比例的天然橡胶、1R异戊橡胶、顺丁橡胶，并合理调配天然橡胶、1R异戊橡胶、顺丁橡胶，作为本专利技术的石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料的主要原料，保证了本专利技术的石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料具有拉伸强度高，断裂伸长率大等良好的力学性能。本专利技术的石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料中适当比例的电池用炭黑、石墨烯、控静电油的添加，与其他组分相互配合，与天然橡胶、1R异戊橡胶、顺丁橡胶等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：天然橡胶55～65份、1R异戊橡胶8～12份、顺丁橡胶12～18份、电池用炭黑14～17份、石墨烯2.5～3.5份、硅酮油1.1～1.3份、控静电油1.8～2.2份、氧化锌1.6～1.8份、硬脂酸锌1.5～1.7份、硬脂酸1.8～2.1份、交联剂0.95～1.15份、流动助剂2.3～2.8份、发泡剂2.4～2.9份；所述控静电油为脂肪酸酯类抑静电助剂；所述石墨烯为CVD法制得的单层石墨烯，所述石墨烯的厚度为2～12nm；所述发泡剂为偶氮二甲酰胺和碳酸氢钠的混合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：天然橡胶55～65份、1R异戊橡胶8～12份、顺丁橡胶12～18份、电池用炭黑14～17份、石墨烯2.5～3.5份、硅酮油1.1～1.3份、控静电油1.8～2.2份、氧化锌1.6～1.8份、硬脂酸锌1.5～1.7份、硬脂酸1.8～2.1份、交联剂0.95～1.15份、流动助剂2.3～2.8份、发泡剂2.4～2.9份；所述控静电油为脂肪酸酯类抑静电助剂；所述石墨烯为CVD法制得的单层石墨烯，所述石墨烯的厚度为2～12nm；所述发泡剂为偶氮二甲酰胺和碳酸氢钠的混合物。


2.根据权利要求1所述的石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料，其特征在于，所述石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料由包括以下重量份的原料制成：天然橡胶60份、1R异戊橡胶10份、顺丁橡胶15份、电池用炭黑15份、石墨烯3份、硅酮油1.2份、控静电油2份、氧化锌1.7份、硬脂酸锌1.6份、硬脂酸1.95份、交联剂1.05份、流动助剂2.55份、发泡剂2.65份。


3.根据权利要求1所述的石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料，其特征在于，所述石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料由包括以下重量份的原料制成：天然橡胶62份、1R异戊橡胶10.5份、顺丁橡胶15.5份、电池用炭黑16.2份、石墨烯2.8份、硅酮油1.22份、控静电油2.1份、氧化锌1.72份、硬脂酸锌1.62份、硬脂酸1.97份、交联剂1.08份、流动助剂2.6份、发泡剂2.7份。


4.根据权利要求1至3任一项所述的石墨烯天然橡胶高分子控静电混合发泡材料，其特征在于，所述偶氮二甲酰胺和碳酸氢钠的混合物中偶氮二甲酰胺和碳酸氢钠的质量之比为1：(3.5～5.5)。

【专利技术属性】
技术研发人员：丁天宁，丁德材，丁幼丝，
申请(专利权)人：福建五持恒科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35