石墨烯天然橡胶防辐射复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防辐射复合发泡材料及其制备方法，由包括以下重量份的原料制成：天然橡胶55～65份、聚烯烃弹性体12～17份、高压聚乙烯13～18份、硫酸钡8～11份、石墨烯1.5～2.5份、氧化锌1.2～1.5份、硬脂酸锌2.5～3.5份、硬脂酸1.5～2.5份、交联剂1.7～2.2份、流动助剂4～6份、发泡剂1.8～2.5份。本发明专利技术通过精选原料组成，并优化各原料含量，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防辐射复合发泡材料具有良好防辐射效果，且密度远低，具有良好的超轻性；耐磨性能好；拉伸强度高，力学性能好。

Graphene natural rubber radiation resistant composite foam material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
石墨烯天然橡胶防辐射复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防辐射复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。天然橡胶是橡胶材料中物理力学性能与工艺加工性能协调性最好的品种，目前已被广泛应用于日常生活、医疗卫生、交通运输、农业、科学试验、国防等领域。随着社会的发展，人们对产品的性能提出了更高的要求，比如：橡胶发泡鞋底，传统橡胶发泡鞋底重量大、耐磨性能达不到要求，并且抗热收缩差，往往需要对其进行改性。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。近年来有不少利用石墨烯对橡胶材料进行改性的研究，并取得了良好的效果。但在石墨烯的应用过程中发现，石墨烯片层结构存在较强的范德华力或者氢键灯相互作用，使其极易发生团聚而不能均匀稳定的分散。通常，人们通过化学接枝将羧基、羟基、氨基等一些有机官能团街道石墨烯表面对其进行改性，从而提高石墨烯在高分子聚合物中的分散性。但这种方法破坏了石墨烯的晶体结构，极大地影响了石墨烯本身的性能。此外，目前所使用的天然橡胶发泡材料还存在以下问题：1、不具有防辐射功能；2、要么质量不够轻，显得笨重，要么发泡后的拉伸强度等力学性能差，容易损坏，使用寿命短。
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防辐射复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防辐射复合发泡材料，由包括以下重量份的原料制成：天然橡胶55～65份、聚烯烃弹性体12～17份、高压聚乙烯13～18份、硫酸钡8～11份、石墨烯1.5～2.5份、氧化锌1.2～1.5份、硬脂酸锌2.5～3.5份、硬脂酸1.5～2.5份、交联剂1.7～2.2份、流动助剂4～6份、发泡剂1.8～2.5份。在本实施例中，所述石墨烯天然橡胶防辐射复合发泡材料由包括以下重量份的原料制成：天然橡胶60份、聚烯烃弹性体15份、高压聚乙烯15份、硫酸钡10份、石墨烯2份、氧化锌1.4份、硬脂酸锌3份、硬脂酸2份、交联剂1.9份、流动助剂5份、发泡剂2.2份。在本实施例中，所述聚烯烃弹性体为乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物和乙烯-1-辛烯共聚物中的任意一种或多种的混合物。在本实施例中，所述聚烯烃弹性体为由乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物和乙烯-1-辛烯共聚物混合而成的混合物，其中三者的质量之比为10：(16～19)：(7～9)。在本实施例中，所述聚烯烃弹性体为由乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物和乙烯-1-辛烯共聚物混合而成的混合物，其中三者的质量之比为10：17.5：8。乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物和乙烯-1-辛烯共聚物的化学结构相似，性能接近，相容性良好，又有区别(如分子量的柔软性依次增加)，与其他基体材料能形成更好的连续相三者相互配合，相互补充，可大幅提高本专利技术的石墨烯天然橡胶防辐射复合发泡材料的止滑效果(非极性地面)、弹性和韧性。在本实施例中，所述石墨烯天然橡胶防辐射复合发泡材料还包括以下重量份的原料制成：不锈钢纤维丝2～4份。在本实施例中，所述不锈钢纤维丝的直径为5～20um，长度为10～25mm。所述石墨烯天然橡胶防辐射复合发泡材料还包括以下重量份的原料制成：不锈钢纤维丝2～4份。在本实施例中，所述不锈钢纤维丝的直径为5～20um，长度为10～25mm。不锈钢纤维丝的添加，不仅可以显著提升本专利技术的石墨烯天然橡胶防辐射复合发泡材料的防辐射效果，还可提升本专利技术的石墨烯天然橡胶防辐射复合发泡材料的强度等力学性能，以及耐磨性能；但是其与本专利技术的基体材料无法相容，选用不锈钢纤维丝的直径为5～20um，长度为10～25mm，既保证良好的强度，又具有大的比表面积，可在本专利技术的原料体系中均匀分散，且本专利技术的基体材料可牢牢地包覆于该不锈钢纤维丝的表面。在本实施例中，所述流动助剂为氧化聚乙烯。在本实施例中，所述发泡剂为AC发泡剂。本专利技术还提供一种所述的石墨烯天然橡胶防辐射复合发泡材料的制备方法，包括下列步骤：A、按重量份分别称取所述的石墨烯天然橡胶防辐射复合发泡材料的各原料，备用；B、将天然橡胶送入密炼机，在温度为134～138℃的条件下进行素炼10～14min，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除交联剂、发泡剂外的其他原料一起送入密炼机，在温度为92～97℃的条件下密炼10～14min；然后在温度为102～107℃的条件下密炼8～12min；然后加入交联剂、发泡剂，在温度为116～120℃的条件下密炼8～10min，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进行热压发泡，并冷却成型，得到所述石墨烯天然橡胶防辐射复合发泡材料。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防辐射复合发泡材料通过精选原料组成，并优化各原料含量，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防辐射复合发泡材料具有良好防辐射效果，且密度远低，具有良好的超轻性；耐磨性能好；拉伸强度高，力学性能好。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯天然橡胶防辐射复合发泡材料，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：/n天然橡胶55～65份、聚烯烃弹性体12～17份、高压聚乙烯13～18份、硫酸钡8～11份、石墨烯1.5～2.5份、氧化锌1.2～1.5份、硬脂酸锌2.5～3.5份、硬脂酸1.5～2.5份、交联剂1.7～2.2份、流动助剂4～6份、发泡剂1.8～2.5份。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯天然橡胶防辐射复合发泡材料，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、聚烯烃弹性体12～17份、高压聚乙烯13～18份、硫酸钡8～11份、石墨烯1.5～2.5份、氧化锌1.2～1.5份、硬脂酸锌2.5～3.5份、硬脂酸1.5～2.5份、交联剂1.7～2.2份、流动助剂4～6份、发泡剂1.8～2.5份。


2.根据权利要求1所述的石墨烯天然橡胶防辐射复合发泡材料，其特征在于，所述石墨烯天然橡胶防辐射复合发泡材料由包括以下重量份的原料制成：
天然橡胶60份、聚烯烃弹性体15份、高压聚乙烯15份、硫酸钡10份、石墨烯2份、氧化锌1.4份、硬脂酸锌3份、硬脂酸2份、交联剂1.9份、流动助剂5份、发泡剂2.2份。


3.根据权利要求1所述的石墨烯天然橡胶防辐射复合发泡材料，其特征在于，所述聚烯烃弹性体为乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物和乙烯-1-辛烯共聚物中的任意一种或多种的混合物。


4.根据权利要求1所述的石墨烯天然橡胶防辐射复合发泡材料，其特征在于，所述聚烯烃弹性体为由乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物和乙烯-1-辛烯共聚物混合而成的混合物，其中三者的质量之比为10：(16～19)：(7～9)。


5.根据权利要求2所述的石墨烯天然橡胶防辐射复合发泡材料，其特征在于，所述聚烯烃弹性体为由乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物和乙烯-1-辛烯共聚物混合而成的混合物，其中三者的质量之比为10：17.5：8。


6....

【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