一种石墨烯改性天然胶乳硫化包的方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种石墨烯改性硫化包技术，解决石墨烯和硫化剂在天然橡胶中分散不均匀的问题，进一步实现了对天然乳胶聚合物性能的提升。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯改性天然胶乳硫化包的方法
本专利技术属于天然橡胶
，具体的为一种石墨烯改性硫化包用来制备石墨烯复合天然胶乳聚合物。
技术介绍
天然胶乳具有优异的综合性能，所得制品具有优良的弹性，较高的强度，较大的伸长率和较小的蠕变等性能，在化学工业与生活中得到广泛的应用。但是天然胶乳在纯胶硬度、拉伸强度等物理力学性能方面不能满足很多实际的需要，亟待通过改性，以提高其强度、耐磨、抗老化等性能，拓宽其应用领域。在橡胶工业中，有关碳黑、白碳黑、粘土等传统纳米增强粒子的复合研究已经广泛开展，研制出了性能优异的天然橡胶纳米复合材料。随着技术的发展、纳米氧化锌、纳米碳酸钙、碳纳米管和纳米纤维等新纳米材料的应用，使天然橡胶纳米复合材料各方面性能也得到一定层度的提升，但是在就目前的研究结果看，由于分散水平差，导致复合材料物理性能提高程度上效果有限，而且工艺复杂，稳定性较差。石墨烯是一种单原子厚度的二维碳纳米材料,具有优异的光、电、热和力学性能,以及巨大的比表面积。石墨烯与高分子之间能够通过共价或非共价作用(氢键、π-π作用、静电作用等)进行复合.这些相互作用既增加了石墨烯在高分子中的溶解性或分散性,也可以提高复合材料的性能或拓展其功能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种石墨烯改性天然胶乳硫化包的方法，其特征在于，包括以下步骤:1)将氧化石墨烯研磨分散成氧化石墨烯分散液A。2)将天然胶乳的硫化体系按照配比配制成硫化包，然后使用纳米砂磨机或者循环研磨机研磨分散成纳米硫化包B。<br>3)向持续搅拌状态下的氧化石墨烯分散液A中加入步骤2)制得的纳米硫化包B。混合均匀制备成石墨烯改性纳米硫化包。4)在搅拌状态下，依次向天然乳胶溶液中加入稳定剂和步骤3)制得的石墨烯改性纳米硫化包，获得乳胶混合液C。5)对所述乳胶混合液C进行预硫化处理，制成半硫化胶乳D。6)从所述半硫化胶乳D中分离出细化半硫化胶乳E。7)所述细化半硫化胶乳E成型后，得到石墨烯改性天然乳胶聚合物。进一步，所述步骤1)中，是将氧化石墨烯洗涤后加入去离子水，再加入0.5-2倍氧化石墨烯含量的分散剂，调节pH值到8-10，分散并研磨成氧化石墨烯分散液A。进一步，所述步骤1)中，所述分散剂为平平加、分散剂NF、十六烷基苯磺酸钠中至少一种的混合液。所述氧化石墨烯纳米分散液A中，氧化石墨烯的浓度为0.2-2％。进一步，所述步骤2)中，所述纳米硫化工艺包B为硫磺(S)、ZDC(二乙基二硫代氨基甲酸锌)、PX(乙基苯基二硫代氨基甲酸锌)、酪素、平平加、264(2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚)、氧化锌、分散剂NF(亚甲基二萘苯磺酸钠)等的一种混合物。进一步，所述步骤2)中，所述纳米硫化工艺包B的重量配比为：硫磺(S)100～120份氧化锌60～80份ZDC(二乙基二硫代氨基甲酸锌)1～40份PX(乙基苯基二硫代氨基甲酸锌)1～40份酪素75～100份平平加1～10份264(2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚)80～100份分散剂NF(亚甲基二萘苯磺酸钠)5～10份进一步，所述步骤4)中，是向持续搅拌状态下的天然乳胶溶液中加入稳定剂，搅拌。再缓慢加入所述石墨烯改性纳米硫化包，继续搅拌，获得乳胶混合液C。进一步，所述步骤4)中，所述天然乳胶溶液的质量浓度为40-60％，且所述乳胶混合液C中，氧化石墨烯在乳胶中的干质量含量为0.1-2％。进一步，所述步骤5)中，对所述乳胶混合液C进行预硫化处理是将所述乳胶混合液C采用水浴边加热并速搅拌处理。加热温度40-80℃，加热时间2-4小时，制成半硫化胶乳D。进一步，所述步骤6)中，将所述半硫化胶乳D停放后，对其进行高速离心分离处理，获得细化半硫化胶乳E。进一步，所述步骤7)中，将所述细化半硫化胶乳E用模具浸渍成型，再加热干燥，得到石墨烯改性天然乳胶聚合物，干燥处理的温度为90-130℃。进一步，所述氧化石墨烯分散液A的尺寸为2-5微米，厚度为3-5nm。所述纳米硫化工艺包B的尺寸为30-50nm。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的石墨烯改性天然乳胶改性方法，应用大尺寸石墨烯改性天然胶乳硫化包，将天然胶乳硫化包制备成纳米硫化包，其纳米粒子尺寸在30-50nm使其具有纳米粒子效应。然后与2-5μm的石墨烯进行混合，在石墨烯片层两边加载纳米硫化包粒子，形成芝麻饼结构。在进行预硫化时石墨烯纳米硫化包粒子进入到天然胶乳线性链段中进行交联反应，形成交联网络结构。将石墨烯均匀分散于天然胶乳交联网络中。解决了石墨烯在天然胶乳中分散不均匀的问题，获得改性天然胶乳。本专利技术获得的石墨烯改性天然乳胶聚合物，力学性提高了50～200％，有效改善天然胶乳的天然孔隙问题，使胶膜阻隔性能提高，可以阻隔各种病毒，且本专利技术石墨烯改性天然乳胶聚合物改性方法采用的原料易得，容易规模化生产。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但不应该理解为本专利技术上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本专利技术上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本专利技术的保护范围内。本专利技术的石墨烯改性天然乳胶聚合物改性方法，包括如下步骤：1)首先将氧化石墨烯加入去离子水中，搅拌均匀。然后离心处理，去除上清液。反复洗涤3-5次，测试氧化石墨烯的固含量。再配制成固含量0.2％-2％的溶液。然后加入石墨烯含量0.5-2倍的分散剂，分散剂为平平加、分散剂NF、十六烷基苯磺酸钠中至少一种的混合液。同时加入KOH、NaOH、氨水等调节pH值至8-10。再高速搅拌机预分散10min。最后使用纳米砂磨机，循环研磨机，高压均质机研磨分散成石墨烯分散液A。2)将天然胶乳的硫化体系按照配比配制成硫化包。然后使用纳米砂磨机或者循环研磨机研磨分散成纳米硫化包B。3)向持续搅拌状态下的石墨烯分散液A中加入一定量的纳米硫化包B。混合均匀制备成石墨烯改性纳米硫化包。4)向持续搅拌状态下的天然乳胶溶液中加入稳定剂，搅拌5min。再缓慢加入所述石墨烯改性纳米硫化包，继续搅拌5-10min。获得乳胶混合液C。对所述乳胶混合液C进行预硫化处理：即将所述乳胶混合液C采用水浴边加热边慢速搅拌处理,加热温度40-80℃，加热时间2-4小时，制成半硫化胶乳D。进一步，所加入的份数为：以60％天然乳胶为100phr。所述稳定剂用量为0.5-5phr，所述稳定剂为氨水、KOH以及酪素。所述纳米硫化包B用量为5-8phr，所述纳米硫化包B为S、ZDC、PX、酪素、平平加、264、氧化锌、分散剂NF的一种混合物。5)将所述半硫化胶乳D停放12-24h后，对其进行高速离心处理过滤，获得细化半硫化胶乳E。6)将所述细化半硫化胶乳D用模具浸渍成型，再加热干燥，干燥温度为90-130℃。得到石墨烯改性天然乳胶聚合物。本专利技术的石墨烯改性硫化包技术，其中硫化包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯改性天然胶乳硫化包的方法，其特征在于，包括以下步骤:/n1)将所述氧化石墨烯研磨分散成氧化石墨烯分散液A；/n2)将天然胶乳的硫化体系的各个组分混合，研磨分散制成纳米硫化包B；/n3)向持续搅拌状态下的氧化石墨烯分散液A中加入步骤2)制得的纳米硫化包B。混合均匀制备成石墨烯改性纳米硫化包；/n4)在搅拌状态下，依次向天然乳胶溶液中加入稳定剂和步骤3)制得的石墨烯改性纳米硫化包，获得乳胶混合液C；/n5)对所述乳胶混合液C进行预硫化处理，制成半硫化胶乳D；/n6)从所述半硫化胶乳D中分离出细化半硫化胶乳E；/n7)所述细化半硫化胶乳E成型后，得到石墨烯改性天然乳胶聚合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯改性天然胶乳硫化包的方法，其特征在于，包括以下步骤:
1)将所述氧化石墨烯研磨分散成氧化石墨烯分散液A；
2)将天然胶乳的硫化体系的各个组分混合，研磨分散制成纳米硫化包B；
3)向持续搅拌状态下的氧化石墨烯分散液A中加入步骤2)制得的纳米硫化包B。混合均匀制备成石墨烯改性纳米硫化包；
4)在搅拌状态下，依次向天然乳胶溶液中加入稳定剂和步骤3)制得的石墨烯改性纳米硫化包，获得乳胶混合液C；
5)对所述乳胶混合液C进行预硫化处理，制成半硫化胶乳D；
6)从所述半硫化胶乳D中分离出细化半硫化胶乳E；
7)所述细化半硫化胶乳E成型后，得到石墨烯改性天然乳胶聚合物。


2.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性天然胶乳硫化包的方法，其特征在于：所述步骤1)中，是将氧化石墨烯洗涤后加入去离子水，再加入0.5-2倍氧化石墨烯固体含量的分散剂，调节PH值到8-10，分散并研磨成氧化石墨烯分散液A。


3.根据权利要求1或2所述的一种石墨烯改性天然胶乳硫化包的方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述分散剂为平平加、分散剂NF、十六烷基苯磺酸钠中至少一种的混合液。所述氧化石墨烯纳米分散液A中，氧化石墨烯的浓度为0.2-2％。


4.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性天然胶乳硫化包的方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述纳米硫化工艺包B为硫磺(S)、ZDC(二乙基二硫代氨基甲酸锌)、PX(乙基苯基二硫代氨基甲酸锌)、酪素、平平加、264(2,6-二叔丁基-4-甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：李朝龙，潘长富，吴声坤，
申请(专利权)人：重庆中科烯维科技有限公司，重庆石墨烯研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50