一种橡胶复合材料及其在吸砂胶管中的应用制造技术

本发明专利技术提出了一种橡胶复合材料及其在吸砂胶管中的应用，所述橡胶复合材料按重量份包括如下原料：氧化石墨烯/丁苯橡胶复合胶35

【技术实现步骤摘要】
一种橡胶复合材料及其在吸砂胶管中的应用


[0001]本专利技术涉及吸砂胶管
，尤其涉及一种橡胶复合材料及其在吸砂胶管中的应用。

技术介绍

[0002]人们在日常生活或者生产中需要抽吸矿砂、煤屑等固体物质或颗粒物料。而进行这些工作的机械设备中都会装有吸砂管来对颗粒物料进行抽吸，原来都是用金属管来作为吸砂管，但是金属管较为坚硬，不能满足需要对管子进行弯曲的情况，后来改用更具有曲挠性的吸砂胶管。由于吸砂胶管的使用条件比较苛刻，一般吸砂胶管的耐磨性能较差，使用时间长了之后磨损的非常厉害，经常需要更换。
[0003]丁苯橡胶由于具有相对较好的热老化和磨损抗性，因而经常被用作吸砂胶管。考虑到吸砂胶管长期苛刻的工作环境，其耐磨损性能依然不足。目前工业生产中通常采用机械共混法在丁苯橡胶制品中引入填料等配合剂以便达到改善机械耐磨等性能，但是机械共混法无法达到填料等配合剂在橡胶中的高剥离、高分散、高界面作用力的状态，因此反而阻碍了丁苯橡胶优异性能的发挥。
[0004]氧化石墨烯作为氧化还原法制备石墨烯过程的中间产物，它不仅具备了石墨烯优异的力学性能，而且片层表面由于含氧官能团的存在还增大了层间距，提高了它与橡胶之间的相容性，氧化石墨烯作为橡胶补强剂可以大幅度提高橡胶复合材料的硬度、模量、定伸应力、耐磨性等。但由于氧化石墨烯与橡胶材料的复合普遍采用机械共混法和溶液共混法，机械共混法很难将氧化石墨烯剥离并均匀分散在橡胶基体中，机械共混过程中高剪切力会打碎氧化石墨片层；溶液共混虽然能将氧化石墨烯剥离并均匀分散，但大量使用有机溶剂造成环境污染且成本巨大。
[0005]因此，如何提高氧化石墨烯在橡胶制品中分散性能，以便最大限度地发挥氧化石墨烯的耐磨改善功能，这对于提升吸砂胶管的耐磨使用性能具有重要意义。

技术实现思路

[0006]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种橡胶复合材料及其在吸砂胶管中的应用，所述橡胶复合材料具有高耐磨、高强度的优异性能，有效保证了其在吸砂胶管中的耐磨使用性能。
[0007]本专利技术提出的一种橡胶复合材料，所述橡胶复合材料按重量份包括如下原料：氧化石墨烯/丁苯橡胶复合胶35
‑
45份、丁苯橡胶85
‑
95份、白炭黑5
‑
15份、硬脂酸1
‑
5份、纳米氧化锌1
‑
5份、粘合剂1
‑
3份、硫化剂1
‑
3份、硫化促进剂0.5
‑
1份和防老剂1
‑
3份；
[0008]其中，所述氧化石墨烯/丁苯橡胶复合胶是通过将异氰酸酯功能化氧化石墨烯和丙烯酸接枝改性丁苯橡胶进行混炼得到。
[0009]优选地，所述异氰酸酯功能化氧化石墨烯是通过将氧化石墨烯与二异氰酸酯进行缩合反应得到。
[0010]优选地，所述二异氰酸酯为对苯二异氰酸酯；
[0011]优选地，所述氧化石墨烯与二异氰酸酯的质量比为1:6
‑
10。
[0012]优选地，所述丙烯酸接枝改性丁苯橡胶是通过将溶聚丁苯橡胶与丙烯酸进行接枝聚合得到；
[0013]优选地，所述溶聚丁苯橡胶与丙烯酸的质量比为1:0.2
‑
0.3。
[0014]优选地，所述异氰酸酯功能化氧化石墨烯和丙烯酸接枝改性丁苯橡胶的质量比为1:0.3
‑
0.5。
[0015]优选地，所述硫化剂为硫磺，所述硫化促进剂为促进剂CZ。
[0016]优选地，所述粘合剂为粘合剂RC，所述防老剂为对苯二胺类防老剂，优选为防老剂4020。
[0017]本专利技术提出一种橡胶复合材料的制备方法，包括：将氧化石墨烯/丁苯橡胶复合胶和丁苯橡胶、白炭黑、硬脂酸、纳米氧化锌、粘合剂、硫化剂、硫化促进剂以及防老剂进行混炼得到。
[0018]本专利技术还提出一种上述橡胶复合材料在吸砂胶管中的应用。
[0019]优选地，所述吸砂胶管包括所述橡胶复合材料和内嵌在所述橡胶复合材料中的骨架材料。
[0020]本专利技术中，通过将异氰酸酯功能化氧化石墨烯和丙烯酸接枝改性丁苯橡胶进行混炼得到一种氧化石墨烯/丁苯橡胶复合胶，由于异氰酸酯功能化氧化石墨烯管表面接枝有异氰酸酯基团，丙烯酸接枝改性丁苯橡胶表面接枝有羧酸基团，因此当将二者进行混炼时，考虑到异氰酸酯基团可以与羧酸基团之间形成吸附反应，可以使得异氰酸酯功能化氧化石墨烯和丙烯酸接枝改性丁苯橡胶之间形成牢固结合，由此使得石墨烯在丁苯橡胶中具有良好的分散性和亲和性，确保氧化石墨烯在橡胶制品中分散均匀，从而在橡胶制品中表现出更好的补强效果。最终本专利技术所获得的橡胶复合材料表现出明显优异的耐磨和高强性能。
具体实施方式
[0021]下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明，但是应该明确提出这些实施例用于举例说明，但是不解释为限制本专利技术的范围。
[0022]本专利技术提出了一种橡胶复合材料，所述橡胶料按重量份包括如下如下原料：氧化石墨烯/丁苯橡胶复合胶35
‑
45份、丁苯橡胶85
‑
95份、白炭黑5
‑
15份、硬脂酸1
‑
5份、纳米氧化锌1
‑
5份、粘合剂1
‑
3份、硫化剂1
‑
3份、硫化促进剂0.5
‑
1份和防老剂1
‑
3份；
[0023]其中，所述氧化石墨烯/丁苯橡胶复合胶是通过将异氰酸酯功能化氧化石墨烯和丙烯酸接枝改性丁苯橡胶进行混炼得到。
[0024]上述配方中，选用氧化石墨烯/丁苯橡胶复合胶作为氧化石墨烯的预分散母料，可以确保氧化石墨烯在后续复合材料中分散均匀，因而克服了传统将氧化石墨烯与丁苯橡胶直接机械混合造成的分散性差缺陷，最终获得了一种具有改进的耐磨以及强度性能的橡胶复合材料。
[0025]与此同时，该由该配方获得的橡胶料可与骨架材料之间具有较强的粘合力以保证稳定的粘合效果，因此可有效用于制备耐磨吸砂胶管。
[0026]在本专利技术优选的一个实施例中，所述丙烯酸接枝改性丁苯橡胶是通过将溶聚丁苯
橡胶与丙烯酸进行接枝聚合得到，且所述丙烯酸接枝改性丁苯橡胶的丙烯酸接枝率为1.4
‑
2.1wt％。
[0027]上述接枝率含量的丙烯酸接枝改性丁苯橡胶既可以提供足够量的羧酸基团对异氰酸酯功能化氧化石墨烯形成吸附反应，又能保证改性丁苯橡胶不会因为过量接枝反应导致极化太过，影响后续与基体橡胶之间的相容性能。
[0028]在本专利技术优选的另一个实施例中，所述异氰酸酯功能化氧化石墨烯是通过将氧化石墨烯与二异氰酸酯进行缩合反应得到。
[0029]上述反应获得的异氰酸酯功能化氧化石墨烯具有如下结构示意：
[0030][0031]为了更清楚详细地介绍本专利技术实施例所提供的橡胶复合材料，以下将结合具体实施例进行说明。
[0032]实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种橡胶复合材料，其特征在于，所述橡胶复合材料按重量份包括如下原料：氧化石墨烯/丁苯橡胶复合胶35
‑
45份、丁苯橡胶85
‑
95份、白炭黑5
‑
15份、硬脂酸1
‑
5份、纳米氧化锌1
‑
5份、粘合剂1
‑
3份、硫化剂1
‑
3份、硫化促进剂0.5
‑
1份和防老剂1
‑
3份；其中，所述氧化石墨烯/丁苯橡胶复合胶是通过将异氰酸酯功能化氧化石墨烯和丙烯酸接枝改性丁苯橡胶进行混炼得到。2.根据权利要求1所述橡胶复合材料，其特征在于，所述异氰酸酯功能化氧化石墨烯是通过将氧化石墨烯与二异氰酸酯进行缩合反应得到。3.根据权利要求2所述橡胶复合材料，其特征在于，所述二异氰酸酯为对苯二异氰酸酯；优选地，所述氧化石墨烯与二异氰酸酯的质量比为1:6
‑
10。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述橡胶复合材料，其特征在于，所述丙烯酸接枝改性丁苯橡胶是通过将溶聚丁苯橡胶与丙烯酸进行接...

【专利技术属性】
技术研发人员：周阳，周桅，
申请(专利权)人：蚌埠惠华管业有限公司，
类型：发明
国别省市：