一种石墨烯橡胶高分子远红外线复合发泡材料制造技术

本发明专利技术涉及新材料技术领域，具体为一种石墨烯橡胶高分子远红外线复合发泡材料，包括以下重量份的原料：包括以下按照重量份的材料：天然橡胶30

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯橡胶高分子远红外线复合发泡材料


[0001]本专利技术涉及新材料
，具体为一种石墨烯橡胶高分子远红外线复合发泡材料。

技术介绍

[0002]远红外线是指红光外侧的光线，属于电磁波的范畴，具有强热的作用。因为远红外线有如此的功能，它在医学上有特殊的功能，比如可以深入人体的皮下组织，促进血液循环。远红外线的的深透力可达肌肉关节深处，改善关节的疼痛，可以调节自主神经，能将人体疲劳和老化的物质直接从皮肤代谢，也可以进行美容和减肥，远红外线也是一种优秀的理疗方式，可以促进血液循环，改善循环系统，增强新陈代谢，提高免疫功能。经国家远红外中心检测：红外线波长可达4
‑
16nm。
[0003]石墨烯的热量，在于其远红外的特殊性，在于发热的均匀性、稳定性、全面性，数亿个石墨烯分子在同一表面上同时发热，如大气蒸腾般柔和却又无法抵挡地深入人体，而与人体同频的远红外共振，又将这种能量源源不断在人体内发挥它的作用。石墨烯加热发射6
‑
15μm远红外光波，而基于石墨烯这种几乎与人体同频的远红外，人体生物细胞能更好接收到石墨烯发射的能量。能有效激活身体细胞核酸蛋白质等生物分子，改善血液循环，增强新陈代谢，具有良好的消炎、镇痛等健康理疗效果。然而石墨烯仅由碳原子构成不含任何官能团，同时因为其片层静电作用导致石墨烯的溶解性不好，与橡胶的相容性也不好，无法在橡胶复合材料中发挥最大的作用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种石墨烯橡胶高分子远红外线复合发泡材料，本专利技术复合材料中氧化石墨烯在天然橡胶中分散性良好，能更好的提高石墨烯的远红外光发射率。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：
[0006]一种石墨烯橡胶高分子远红外线复合发泡材料，包括以下按照重量份的材料：天然橡胶30
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45份、POE弹性体5
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9份、三元乙丙胶10
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12份、白炭黑8
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14份、异戊二烯橡胶3
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6份、硬脂酸锌2
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5份、氧化石墨烯5
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8份、氧化锌6
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9份、无味交联剂3
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8份、硬脂酸3
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5份、发泡剂4
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7份、硅烷偶联剂5
‑
8份，其中，所述氧化石墨烯是以石墨、硝酸钠、高锰酸钾和浓硫酸为原料制备而成。
[0007]进一步地，包括以下按照重量份的材料：天然橡胶37份、POE弹性体6份、三元乙丙胶11份、白炭黑8份、异戊二烯橡胶4份、硬脂酸锌3份、氧化石墨烯6份、氧化锌8份、无味交联剂4份、硬脂酸4份、发泡剂6份、硅烷偶联剂7份。
[0008]进一步地，所述氧化石墨烯的具体制备方法为：取1.4份鳞片石墨、6份硝酸钠、4份高锰酸钾和32份浓硫酸依次倒入反应釜胆中，混合摇匀，置于0℃的冷藏室中反应3h，移置90℃烘箱内反应3h，取出静置冷却至20
‑
25℃，将反应釜胆内混合物倒入除盐水中，磁力搅
拌，滴加双氧水至溶液呈金黄色，依次使用1mol/L盐酸、除盐水在5500r/min下离心洗涤，直至pH接近中性，将絮体溶于除盐水中，超声搅拌联用，分散制得氧化石墨烯。
[0009]进一步地，所述复合发泡材料的制备工艺中首先将所述天然橡胶与氧化石墨烯通过湿式转移法进行复合。
[0010]进一步地，所述湿式转移法具体步骤为：首先将0.2wt％氧化石墨烯水溶液添加在100g天然橡胶中，超声分散5min；然后倒出混合物上部分离出的水层，置于烘箱内在100℃温度下烘烤48h，得到深黑色黏状物；再超声分散5min，加入5g多胺作为固化剂。
[0011]进一步地，所述无味交联剂为无味DCP，分子式为C6H4[C(CH3)2OOC(CH3)3]2，来源为法国阿科玛ARKEMA，该无味DCP硫化、交联效果好，生产的产品比较稳定。
[0012]进一步地，所述发泡剂为碳酸钙或碳酸氢钠。
[0013]进一步地，所述硅烷偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷。
[0014]本专利技术的有益效果为：
[0015](1)本专利技术将为了解决石墨烯在天然橡胶中易发生团聚的现象，不能发挥应有的效果，因此，本专利技术中将石墨经过强氧化剂和强酸进行氧化，保持了石墨原有的片层结构，同时片层面积增大使碳原子间sp2杂化程度增加，使得氧化石墨烯层间出现了大量羟基和环氧基等含氧官能团，使片层结构增大，发生明显分层现象，其六元碳环平面和平面边缘处产生大量含氧官能团，氧化石墨烯比表面积和絮乱程度增大，提高了其在天然树脂中的屏蔽能力和分散性，并且本专利技术将氧化石墨烯与天然橡胶提前通过湿式转移法进行复合，进一步提高了氧化石墨烯在天然橡胶中的分散性；与此同时，本专利技术采用γ―氨丙基三乙氧基硅烷作为硅烷偶联剂，改性后的石墨烯与天然橡胶之间的界面作用得到了增强，提高了石墨烯在天然橡胶中的分散性，三元乙丙胶还能使得复合材料具备防水的性能。
[0016](2)与天然橡胶复合或的氧化石墨烯能吸收和辐射高达40％的远红外线，人体远红外线的吸收机制是通过人体组织的细胞分子中的碳
‑
碳，碳
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氢键，氧
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氢键等的伸缩振动,其谐振波大部分在3
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15微米，和远红外线的波长和振幅相同，引起共振共鸣。石墨烯加热发射的4
‑
16微米远红外波，能有激活身体细胞核酸蛋白质等生物分子等功能。
具体实施方式
[0017]下面结合具体实施例进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。
[0018]实施例1
[0019]制备石墨烯橡胶高分子远红外线复合发泡材料的方法，包括以下步骤：
[0020]取1.4份鳞片石墨、6份硝酸钠、4份高锰酸钾和32份浓硫酸依次倒入反应釜胆中，混合摇匀，置于0℃的冷藏室中反应3h，移置90℃烘箱内反应3h，取出静置冷却至20℃，将反应釜胆内混合物倒入除盐水中，磁力搅拌，滴加双氧水至溶液呈金黄色，依次使用1mol/L盐酸、除盐水在5500r/min下离心洗涤，直至pH接近中性，将絮体溶于除盐水中，超声搅拌联用，分散制得氧化石墨烯。
[0021]按照重量份称取氧化石墨烯5份放入60份的水中制备氧化石墨烯水溶液，将3份的γ―氨丙基三乙氧基硅烷加入到石墨烯水溶液中，在60℃下，磁力搅拌3h，得到改性石墨烯分散液；将12氧化石墨烯水溶液添加在30份天然橡胶中，超声分散5min；然后倒出混合物上
部分离出的水层，置于烘箱内在100℃温度下烘烤48h，得到深黑色黏状物；再超声分散5min，加入5份多胺作为固化剂；称取POE弹性体5份、三元乙丙胶10份、白炭黑8份、异戊二烯橡胶3份、硬脂酸锌2份、氧化锌份、无味交联剂3份、硬脂酸份、发泡剂4份、硅烷偶联剂5份，加入复合后的氧化石墨烯分散液，不断加水搅拌使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯橡胶高分子远红外线复合发泡材料，其特征在于，包括以下按照重量份的材料：天然橡胶30
‑
45份、POE弹性体5
‑
9份、三元乙丙胶10
‑
12份、白炭黑8
‑
14份、异戊二烯橡胶3
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6份、硬脂酸锌2
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5份、氧化石墨烯5
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8份、氧化锌6
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9份、无味交联剂3
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8份、硬脂酸3
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5份、发泡剂4
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7份、硅烷偶联剂5
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8份，其中，所述氧化石墨烯是以石墨、硝酸钠、高锰酸钾和浓硫酸为原料制备而成。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯橡胶高分子远红外线复合发泡材料，其特征在于，包括以下按照重量份的材料：天然橡胶37份、POE弹性体6份、三元乙丙胶11份、白炭黑8份、异戊二烯橡胶4份、硬脂酸锌3份、氧化石墨烯6份、氧化锌8份、无味交联剂4份、硬脂酸4份、发泡剂6份、硅烷偶联剂7份。3.根据权利要求1所述的一种石墨烯橡胶高分子远红外线复合发泡材料，其特征在于，所述氧化石墨烯的具体制备方法为：取1.4份鳞片石墨、6份硝酸钠、4份高锰酸钾和32份浓...

【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：