一種石墨增強復(fù)合橡膠材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及橡膠技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種石墨增強復(fù)合橡膠材料。
【背景技術(shù)】
[0002]橡膠材料是一種在大變形下能迅速恢復(fù)形變的高分子材料，它是國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡娜沼?、醫(yī)用提供輕工橡膠產(chǎn)品；為采掘、交通、建筑、機械、電子等重工業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)提供各種橡膠制生產(chǎn)設(shè)備或橡膠部件，應(yīng)用十分廣泛。近年來，橡膠工業(yè)的迅速發(fā)展，對橡膠制品提出了更高的要求，橡膠材料必須向著功能化、精細化和多元化的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的單一橡膠材料已不能完全滿足迅速發(fā)展的使用要求。橡膠屬于彈性體缺乏結(jié)晶能力，分子間作用力小，自由體積大，所以其強度、硬度、耐磨及疲勞等性能不高，所以要對橡膠經(jīng)過補強，提高其性能。橡膠工業(yè)最傳統(tǒng)的補強劑一直是炭黑和白炭黑，雖然具有一定的補強作用，但是這兩種補強劑都具有很低的視密度，在向橡膠中添加時，極易產(chǎn)生飛揚，加工污染性重，同時加工時間長，混煉能耗大，且炭黑補強制品為單一的黑色，而且這兩種補強劑很難賦予制品更高的硬度、更好的耐透氣性等等。
[0003]石墨是一種層狀材料，具有優(yōu)良的潤滑性能，在剝離狀態(tài)下?lián)碛蟹浅８叩男螤钕禂?shù)，石墨是比強度最高的材料之一，而且擁有獨特的功能特性，如導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等，并且成本低，作為橡膠的增強材料能夠提高其摩擦學(xué)性能，但是由于石墨材料本身的惰性性質(zhì)及其層片間具有的范德華力，直接的加入到橡膠中會大大降低其機械性能，降低使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種石墨增強復(fù)合橡膠材料。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種石墨增強復(fù)合橡膠材料，由以下重量份的原料制備制成:三聚氰胺磷酸鹽1-2、防老劑TNP1-2、聚丙烯腈24-27、石墨12-13、粉煤灰微珠3_4、十二烷基硫酸鈉0.7_1、液體丁腈橡膠42-55、甲基丙烯酸0.6-1、丁腈橡膠52-60、丁苯橡膠20-25、聚乙烯醇粉2-4、硫化劑TAIC1-2、氧化鋁4-6、氧化鑭1-2、赤泥粉17-21、石膏渣13-15、羥基硅油2-3。
[0006]所述一種石墨增強復(fù)合橡膠材料，由下列具體步驟制備制成:
(1)將氧化鋁和氧化鑭混合加到10倍重量份的無水乙醇中，超聲分散，再加入赤泥粉和石膏渣攪拌均勻，然后緩慢加熱直至溶劑蒸發(fā)，烘干后粉碎備用；
(2)將聚丙烯腈加到二甲基亞砜溶液中，進行攪拌打漿，濃度控制在16-18%，再加入甲基丙烯酸混合攪拌均勻，將石墨和粉煤灰微珠在真空干燥箱中干燥，按照固液比1:5-7加入去離子水，再加入十二烷基硫酸鈉繼續(xù)超聲攪拌均勻，取其上清液加到聚丙烯腈溶液中，室溫下攪拌2-3h，經(jīng)過濾、靜置脫泡、紡絲、碳化得到聚丙烯腈復(fù)合纖維；
(3)將步驟(3)制得復(fù)合纖維短切后和步驟(1)制備的產(chǎn)物、液體丁腈橡膠混合，再加入lwt%的氯化鈣水溶液進行絮凝，經(jīng)洗滌并在鼓風干燥箱中于50-70° C下干燥24-30h，冷卻后備用； (4)將丁腈橡膠和丁苯橡膠加到密煉機中，升溫至90-100° C，以100-200r/min的速度密煉3 -5m i η，加入步驟(3 )制備的產(chǎn)物、三聚氰胺磷酸鹽和硫化劑TAIC，升溫至120-140° C，以400-600r/min的速度密煉10_15min，再加入其余剩余物質(zhì)以200_400r/min的速度密煉5-7min，薄通4_6次，得到橡膠材料。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明采用具有比強度高、導(dǎo)熱、導(dǎo)電和減磨性能好的石墨作為增強材料，因直接加到橡膠中會大大降低機械性能，降低使用壽命，本發(fā)明將石墨加到聚丙烯腈的紡絲液中，通過紡絲、氧化、炭化的方式得到石墨負載的聚丙烯腈碳纖維，通過液體丁腈橡膠吸附附著在其表面，防止了過度的聚集，然后共混共沉得到橡膠母粒，再和生膠混煉得到的橡膠材料具有優(yōu)良的強度、抗疲勞性、導(dǎo)熱、減磨、耐腐蝕等特性，添加的經(jīng)處理的赤泥粉和石膏渣能夠有效的提高橡膠材料的強度、耐腐蝕、耐火和降低成本等作用，本發(fā)明的穩(wěn)定的耐油橡膠材料，具有良好的耐酸堿能力，耐火性良好，生產(chǎn)成本低，不易變形。
【具體實施方式】
[0008]—種石墨增強復(fù)合橡膠材料，由以下重量份(公斤)的原料制備制成:三聚氰胺磷酸鹽1、防老劑TNP1、聚丙烯腈24、石墨12、粉煤灰微珠3、十二烷基硫酸鈉0.7、液體丁腈橡膠42、甲基丙烯酸0.6、丁腈橡膠52、丁苯橡膠20、聚乙烯醇粉2、硫化劑TAIC1、氧化鋁4、氧化鑭1、赤泥粉17、石膏渣13、羥基硅油2。
[0009]所述一種石墨增強復(fù)合橡膠材料，由下列具體步驟制備制成:
(1)將氧化鋁和氧化鑭混合加到10倍重量份的無水乙醇中，超聲分散，再加入赤泥粉和石膏渣攪拌均勻，然后緩慢加熱直至溶劑蒸發(fā)，烘干后粉碎備用；
(2)將聚丙烯腈加到二甲基亞砜溶液中，進行攪拌打漿，濃度控制在16%，再加入甲基丙烯酸混合攪拌均勻，將石墨和粉煤灰微珠在真空干燥箱中干燥，按照固液比1:5加入去離子水，再加入十二烷基硫酸鈉繼續(xù)超聲攪拌均勻，取其上清液加到聚丙烯腈溶液中，室溫下攪拌2h，經(jīng)過濾、靜置脫泡、紡絲、碳化得到聚丙烯腈復(fù)合纖維；
(3)將步驟(3)制得復(fù)合纖維短切后和步驟(1)制備的產(chǎn)物、液體丁腈橡膠混合，再加入lwt%的氯化鈣水溶液進行絮凝，經(jīng)洗滌并在鼓風干燥箱中于50 ° C下干燥24h，冷卻后備用;
(4)將丁腈橡膠和丁苯橡膠加到密煉機中，升溫至90°C，以lOOr/min的速度密煉3min，加入步驟(3)制備的產(chǎn)物、三聚氰胺磷酸鹽和硫化劑TAIC，升溫至120° C，以400r/min的速度密煉lOmin，再加入其余剩余物質(zhì)以200r/min的速度密煉5min，薄通4次，得到橡膠材料。
[0010]按照實施例制備的橡膠材料對其進行性能測試，結(jié)果如下:
硬度(A):52，拉伸強度(MPa):3.4，100%定伸應(yīng)力(MPa):1.2，斷裂伸長率(％):478，扯斷永久變形(％):5，撕裂強度(KN/m):33.2，摩擦系數(shù):0.7，體積磨損量(mm3):7.0。
【主權(quán)項】
1.一種石墨增強復(fù)合橡膠材料，其特征在于，由以下重量份的原料制備制成:三聚氰胺磷酸鹽1-2、防老劑TNP1-2、聚丙烯腈24-27、石墨12-13、粉煤灰微珠3_4、十二烷基硫酸鈉0.7-1、液體丁腈橡膠42-55、甲基丙烯酸0.6-1、丁腈橡膠52-60、丁苯橡膠20-25、聚乙烯醇粉2-4、硫化劑TAIC1-2、氧化鋁4-6、氧化鑭1_2、赤泥粉17-21、石膏渣13-15、羥基硅油2-3。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種石墨增強復(fù)合橡膠材料，其特征在于，由下列具體步驟制備制成: (1)將氧化鋁和氧化鑭混合加到10倍重量份的無水乙醇中，超聲分散，再加入赤泥粉和石膏渣攪拌均勻，然后緩慢加熱直至溶劑蒸發(fā)，烘干后粉碎備用； (2)將聚丙烯腈加到二甲基亞砜溶液中，進行攪拌打漿，濃度控制在16-18%，再加入甲基丙烯酸混合攪拌均勻，將石墨和粉煤灰微珠在真空干燥箱中干燥，按照固液比1:5-7加入去離子水，再加入十二烷基硫酸鈉繼續(xù)超聲攪拌均勻，取其上清液加到聚丙烯腈溶液中，室溫下攪拌2-3h，經(jīng)過濾、靜置脫泡、紡絲、碳化得到聚丙烯腈復(fù)合纖維； (3)將步驟(3)制得復(fù)合纖維短切后和步驟(1)制備的產(chǎn)物、液體丁腈橡膠混合，再加入lwt%的氯化鈣水溶液進行絮凝，經(jīng)洗滌并在鼓風干燥箱中于50-70° C下干燥24-30h，冷卻后備用； (4)將丁腈橡膠和丁苯橡膠加到密煉機中，升溫至90-100°C，以100-200r/min的速度密煉3 -5m i η，加入步驟(3 )制備的產(chǎn)物、三聚氰胺磷酸鹽和硫化劑TAIC，升溫至120-140° C，以400-600r/min的速度密煉10_15min，再加入其余剩余物質(zhì)以200_400r/min的速度密煉5-7min，薄通4_6次，得到橡膠材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種石墨增強復(fù)合橡膠材料，由以下重量份的原料制備制成：三聚氰胺磷酸鹽1-2、防老劑TNP1-2、聚丙烯腈24-27、石墨12-13、粉煤灰微珠3-4、十二烷基硫酸鈉0.7-1、液體丁腈橡膠42-55、甲基丙烯酸0.6-1、丁腈橡膠52-60、丁苯橡膠20-25、聚乙烯醇粉2-4、硫化劑TAIC1-2、氧化鋁4-6、氧化鑭1-2、赤泥粉17-21、石膏渣13-15、羥基硅油2-3；本發(fā)明的穩(wěn)定的耐油橡膠材料，具有良好的耐酸堿能力，耐火性良好，生產(chǎn)成本低，不易變形。
【IPC分類】C08K3/22, C08K5/41, B29B7/28, C08L33/20, C08K13/02, C08L29/04, C08K3/04, C08L9/06, C08K5/3492, C08L9/02, C08L83/06
【公開號】CN105400012
【申請?zhí)枴緾N201510889047
【發(fā)明人】張慶
【申請人】安徽創(chuàng)奇樂智能游樂設(shè)備有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年12月2日