一种耐寒抗冲击橡胶材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种耐寒抗冲击橡胶材料，其原料按重量份包括：氯化聚乙烯140B?60-80份，三元乙丙橡胶20-30份，丁苯橡胶25-30份，改性石墨烯28-32份，白炭黑16-20份，纳米碳酸钙6-10份，超细滑石粉12-16份，煅烧陶土8-12份，硫磺粉0.8-1.2份，促进剂AA?2.8-3.1份，促进剂MZ?2-2.3份，氧化镁4-5份，硅烷偶联剂A-1512.4-2.8份，防老剂MB?0.8-1.2份，防老剂RD?0.8-1.2份，已二酸二辛酯4-6份，硬脂酸5-7份,对苯二甲酸二辛酯3.6-4.4份。本发明耐寒性能好，抗冲击能力强，适合在较为寒冷严酷的户外环境使用。
【专利说明】一种耐寒抗冲击橡胶材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及橡胶材料【技术领域】，尤其涉及一种耐寒抗冲击橡胶材料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 橡胶材料制成的产品应用范围极为广泛，当其在我国东北部或某些特殊环境如深 海作业、极地考察使用时，要受到低温和恶劣环境冲击作用，这就要求橡胶材料具有优异的 耐寒抗冲击性能。而普通橡胶材料在低温环境或冲击条件下极易出现老化、破裂现象，从而 对生产生活产生严重的影响。因此，需要研制一种耐寒和抗冲击性能好的橡胶材料，适合在 较为寒冷严酷的户外环境使用。
【发明内容】
[0003] 基本【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种耐寒抗冲击橡胶材料，耐寒性 能好，抗冲击能力强，适合在较为寒冷严酷的户外环境使用。
[0004] 本发明提出的一种耐寒抗冲击橡胶材料，其原料按重量份包括：氯化聚乙烯140B 60-80份，三元乙丙橡胶20-30份，丁苯橡胶25-30份，改性石墨烯28-32份，白炭黑16-20 份，纳米碳酸钙6-10份，超细滑石粉12-16份，煅烧陶土 8-12份，硫磺粉0. 8-1. 2份，促进 剂AA 2. 8-3. 1份，促进剂MZ 2-2. 3份，氧化镁4-5份，硅烷偶联剂A-1512. 4-2. 8份，防老 剂MB 0· 8-1. 2份，防老剂RD 0· 8-1. 2份，已二酸二辛酯4-6份，硬脂酸5-7份，对苯二甲 酸二辛酯3. 6-4. 4份；
[0005] 其中改性石墨烯的制备方法为：按重量份将盛有120-160份浓度为95-98wt %浓 硫酸的反应容器置于温度为〇_3°C的水浴装置中，搅拌浓硫酸，在搅拌的过程中加入10-13 份粒径为20-30 μ m的石墨粉和5-9份硝酸钠，再以15-20rpm的搅拌速度搅拌30-35min， 加入30-33份高锰酸钾后，将水浴装置的温度升至33-36 °C后搅拌28-32min，接着加 入500-520份去离子水，将水浴装置的温度升至94-98 °C后搅拌16-20min后，继续加入 18-26份浓度为26-31wt %的H202溶液和0· 1-0. 3份浓度为36. 5-38wt %的HC1溶液，得 到反应液A ;将pH降至6. 9-7. 0后，干燥得到氧化石墨烯；将1. 8-2. 1份氧化石墨烯置于 820-900份去离子水中，超声分散1-1. 5h得到1.2-1. 4mg/ml的氧化石墨烯溶液，超声分 散的频率为20-24KHZ，超声分散的功率为960-1000W ;将氧化石墨烯溶液置于离心机中，在 7600-8200rpm的转速下离心3-6min得到溶液B ;将170-190份脱氧胆酸钠加入溶液B中， 以80-120rpm的搅拌速度搅拌36-44min，再加入0· 08-0. 1份浓度为72-78wt %的水合肼 溶液后，置于78-82°C油浴中反应12-16h,得到溶液C ;将溶液C置于真空抽滤装置中，通过 0. 22-0. 26 μ m孔径的尼龙材质抽滤膜进行真空抽滤22-26min得到改性石墨烯，真空压强 为 60-64MPa。
[0006] 优选地，氯化聚乙烯140B、三元乙丙橡胶、丁苯橡胶的重量比为65-70 :24-27 : 26-28。
[0007] 优选地，其原料按重量份包括：氯化聚乙烯140B 65-70份，三元乙丙橡胶24-27 份，丁苯橡胶26-28份，改性石墨烯29-30份，白炭黑17-18份，纳米碳酸钙7-9份，超细 滑石粉13-14份，煅烧陶土 9-10份，硫磺粉0. 9-1. 1份，促进剂AA 2. 9-3份，促进剂MZ 2. 1-2. 2份，氧化镁4. 2-4. 5份，硅烷偶联剂A-1512. 5-2. 6份，防老剂MB 1-1. 1份，防老剂 RD 0. 9-1. 1份，已二酸二辛酯4. 5-5份，硬脂酸6-6. 5份，对苯二甲酸二辛酯3. 8-4. 2份；
[0008] 其中改性石墨烯的制备方法为：按重量份将盛有130-145份浓度为96_97wt %浓 硫酸的反应容器置于温度为1_2°C的水浴装置中，搅拌浓硫酸，在搅拌的过程中加入11-12 份粒径为25-27 μ m的石墨粉和6-8份硝酸钠，再以16-18rpm的搅拌速度搅拌32-34min， 加入31-32份高锰酸钾后，将水浴装置的温度升至34-35°C后搅拌29-30min，接着加入 510-515份去离子水，将水浴装置的温度升至95-97°C后搅拌17-18min后，继续加入20-24 份浓度为28-30wt%的H 202溶液和0· 15-0. 2份浓度为37-37. 5wt%的HC1溶液，得到反应 液A ;将pH降至6. 9-7. 0后，干燥得到氧化石墨烯；将1. 9-2份氧化石墨烯置于860-880 份去离子水中，超声分散1. 2-1. 4h得到1. 25-1. 3mg/ml的氧化石墨烯溶液，超声分散 的频率为21-22KHZ，超声分散的功率为980-990W ;将氧化石墨烯溶液置于离心机中，在 7800-8000rpm的转速下离心4-5min得到溶液B ;将180-185份脱氧胆酸钠加入溶液B中， 以90-110rpm的搅拌速度搅拌38-40min，再加入0· 09-0. 1份浓度为75-76wt %的水合肼 溶液后，置于79-80°C油浴中反应13-14h,得到溶液C ;将溶液C置于真空抽滤装置中，通过 0. 23-0. 24 μ m孔径的尼龙材质抽滤膜进行真空抽滤23-25min得到改性石墨烯，真空压强 为 62-63MPa。
[0009] 本发明还提出的一种上述耐寒抗冲击橡胶材料的制备方法，预热密炼机到 77-80°C，将氯化聚乙烯140B、三元乙丙橡胶和丁苯橡胶在密炼机中以225-230rpm的搅拌 速度密练27-32min得到橡胶主料，其中塑炼过程中打三角包5-8次，继续投入改性石墨 烯、白炭黑、纳米碳酸钙、超细滑石粉、煅烧陶土和硅烷偶联剂A-151，以115-128rpm的搅拌 速度密练20-23min得到混合物料D ;将氧化镁、已二酸二辛酯、硬脂酸、对苯二甲酸二辛酯 加入含物料D的密炼机中以105-108rpm的搅拌速度混炼20-22min，再加入防老剂MB、防 老剂RD以80-85rpm的搅拌速度混炼16-19min，继续加入硫磺粉、促进剂AA、促进剂MZ以 92-96rpm的搅拌速度密炼13-17min，将温度升至150-155°C再混炼10_12min后，降温出料， 得到耐寒抗冲击橡胶材料。
[0010] 优选地，预热密炼机到78-79°C，将氯化聚乙烯140B、三元乙丙橡胶和丁苯橡胶在 密炼机中以226-229rpm的搅拌速度密练28-30min到橡胶主料，其中塑炼过程中打三角 包6-7次，继续投入改性石墨烯、白炭黑、纳米碳酸钙、超细滑石粉、煅烧陶土和硅烷偶联 剂A-151，以115-128rpm的搅拌速度密练21-22min得到混合物料D ;将氧化镁、已二酸二 辛酯、硬脂酸、对苯二甲酸二辛酯加入含物料D的密炼机中以106-107rpm的搅拌速度混炼 20. 5-21min，再加入防老剂MB、防老剂RD以82-84rpm密炼17-18min，继续加入硫磺粉、促 进剂AA、促进剂MZ以93-95rpm的搅拌速度密炼14-16min，将温度升至152-153°C再混炼 10. 5-1 lmin后，降温出料，得到耐寒抗冲击橡胶材料。
[0011] 本发明采用氯化聚乙烯140B、三元乙丙橡胶、丁苯橡胶作为橡塑主料，使本发明具 有优异的抗冲击性能和弹性，同时，橡胶主料分子间的凝集能量小、熔融熵较大，分子间运 动相对容易且结晶性低，使本发明具有较好的耐寒性能；而改性石墨烯、白炭黑、纳米碳酸 钙、超细滑石粉、氧化镁和煅烧陶土作为补强填充剂使用，扩大了本发明容积、降低了成本 的同时，增强了本发明的耐磨性能和抗冲击性能，其中改性石墨烯是氧化石墨烯经由脱氧 胆酸钠改性而成的，脱氧胆酸钠能够脱除氧化石墨烯上的含氧官能团，提高、增强其稳定性 和机械强度，并使改性石墨烯的片层结构稳定、均匀地分散在橡胶分子之间，增加了改性石 墨烯和橡胶分子的物理交联点，因而在受到外界冲击作用力时，橡胶分子能有效地将载荷 转移到高机械强度的改性石墨烯上，从而大大提高了本发明的抗冲击能力；而氧化镁还作 为促进剂，与硫化剂硫磺粉以及促进剂AA、促进剂MZ共同构成的硫化体系，具有硫化速度 快，压缩变形率低等特点，提高本发明分子间的交联程度，降低交联反应时间，形成一种"网 状结构"，从而增强了本发明的抗冲击性能以及弹性、强度；硅烷偶联剂A-151的使用，加强 了各原料的相容性，使上述添加的补强填充剂均匀分布在橡胶分子构成的"网状结构"中， 大大提高了本发明的抗冲击性能、耐磨性能和弹性；而已二酸二辛酯和硬脂酸作为耐寒剂， 一方面降低了橡胶分子玻璃化温度，使本发明在较低的温度范围内，仍能保持橡胶分子链 的活动性，另一方面，两者的添加也使得分子链之间的间隔扩大，相互作用减弱，增加了分 子链的运动自由度，降低了橡胶分子的内聚能，从而极大地提高了本发明的耐寒性能；防老 剂MB、防老剂RD的添加，提高了本发明的耐老化和抗氧化性能；而添加对苯二甲酸二辛酯， 大大提高了本发明的可塑性。
【具体实施方式】
[0012] 下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0013] 实施例1
[0014] 本发明提出的一种耐寒抗冲击橡胶材料，其原料按重量份包括：氯化聚乙烯140B 80份，三元乙丙橡胶20份，丁苯橡胶30份，改性石墨烯28份，白炭黑20份，纳米碳酸钙6 份，超细滑石粉16份，煅烧陶土 8份，硫磺粉1. 2份，促进剂AA 2. 8份，促进剂MZ 2. 3份， 氧化镁4份，硅烷偶联剂A-1512. 8份，防老剂MB 0.8份，防老剂RD 1.2份，已二酸二辛酯4 份，硬脂酸7份，对苯二甲酸二辛酯3. 6份；其中改性石墨烯的制备方法为：按重量份将盛 有160份浓度为95wt %浓硫酸的反应容器置于温度为3°C的水浴装置中，搅拌浓硫酸，在搅 拌的过程中加入10份粒径为20-30 μ m的石墨粉和9份硝酸钠，再以15rpm的搅拌速度搅 拌35min，加入30份高锰酸钾后，将水浴装置的温度升至36°C后搅拌28min，继续加入520 份去离子水，将水浴装置的温度升至94°C搅拌约20min后，继续加入18份浓度为31wt %的 H202溶液和0. 1份浓度为38wt %的HC1溶液，得到反应液A ;将pH降至6. 9-7. 0后，干燥得 到氧化石墨烯；将2. 1份氧化石墨烯置于820份去离子水中，超声分散1. 5h得到1. 2mg/ml 的氧化石墨烯溶液，超声分散的频率为24KHz，超声分散的功率为960W ;将氧化石墨烯溶液 于离心机中在8200rpm的转速下离心3min得到溶液B ;将190份脱氧胆酸钠加入溶液B中， 以80rpm的搅拌速度搅拌44min，再加入0. 08份浓度为78wt%的水合肼溶液后，置于78°C 油浴中反应16h，得到溶液C ;将溶液C置于真空抽滤装置中，通过0. 22 μ m孔径的尼龙材质 抽滤膜进行真空抽滤26min得到改性石墨烯，真空压强为60MPa。
[0015] 本发明还提出的一种耐寒抗冲击橡胶材料的制备方法，预热密炼机到80°C，将氯 化聚乙烯140B、三元乙丙橡胶和丁苯橡胶在密炼机中以225rpm的搅拌速度密练32min得到 橡胶主料，其中塑炼过程中打三角包5次，继续投入改性石墨烯、白炭黑、纳米碳酸钙、超细 滑石粉、煅烧陶土和硅烷偶联剂A-151，以128rpm的搅拌速度密练20min得到混合物料D ; 将氧化镁、已二酸二辛酯、硬脂酸、对苯二甲酸二辛酯加入含物料D的密炼机中以108rpm的 搅拌速度混炼20min，再加入防老剂MB、防老剂RD以85rpm的搅拌速度混炼16min，继续加 入硫磺粉、促进剂AA、促进剂MZ以96rpm的搅拌速度密炼13min，将温度升至155°C再混炼 lOmin后，降温出料，得到耐寒抗冲击橡胶材料。
[0016] 实施例2
[0017] 本发明提出的一种耐寒抗冲击橡胶材料，其原料按重量份包括：氯化聚乙烯140B 60份，三元乙丙橡胶30份，丁苯橡胶25份，改性石墨烯32份，白炭黑16份，纳米碳酸钙10 份，超细滑石粉12份，煅烧陶土 12份，硫磺粉0. 8份，促进剂AA 3. 1份，促进剂MZ 2份， 氧化镁5份，硅烷偶联剂A-1512. 4份，防老剂MB 1. 2份，防老剂RD 0. 8份，已二酸二辛酯 6份，硬脂酸5份，对苯二甲酸二辛酯4. 4份；其中改性石墨烯的制备方法为：按重量份将 盛有120份浓度为98wt %浓硫酸的反应容器置于温度为0°C的水浴装置中，搅拌浓硫酸，在 搅拌的过程中13份粒径为20-30 μ m的石墨粉和5份硝酸钠，再以20rpm的搅拌速度搅拌 30min，加入33份高锰酸钾后，将水浴装置的温度升至33°C后搅拌32min，接着加入500份 去离子水，将水浴温度升至98°C后搅拌16min后，加入26份26wt %的浓度为溶液和0. 3份 浓度为36. 5wt %的HC1溶液，得到反应液A ;将pH降至6. 9-7. 0后，干燥得到氧化石墨烯； 将1. 8份氧化石墨烯置于900份去离子水中，超声分散lh，得到1. 4mg/ml的氧化石墨烯溶 液，超声分散的频率为20KHz，超声分散的功率为1000W ;将氧化石墨烯溶液置于离心机中， 在7600rpm的转速下离心6min得到溶液B ;将170份脱氧胆酸钠加入溶液B中，以120rpm 的搅拌速度搅拌36min，加入0. 1份浓度为72wt%的水合肼溶液后，置于82°C油浴中反应 12h，得到溶液C ;将溶液C置于真空抽滤装置中，通过0. 26 μ m孔径的尼龙材质抽滤膜进行 真空抽滤22min得到改性石墨烯，真空压强为64MPa。
[0018] 本发明还提出的一种耐寒抗冲击橡胶材料的制备方法，预热密炼机到77°C，将氯 化聚乙烯140B、三元乙丙橡胶和丁苯橡胶在密炼机中以230rpm的搅拌速度密练27min得到 橡胶主料，其中塑炼过程中打三角包8次，继续投入改性石墨烯、白炭黑、纳米碳酸钙、超细 滑石粉、煅烧陶土和硅烷偶联剂A-151，以115rpm的搅拌速度密练23min得到混合物料D ; 将氧化镁、已二酸二辛酯、硬脂酸、对苯二甲酸二辛酯加入含物料D的密炼机中以105rpm的 搅拌速度混炼22min，再加入防老剂MB、防老剂RD以80rpm的搅拌速度混炼19min，继续加 入硫磺粉、促进剂AA、促进剂MZ以92rpm的搅拌速度密炼17min，将温度升至150°C再混炼 12min后，降温出料，得到耐寒抗冲击橡胶材料。
[0019] 实施例3
[0020] 本发明提出的一种耐寒抗冲击橡胶材料，其原料按重量份包括：氯化聚乙烯140B 70份，三元乙丙橡胶24份，丁苯橡胶28份，改性石墨烯29份，白炭黑18份，纳米碳酸钙7 份，超细滑石粉14份，煅烧陶土 9份，硫磺粉1.1份，促进剂AA 2. 9份，促进剂MZ 2. 2份，氧 化镁4. 2份，硅烷偶联剂A-1512. 6份，防老剂MB 1份，防老剂RD 1.1份，已二酸二辛酯4. 5 份，硬脂酸6. 5份，对苯二甲酸二辛酯3. 8份；其中改性石墨烯的制备方法为：按重量份将 盛有145份浓度为96wt %浓硫酸的反应容器置于温度为2°C的水浴装置中，搅拌浓硫酸，在 搅拌的过程中加入11份粒径为25-27 μ m的石墨粉和8份硝酸钠，再以16rpm的搅拌速度搅 拌34min，加入31份高锰酸钾后，将水浴装置的温度升至35°C后搅拌29min，继续加入515 份去离子水，将水浴装置的温度升至95°C搅拌约18min后，继续加入20份浓度为30wt %的 H202溶液和0. 15份浓度为37. 5wt %的HC1溶液，得到反应液A ;将pH降至6. 9-7. 0后，干燥 得到氧化石墨烯；将2份氧化石墨烯置于860份去离子水中，超声分散1. 4h得到1. 25mg/ml 的氧化石墨烯溶液，超声分散的频率为22KHz，超声分散的功率为980W ;将氧化石墨烯溶液 于离心机中在8000rpm的转速下离心4min得到溶液B ;将185份脱氧胆酸钠加入溶液B中， 以90rpm的搅拌速度搅拌40min，再加入0. 09份浓度为76wt%的水合肼溶液后，置于79°C 油浴中反应14h，得到溶液C ;将溶液C置于真空抽滤装置中，通过0. 23 μ m孔径的尼龙材质 抽滤膜进行真空抽滤25min得到改性石墨烯，真空压强为62MPa。
[0021] 本发明还提出的一种耐寒抗冲击橡胶材料的制备方法，预热密炼机到79°C，将氯 化聚乙烯140B、三元乙丙橡胶和丁苯橡胶在密炼机中以226rpm的搅拌速度密练30min到橡 胶主料，其中塑炼过程中打三角包6次，继续投入改性石墨烯、白炭黑、纳米碳酸钙、超细滑 石粉、煅烧陶土和硅烷偶联剂A-151，以128rpm的搅拌速度密练21min得到混合物料D ;将 氧化镁、已二酸二辛酯、硬脂酸、对苯二甲酸二辛酯加入含物料D的密炼机中以107rpm的搅 拌速度混炼20. 5min，再加入防老剂MB、防老剂RD以84rpm密炼17min，继续加入硫磺粉、促 进剂AA、促进剂MZ以95rpm的搅拌速度密炼14min，将温度升至153°C再混炼10. 5min后， 降温出料，得到耐寒抗冲击橡胶材料。
[0022] 实施例4
[0023] 本发明提出的一种耐寒抗冲击橡胶材料，其原料按重量份包括：氯化聚乙烯140B 65份，三元乙丙橡胶27份，丁苯橡胶26份，改性石墨烯30份，白炭黑17份，纳米碳酸钙9 份，超细滑石粉13份，煅烧陶土 10份，硫磺粉0. 9份，促进剂AA 3份，促进剂MZ 2. 1份，氧 化镁4. 5份，硅烷偶联剂A-1512. 5份，防老剂MB 1. 1份，防老剂RD 0. 9份，已二酸二辛酯 5份，硬脂酸6份，对苯二甲酸二辛酯4. 2份；其中改性石墨烯的制备方法为：按重量份将 盛有130份浓度为97wt %浓硫酸的反应容器置于温度为1 °C的水浴装置中，搅拌浓硫酸，在 搅拌的过程中12份粒径为25-27 μ m的石墨粉和6份硝酸钠，再以18rpm的搅拌速度搅拌 32min，加入32份高锰酸钾后，将水浴装置的温度升至34°C后搅拌30min，接着加入510份 去离子水，将水浴温度升至97°C后搅拌17min后，继续加入24份浓度为28wt %的H202溶液 和〇. 2份浓度为37wt %的HC1溶液，得到反应液A ;将pH降至6. 9-7. 0后，干燥得到氧化石 墨烯；将1. 9份氧化石墨烯置于880份去离子水中，超声分散1. 2h，得到1. 3mg/ml的氧化 石墨烯溶液，超声分散的频率为21KHz，超声分散的功率为990W ;将氧化石墨烯溶液置于离 心机中，在7800rpm的转速下离心5min得到溶液B ;将180份脱氧胆酸钠加入溶液B中，以 llOrpm的搅拌速度搅拌38min，加入0. 1份浓度为75wt%的水合肼溶液后，置于80°C油浴 中反应13h，得到溶液C ;将溶液C置于真空抽滤装置中，通过0. 24 μ m孔径的尼龙材质抽滤 膜进行真空抽滤23min得到改性石墨烯，真空压强为63MPa。
[0024] 本发明还提出的一种耐寒抗冲击橡胶材料的制备方法，预热密炼机到78°C，将氯 化聚乙烯140B、三元乙丙橡胶和丁苯橡胶在密炼机中以229rpm的搅拌速度密练28min到橡 胶主料，其中塑炼过程中打三角包7次，继续投入改性石墨烯、白炭黑、纳米碳酸钙、超细滑 石粉、煅烧陶土和硅烷偶联剂A-151，以115rpm的搅拌速度密练22min得到混合物料D ;将 氧化镁、已二酸二辛酯、硬脂酸、对苯二甲酸二辛酯加入含物料D的密炼机中以106rpm的搅 拌速度混炼21min，再加入防老剂MB、防老剂RD以82rpm密炼18min，继续加入硫磺粉、促进 剂AA、促进剂MZ以93rpm的搅拌速度密炼16min，将温度升至152°C再混炼llmin后，降温 出料，得到耐寒抗冲击橡胶材料。
[0025] 以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种耐寒抗冲击橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：氯化聚乙烯140B 60-80份，三元乙丙橡胶20-30份，丁苯橡胶25-30份，改性石墨烯28-32份，白炭黑16-20 份，纳米碳酸钙6-10份，超细滑石粉12-16份，煅烧陶土 8-12份，硫磺粉0. 8-1. 2份，促进 剂AA 2. 8-3. 1份，促进剂MZ 2-2. 3份，氧化镁4-5份，硅烷偶联剂A-1512. 4-2. 8份，防老 剂MB 0· 8-1. 2份，防老剂RD 0· 8-1. 2份，已二酸二辛酯4-6份，硬脂酸5-7份，对苯二甲 酸二辛酯3. 6-4. 4份； 其中改性石墨烯的制备方法为：按重量份将盛有120-160份浓度为95-98wt%浓硫酸 的反应容器置于温度为〇_3°C的水浴装置中，搅拌浓硫酸，在搅拌的过程中加入10-13份粒 径为20-30 μ m的石墨粉和5-9份硝酸钠，再以15-20rpm的搅拌速度搅拌30-35min，加入 30-33份高锰酸钾后，将水浴装置的温度升至33-36°C后搅拌28-32min，接着加入500-520 份去离子水，将水浴装置的温度升至94-98 °C后搅拌16-20min后，继续加入18-26份浓度为 26-31wt%的H202溶液和0· 1-0. 3份浓度为36. 5-38wt%的HC1溶液，得到反应液A ;将pH 降至6. 9-7. 0后，干燥得到氧化石墨烯；将1. 8-2. 1份氧化石墨烯置于820-900份去离子水 中，超声分散1-1. 5h得到1. 2-1. 4mg/ml的氧化石墨烯溶液，超声分散的频率为20-24KHZ， 超声分散的功率为960-1000W ;将氧化石墨烯溶液置于离心机中，在7600-8200rpm的转速 下离心3-6min得到溶液B ;将170-190份脱氧胆酸钠加入溶液B中，以80-120rpm的搅拌 速度搅拌36-44min，再加入0. 08-0. 1份浓度为72-78wt %的水合肼溶液后，置于78-82°C油 浴中反应12-16h，得到溶液C ;将溶液C置于真空抽滤装置中，通过0. 22-0. 26 μ m孔径的尼 龙材质抽滤膜进行真空抽滤22-26min得到改性石墨烯，真空压强为60-64MPa。
2. 根据权利要求1所述的耐寒抗冲击橡胶材料，其特征在于，氯化聚乙烯140B、三元乙 丙橡胶、丁苯橡胶的重量比为65-70 :24-27 :26-28。
3. 根据权利要求1或2所述的耐寒抗冲击橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包 括：氯化聚乙烯140B 65-70份，三元乙丙橡胶24-27份，丁苯橡胶26-28份，改性石墨烯 29-30份，白炭黑17-18份，纳米碳酸|丐7-9份，超细滑石粉13-14份，煅烧陶土 9-10份，硫 磺粉0. 9-1. 1份，促进剂AA 2. 9-3份，促进剂MZ 2. 1-2. 2份，氧化镁4. 2-4. 5份，硅烷偶联 齐[J A-1512. 5-2. 6份，防老剂MB 1-1. 1份，防老剂RD 0· 9-1. 1份，已二酸二辛酯4. 5-5份， 硬脂酸6-6. 5份，对苯二甲酸二辛酯3. 8-4. 2份； 其中改性石墨烯的制备方法为：按重量份将盛有130-145份浓度为96-97wt%浓硫酸 的反应容器置于温度为1_2°C的水浴装置中，搅拌浓硫酸，在搅拌的过程中加入11-12份 粒径为25-27 μ m的石墨粉和6-8份硝酸钠，再以16-18rpm的搅拌速度搅拌32-34min， 加入31-32份高锰酸钾后，将水浴装置的温度升至34-35°C后搅拌29-30min，接着加入 510-515份去离子水，将水浴装置的温度升至95-97°C后搅拌17-18min后，继续加入20-24 份浓度为28-30wt%的H 202溶液和0. 15-0. 2份浓度为37-37. 5wt%的HC1溶液，得到反应 液A ;将pH降至6. 9-7. 0后，干燥得到氧化石墨烯；将1. 9-2份氧化石墨烯置于860-880 份去离子水中，超声分散1. 2-1. 4h得到1. 25-1. 3mg/ml的氧化石墨烯溶液，超声分散 的频率为21-22KHZ，超声分散的功率为980-990W ;将氧化石墨烯溶液置于离心机中，在 7800-8000rpm的转速下离心4-5min得到溶液B ;将180-185份脱氧胆酸钠加入溶液B中， 以90-110rpm的搅拌速度搅拌38-40min，再加入0· 09-0. 1份浓度为75-76wt %的水合肼 溶液后，置于79-80°C油浴中反应13-14h,得到溶液C ;将溶液C置于真空抽滤装置中，通过 0. 23-0. 24 μ m孔径的尼龙材质抽滤膜进行真空抽滤23-25min得到改性石墨烯，真空压强 为 62-63MPa。
4. 一种根据权利要求1-3任一项所述耐寒抗冲击橡胶材料的制备方法，其特征在 于，预热密炼机到77-80°C，将氯化聚乙烯140B、三元乙丙橡胶和丁苯橡胶在密炼机中以 225-230rpm的搅拌速度密练27-32min得到橡胶主料，其中塑炼过程中打三角包5-8次， 继续投入改性石墨烯、白炭黑、纳米碳酸钙、超细滑石粉、煅烧陶土和硅烷偶联剂A-151， 以115-128rpm的搅拌速度密练20-23min得到混合物料D ;将氧化镁、已二酸二辛酯、硬脂 酸、对苯二甲酸二辛酯加入含物料D的密炼机中以105-108rpm的搅拌速度混炼20-22min， 再加入防老剂MB、防老剂RD以80-85rpm的搅拌速度混炼16-19min，继续加入硫磺粉、促 进剂AA、促进剂MZ以92-96rpm的搅拌速度密炼13-17min，将温度升至150-155°C再混炼 10 _12min后，降温出料，得到耐寒抗冲击橡|父材料。
5. 根据权利要求4所述耐寒抗冲击橡胶材料的制备方法，其特征在于，预热密炼机到 78-79°C，将氯化聚乙烯140B、三元乙丙橡胶和丁苯橡胶在密炼机中以226-229rpm的搅拌 速度密练28-30min到橡胶主料，其中塑炼过程中打三角包6-7此，继续投入改性石墨烯、白 炭黑、纳米碳酸钙、超细滑石粉、煅烧陶土和硅烷偶联剂A-151，以115-128rpm的搅拌速度 密练21-22min得到混合物料D ;将氧化镁、已二酸二辛酯、硬脂酸、对苯二甲酸二辛酯加入 含物料D的密炼机中以106-107rpm的搅拌速度混炼20. 5-21min，再加入防老剂MB、防老剂 RD以82-84rpm密炼17-18min，继续加入硫磺粉、促进剂AA、促进剂MZ以93-95rpm的搅拌 速度密炼14_16min，将温度升至152-153°C再混炼10. 5-llmin后，降温出料，得到耐寒抗冲 击橡胶材料。
【文档编号】C08K3/34GK104194174SQ201410487394
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】朱家俊, 黄海琴, 吴松如, 郑有松 申请人:安徽电气集团股份有限公司