一种耐磨性膨胀石墨增强橡胶复合材料的制备方法
【专利摘要】一种耐磨性膨胀石墨增强橡胶复合材料的制备方法，其特征是：取橡胶100份，硫磺3份，促进剂M1份，氧化锌5份，硬脂酸2份，粒度小于5μm的膨胀石墨4~8份；将原料放入混炼机进行混料，混料温度为70℃，混料时间为180min；将混炼均匀的生料在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为150℃、压力为6Mpa、硫化时间为30min，即得。本发明采用简单的传统混料工艺即可完成，此技术对设备要求不高，参数容易控制。本发明采用传统硫化工艺，操作简单，工艺条件易于控制。常规生产条件下即可制备膨胀石墨/橡胶复合材料，易于实现产业化。
【专利说明】一种耐磨性膨胀石墨增强橡胶复合材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于新型碳材料和橡胶材料的交叉【技术领域】，涉及到一种以膨胀石墨材料为增强剂采用传统工艺制备一种高强度耐磨的膨胀石墨/橡胶复合材料的方法。
【背景技术】
[0002]对于以膨胀石墨为增强剂，制备具有良好的力学性能的橡胶复合材料，以下对本发明的相关研究背景进行简要的说明。
[0003]在科技不断进步工业高度发达的今天，高性能橡胶材料因自身具备独特的功能性，已发展成为新型材料领域中的一支主力军。几乎所有的橡胶在加工过程中都必须加入一定量的填充剂才能用来制备有用的橡胶制品。目前，在橡胶工业中广泛使用的填充剂主要有炭黑、白炭黑、纤维及氧化钙等各种无机陶土等。炭黑是应用最早的工业粉体材料，从第一次世界大战作为橡胶补强材料以来，炭黑一直应用与世界橡胶工业；随着橡胶工业的快速发展及行业要求，研究人员对其他碳材料橡胶补强剂的应用效果和性能研究日益增多，其中以碳纳米材料为最，与炭黑相比，碳纳米材料粒度更细，比表面更大，因此其硫化胶的拉伸强度、撕裂强度和耐磨性较高，但纳米材料成本较高，不利于大批量应用。随着工业和科技的快速发展，一些特种行业如高级轿跑车、军用车辆等橡胶材料高韧性、高耐磨等性能要求越来越高。基于此，本发明提出采用膨胀石墨为耐磨剂合成橡胶复合材料，膨胀石墨是一种具有蓬松石墨碳层结构材料，在加工过程中会解离成粒度很小石墨片层结构，起到纳米材料效果，有利于增强橡胶的力学性能。此外，膨胀石墨在橡胶混炼过程中比较容易发生解离，从而有效提高其在橡胶中的分散性，此方法不仅体现纳米材料的量子效应，又可解决膨胀石墨在橡胶中分散问题，表明此方法既有创新意义，又有较大实际意义。
【发明内容】
[0004]本发明是一种以橡胶为基体采用膨胀石墨为增强剂制备橡胶复合材料的方法。选取膨胀石墨作为增强剂，采用 传统工艺制备膨胀石墨/橡胶复合材料。本发明通过膨胀石墨增强橡胶复合材料力学性能，同时膨胀石墨的润滑作用又可提高其耐磨性，避免因摩擦磨损对材料损伤和破坏，延长复合材料使用寿命。
[0005]采用的技术方案是:
一种耐磨性膨胀石墨增强橡胶复合材料的制备方法，其特征是:
取橡胶100份，硫磺3份，促进剂M 1份，氧化锌5份，硬脂酸2份，粒度小于5 μ m的膨胀石墨4~8份。将原料放入混炼机进行混料，混料温度为70°C，混料时间为180min。将混炼均匀的生料在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为150°C、压力为6MPa、硫化时间为30min，即得。
[0006]上述膨胀石墨的制备方法是:
采用Hmnmers法制备氧化石墨,在通过热处理工艺对氧化石墨进行膨化,制备出膨胀石墨，粒径小于5 μ m。制备方法为已知技术。[0007]本发明的优越性:
(I)本发明是一种采用以膨胀石墨为增强剂制备橡胶复合材料的方法。通过适当降低复合材料摩擦系数，提高材料的耐磨性能，且保持橡胶的高弹性，延长材料的使用寿命，具有很大的实用价值。
[0008](2)本发明采用简单的传统混料工艺即可完成，此技术对设备要求不高，参数容易控制。
[0009](3)本发明采用传统硫化工艺，操作简单，工艺条件易于控制。常规生产条件下即可制备膨胀石墨/橡胶复合材料，易于实现产业化。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明实施例1制得的膨胀石墨/天然橡胶复合材料的摩擦力矩-时间-摩擦系数曲线图，由图1中可知，膨胀石墨/橡胶复合材料的摩擦系数为0.7。
[0011]【具体实施方式】:
实施例1
一种耐磨性膨胀石墨增强橡胶复合材料的制备方法，是取天然橡胶100份，硫磺3份，促进剂M 1份，氧化锌5份，硬脂酸2份，膨胀石墨4份。将原料在混炼机进行混料，混料温度为70°C，混料时间为180min。将混炼均匀的生料在平板硫化机上进行硫化，硫化温度150°C，硫化压力6MPa，硫化时间为30min。
[0012]实施例2
一种耐磨性膨胀石墨增强橡胶复合材料的制备方法，是取:丁睛橡胶100份，硫磺3份，促进剂Ml份，氧化锌5份，硬脂酸2份，膨胀石墨6份。将原料在混炼机进行混料，混料温度为70°C，混料时间为180min。将混炼均匀的生料在平板硫化机上进行硫化，硫化温度150°C，硫化压力6MPa，硫化时间为30min。
[0013]实施例3
一种耐磨性膨胀石墨增强橡 胶复合材料的制备方法，是取:顺丁橡胶100份，硫磺3份，促进剂Ml份，氧化锌5份，硬脂酸2份，膨胀石墨8份。将原料在混炼机进行混料，混料温度为70°C，混料时间为180min。将混炼均匀的生料在平板硫化机上进行硫化，硫化温度150°C，硫化压力6MPa，硫化时间为30min。
【权利要求】
1.一种耐磨性膨胀石墨增强橡胶复合材料的制备方法，其特征是: 取橡胶100份，硫磺3份，促进剂M 1份，氧化锌5份，硬脂酸2份，粒度小于5 μ m的膨胀石墨4~8份；将原料放入混炼机进行混料，混料温度为70°C，混料时间为ISOmin ;将混炼均匀的生料在平板硫化机上进行 硫化，硫化温度为150°C、压力为6Mpa、硫化时间为30min，即得。
【文档编号】C08K3/06GK103483631SQ201310405193
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月9日 优先权日:2013年9月9日
【发明者】袁霞, 安玉良 申请人:沈阳理工大学