本发明属于复合材料领域，尤其涉及一种碳纳米功能复合材料及其制备方法。
背景技术：
：现有技术仅仅是单一的把碳纳米管或者石墨烯、相关助剂、橡胶通过密练机、开联机或者双螺杆进行机械共混，碳纳米管、石墨烯或者与其他材料之间依然存在严重的团聚问题；同时作为无机材料的碳纳米管或者石墨烯与橡胶之间存在结合差的问题。以上问题导致碳纳米管或者石墨烯在橡胶中不能很好的分散，也不能完全发挥出自己的性能特点，反而显现出很多缺点(如硬度上涨快、压缩生热明显、强度下降等)。同时碳纳米管和石墨烯作为纳米材料，又有着自身的特点和区别。碳纳米管的补强能力比石墨烯要强，而石墨烯在导电、导热、散热方面的能力要比碳纳米管更具有优势。但目前的做法基本上都是把碳纳米管和石墨烯割裂开用，而且还有碳纳米管和石墨烯的团聚严重和易飞扬不好加工的问题，导致不能完整发挥其性能优势，限制了其应用。因此，本发明构思是如何把碳纳米管和石墨烯结合起来发挥，优势互补，发挥出其优势。技术实现要素：本发明的目的主要是从根本上解决碳纳米管的团聚和作为无机材料的碳纳米管和有机橡胶材料的结合问题。本发明的技术方案如下：一种组合物，由以下重量份的原料制成：碳纳米管10-100份，石墨烯1-80份。一种碳纳米功能复合材料，其配方包括上述的组合物，还包括如下重量份的原料：橡胶10-100份，分散剂0.2-20份，浸润剂1-100份，软化剂1-20份。优选的，还包括1-20份的其他助剂。优选的，所述橡胶为丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氯丁橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯橡胶、聚氨酯橡胶、杜仲胶、古塔波胶、氟橡胶、硅橡胶、氯化聚乙烯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丁二烯-苯乙烯类热塑性弹性体、丁二烯-苯乙烯-丙烯腈类热塑性弹性体、乙烯-丙烯-丙烯酸酯类热塑性弹性体中的至少一种或上述橡胶或弹性体的乳液、分散液、溶液、单体或预聚体。优选的，所述碳纳米管的重量份为30-60份。优选的，所述石墨烯的重量份为25-60份。优选的，所述复合材料为橡胶母粒。一种橡胶母粒，其由上述所述的组合物制备而成。一种碳纳米功能复合材料的制备方法，包括以下步骤：1)第一步碳纳米材料的表面预处理：将碳纳米管和石墨烯按照上述比例放置于密闭容器中，加热高速搅拌，加入分散剂高温雾化，使碳纳米管和石墨烯表面包覆分散剂，逐渐冷却降温得到表面处理的碳纳米材料；或者将碳纳米管和石墨烯按照一定比例制成水溶液，加入分散剂，高速搅拌或者超声后经过干燥得到包覆有分散剂的碳纳米管和石墨烯的混合物即碳纳米材料；2)第二步将橡胶、浸润剂、软化剂和其他相关助剂在密炼机混合均匀，然后再加入上述碳纳米材料，按照炼胶工艺升温混合均匀，后经双辊开联机包辊开炼均匀后下片，经造粒机直接造粒得到所述材料；或者将浸润剂和碳纳米材料在密闭容器中在一定工艺下升温高速混合均匀，然后再和橡胶、软化剂、其他相关助剂一起加入到密炼机中按照一定炼胶工艺混合均匀，后经双辊包辊开练均匀后下片经造粒机造粒得到所述材料；或者将橡胶软化剂和浸润剂和其他相关助剂加入到螺杆挤出机中升温混合均匀后，加入碳纳米材料进行充分混合造粒得到所述材料；或者将浸润剂和碳纳米材料在密闭容器中在一定工艺下升温高速混合均匀，然后再和橡胶、软化剂和其他相关助剂一起加入到螺杆挤出机中按照一定工艺混合均匀，造粒得到所述复合材料，其中软化剂包括液体增塑剂、液体橡胶等。优选的，所述复合材料为橡胶母粒。本发明的有益技术效果为：将碳纳米管和石墨烯按照一定比例一定工艺混合均匀制成碳纳米材料(碳纳米管和石墨烯的混合物)，并对其表面进行处理，消除或降低碳纳米管间的范德华力和库仑力，从根本上解决团聚问题；引入浸润剂对上述碳纳米材料进行浸润，提高它们跟橡胶分子的界面结合，最终实现碳纳米材料在橡胶中的均匀分散，提高橡胶制品的综合性能。此外，通过机械共混的工艺结合独特的配方制造出碳纳米预分散橡胶母粒；在解决团聚问题，避免飞扬污染环境的同时，最大程度上发挥出碳纳米管和石墨烯的优势，制备出高性能的碳纳米橡胶制品。具体实施方式实施例1：母粒的制备原料用量：碳纳米管和石墨烯按照20︰1比例，氟橡胶50-60份，浸润剂3-5份，软化剂(氟硅油)2-5份，碳纳米材料30-40份。将碳纳米管和石墨烯按照一定比例放置到密闭高搅机中，进行高速搅拌升温，通过投料孔加入分散剂进行雾化表面处理，冷却后得到表面处理过的碳纳米材料。将氟橡胶、浸润剂和软化剂加入到密炼机中按照一定的炼胶工艺升温混炼均匀，加入上述碳纳米材料，按照一定工艺在密炼机和开联机上再次进行混炼均匀下片，经造粒机造粒，得到高浓度碳纳米氟橡胶预分散功能母粒。其中软化剂包括液体增塑剂、液体橡胶等。实施例2：将实施例1中的碳纳米氟橡胶预分散功能母粒按照10份、20份、30份、40份添加到下列材料中，得到碳纳米管预分散母粒改性的氟橡胶密封垫硫化胶，具体性能如表1：表1材料名称1#2#3#4#5#双酚70门尼氟橡胶(晨光)10094888276MgO-15033333Ca(OH)266666WAX22222碳纳米管氟橡胶预分散功能母粒10203040N99020AF22222BPP0.50.50.50.50.5总计133.5117.5121.5125.5129.5技术数据相比炭黑，添加碳纳米管预分散母粒可以大幅提高氟橡胶的拉伸强度和撕裂强度，同时还保留较好的伸长率，耐磨性大幅提高，导热能力大幅提高，延长使用寿命。实施例3：将实施例1中的碳纳米氟橡胶预分散功能母粒按照8份、12份添加到下列材料中，得到碳纳米预分散母粒改性的氟橡胶密封垫硫化胶，具体性能如表2：表2材料名称123氟橡胶-70(晨光)10095.292.8MgO-150333Ca(OH)2666WAX222碳纳米氟橡胶预分散功能母粒812N99020AF222BPP0.50.50.5总计133.5120.8124.5技术数据与硬度相近炭黑补强的氟橡胶产品相比，添加碳纳米管预分散母粒可提升强度和定伸，大幅提高耐磨性，同时高温强度大幅提升，延长氟橡胶密封制品的高温使用寿命，提高高温脱模安全性。实施例4：原料用量：碳纳米管和石墨烯按照20︰1比例，丁腈橡胶40-55份，浸润剂3-5份，软化剂(TP95)10-15份，碳纳米材料40-50份。将碳纳米管和石墨烯按照一定比例放置到密闭高搅机中，进行高速搅拌升温，通过投料孔加入分散剂进行雾化表面处理，冷却后得到表面处理过的碳纳米材料。将丁腈橡胶、浸润剂、软化剂加入到密炼机中按照一定的炼胶工艺升温混炼均匀，加入上述碳纳米材料，按照一定工艺在密炼机和开联机上再次进行混炼均匀下片，经造粒机造粒，得到高浓度碳纳米丁腈橡胶预分散功能母粒。其中软化剂包括液体增塑剂、液体橡胶等。将所述的碳纳米丁腈橡胶预分散功能母粒按照10份、15份、20份添加到丁腈橡胶100份，氧化锌5份，硬脂酸1份，防老剂2.5份，炭黑(N550)50份，增塑剂(DOP)10份，蜡(WB222)2份，硫磺粉0.4份，促进剂3.8份的配方中，得到碳纳米预分散母粒改性的丁腈橡胶密封垫硫化胶，具体性能如表3：表3实施例5：原料用量：碳纳米管和石墨烯按照20︰1比例，三元乙丙橡胶40-50份，浸润剂3-5份，软化剂(石蜡油)8-12份，碳纳米材料40-50份。将碳纳米管和石墨烯按照一定比例放置到密闭高搅机中，进行高速搅拌升温到，通过投料孔加入分散剂进行雾化表面处理，冷却后得到表面处理过的碳纳米材料。将三元乙丙橡胶、浸润剂、软化剂加入到密炼机中按照一定的炼胶工艺升温混炼均匀，加入上述碳纳米材料，按照一定工艺在密炼机和开联机上再次进行混炼均匀下片，经造粒机造粒，得到高浓度碳纳米三元乙丙橡胶预分散功能母粒。其中软化剂包括液体增塑剂、液体橡胶等。将碳纳米三元乙丙橡胶预分散功能母粒按照0份、5份、10份与100份三元乙丙橡胶，87份炭黑，15份石蜡油，5份氧化锌，1份防老剂，3份双2，5硫化剂按照一定工艺在密炼机、开联机混炼得到碳纳米管预分散母粒改性的三元乙丙橡胶密封垫硫化胶，具体性能如表4：表4当前第1页1 2 3