本发明属于橡胶领域，具体涉及一种橡胶材料及其制备方法。
背景技术：
橡胶是四大高分子材料之一，其应用领域非常广泛，橡胶分为天然橡胶与合成橡胶，但不论是天然橡胶，还是合成橡胶，都存在其不足之处，如：强度不高、耐磨性不好、不耐高温或不耐酸碱等，橡胶直接使用效果往往不好，通常需要添加一些填料和助剂，再经过某些工艺处理，制造出综合性能优良的橡胶制品。而填料作为橡胶的重要组成部分，对橡胶的补强性能至关重要。如：填料的种类、数量和物化性能，直接影响橡胶的性能。
近年来，由于无机纳米材料具有颗粒尺寸小、比表面积大、活性高、强度高、耐磨、耐腐蚀等优点，将无机纳米材料作为增强填料添加到一些橡胶制品中，但是，所制成的产品效果并不好，因为传统的无机纳米粒子与橡胶结合性差，且橡胶粘稠度较高，无机纳米粒子在橡胶中分散不均匀，所以产品性能提高有限。
技术实现要素：
本发明目的在于提供一种橡胶材料，同时提供其相应的制备方法是本发明的另一发明目的。
基于上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种橡胶材料，由以下重量份的原料制成：生胶100份、炭黑10-60份、纳米钻石烯1-7份、其它填充剂0-20份、硫化剂0.5-5份、硫化促进剂0-3份、防老剂1-3份、松焦油3-15份、其它助剂0-20份。
所述生胶选自天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氟橡胶和硅橡胶中的一种或两种以上的混合物。
所述炭黑为高耐磨炭黑；所述其它填充剂为氧化锌、白炭黑或氧化镁。
所述硫化促进剂选自胍类、秋兰姆类、噻唑类等中的一种或两种以上的混合物；所述防老剂选自胺类、酚类等中的一种或两种以上的混合物。
所述硫化促进剂选自硫化促进剂D、硫化促进剂TMTD、硫化促进剂M中的一种或两种以上的混合物；所述防老剂选自防老剂A、防老剂SP等中的一种或两种以上的混合物。
所述其它助剂为硬脂酸、蜡或TP-95增塑剂。
所述纳米钻石烯由粒度为50nm、100nm、200nm的纳米钻石烯组成，50nm、100nm、200nm的纳米钻石烯的用量比例为(1-2):(2-3):(4-5)。
所述的橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将松焦油加热至100-150℃，搅拌条件下，添加纳米钻石烯后，超声分散8-10min，得混合液A；搅拌速度为1000-1500rpm；
2)两段混炼：先将生胶加入密炼机中，然后依次加入步骤1）的混合液A、防老剂、其它填充剂、其它助剂、炭黑，于80-150℃下进行一段混炼，混炼时间为4-6min，然后下片，即得母料；母料冷却至50-75℃，将母料、硫化剂、硫化促进剂加入到混炼机中，于50-75℃下进行二段混炼，混炼时间为2-3min，然后排料、压片得胶片；
3）硫化：步骤2）胶片冷却后，于140-200℃下硫化，即得橡胶材料。
步骤1）中纳米钻石烯加入前依次经过活化处理和表面改性处理，
活化处理的具体步骤为：a超声波碱洗：将纳米钻石烯加入浓度为10%-12%的氢氧化钠溶液中，于50-55℃下超声碱洗并搅拌；超声的频率30-35 KHz，搅拌的速度为20-30rpm，碱洗的时间为25-30min；b超声波清洗：将碱洗后的纳米钻石烯放入去离子水中超声清洗，超声频率为30-35KHz，同时以20-30rpm的搅拌速度搅拌，搅拌时间为15-20min，反复清洗直至上层清液pH=7；c酸洗活化：于20-30℃下，将清洗过的纳米钻石烯放入浓度为25% -30%的硫酸溶液中酸洗活化，同时以15-20rpm的搅拌速度搅拌，搅拌时间为5～10min；d超声波水洗：将酸洗活化后的纳米钻石烯放入去离子水中以30～35 KHz的超声频率超声波水洗，并以10～20 rpm的搅拌速度搅拌，搅拌时间为5～10min，反复清洗直至上层清液pH=7；d烘干、冷却即可；
表面改性处理的具体步骤为：将活化处理后的纳米钻石烯超声分散在无水乙醇稀释过的钛酸酯偶联剂溶液中，分散时间为20-30min，然后加热至50-60℃，搅拌15-20min后，于100℃下，真空干燥、冷却，得表面改性的纳米钻石烯；钛酸酯偶联剂的加入量为纳米钻石烯重量的1%-3%，纳米钻石烯的加入量为无水乙醇重量的2%-3%。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
添加纳米钻石烯的橡胶有以下优点：
1)纳米钻石烯形貌为多层片状结构，形貌可控、分散性好，单层片状钻石烯硬度高且耐磨，本发明将纳米钻石烯加入橡胶制品的原料中，提高了橡胶制品的强度、塑性、抗老化、耐磨、耐腐蚀等性能；
2)、本发明应用的橡胶种类比较广，无论是通用橡胶、特种橡胶、单一橡胶或是混合橡胶，都有很好的增强效果；具有很好的应用价值。
3）本发明将纳米钻石烯经过活化改性处理后，使纳米钻石烯具有很高的活性和分散性，与橡胶基体形成化学键结合，起到强化作用，而且由于纳米钻石烯具有硬度高、耐磨和耐腐蚀性的优点，使得橡胶制品很耐用，延长了其使用寿命。
具体实施方式
实施例1
一种橡胶材料，由以下重量份的原料制成：生胶（天然橡胶100份）100份、炭黑50份、纳米钻石烯3份、硫化剂（硫磺）2.5份、硫化促进剂（硫化促进剂DM）2份、防老剂（防老剂A2份）2份、松焦油15份。
实施例2
一种橡胶材料，由以下重量份的原料制成：生胶（天然橡胶）100份、炭黑50份、纳米钻石烯5份、硫化剂（硫磺）2.5份、硫化促进剂（硫化促进剂DM）2份、防老剂（防老剂A2份）2份、松焦油15份。
实施例3
一种橡胶材料，由以下重量份的原料制成：生胶（氟橡胶）100份、炭黑25份、纳米钻石烯1份、氧化镁3份、硫化剂（二胺类硫化剂）2.0份、硫化促进剂（硫化促进剂NS）1.5份、防老剂（防老剂D）2份、松焦油10份。
实施例4
一种橡胶材料，由以下重量份的原料制成：生胶（氟橡胶）100份、炭黑10份、纳米钻石烯3份、白炭黑15份、硫化剂（过氧化物类硫化剂）2.0份、硫化促进剂（硫化促进剂TMTD）1.5份、防老剂（防老剂SP）2份、松焦油10份。
实施例5
一种橡胶材料，由以下重量份的原料制成：生胶（天然橡胶45份、顺丁橡胶55份）100份、炭黑60份、纳米钻石烯3份、其他填充剂（氧化锌）3.0份、硫化剂（硫磺）2份、硫化促进剂（硫化促进剂NS0.7份、 硫化促进剂DM0.8份）1.5份、防老剂（防老剂A）2份、硬脂酸2.0份、石蜡1.5份、松焦油10份。
实施例6
一种橡胶材料，由以下重量份的原料制成：生胶（天然橡胶50份、顺丁橡胶50份）100份、炭黑50份、纳米钻石烯5份、其他填充剂（氧化锌）3.0份、、硫化剂（S-80）4.0份、防老剂（防老剂A1.5份、防老剂SP1.5份）3份、松焦油15份、其它助剂（硬脂酸）3.0份、
实施例7
一种橡胶材料，由以下重量份的原料制成：生胶（天然橡胶40份、顺丁橡胶60份）100份、炭黑20份、纳米钻石烯7份、其他填充剂（氧化锌2.0份、白炭黑18.0份）20份、硫化剂（硫磺）0.5份、硫化促进剂（硫化促进剂NS1.5份、 硫化促进剂DM1.5份）3.0份、防老剂（防老剂D）1.0份、松焦油5份、其它助剂（硬脂酸3.0份、TP-95增塑剂15份）18份。
实施例1-7的制备方法，包括以下步骤：
纳米钻石烯依次经过活化处理和表面改性处理，
活化处理的具体步骤为：a超声波碱洗：将纳米钻石烯加入浓度为10%-12%的氢氧化钠溶液中，于50-55℃下超声碱洗并搅拌；超声的频率30-35 KHz，搅拌的速度为20-30rpm，碱洗的时间为25-30min；b超声波清洗：将碱洗后的纳米钻石烯放入去离子水中超声清洗，超声频率为30-35KHz，同时以20-30rpm的搅拌速度搅拌，搅拌时间为15-20min，反复清洗直至上层清液pH=7；c酸洗活化：于20-30℃下，将清洗过的纳米钻石烯放入浓度为25% -30%的硫酸溶液中酸洗活化，同时以15-20rpm的搅拌速度搅拌，搅拌时间为5～10min；d超声波水洗：将酸洗活化后的纳米钻石烯放入去离子水中以30～35 KHz的超声频率超声波水洗，并以10～20 rpm的搅拌速度搅拌，搅拌时间为5～10min，反复清洗直至上层清液pH=7；d烘干、冷却即可；
表面改性处理的具体步骤为：将活化处理后的纳米钻石烯超声分散在无水乙醇稀释过的钛酸酯偶联剂溶液中，分散时间为20-30min，然后加热至50-60℃，搅拌15-20min后，于100℃下，真空干燥、冷却，得表面改性的纳米钻石烯；钛酸酯偶联剂的加入量为纳米钻石烯重量的1%-3%，纳米钻石烯的加入量为无水乙醇重量的2%-3%；
1)将松焦油加热至100-150℃，搅拌条件下，添加纳米钻石烯后，超声分散8-10min，得混合液A；搅拌速度为1000-1500rpm；
2)两段混炼：先将生胶加入密炼机中，然后依次加入步骤1）的混合液A、防老剂、其它填充剂、其它助剂、炭黑，于80-150℃下进行一段混炼，混炼时间为4-6min，然后下片，即得母料；母料冷却至50-75℃，将母料、硫化剂、硫化促进剂加入到混炼机中，于50-75℃下进行二段混炼，混炼时间为2-3min，然后排料、压片得胶片；
3）硫化：步骤2）胶片自然冷却24h后，用硫化仪作硫化曲线，得出正硫化时间，于140-200℃下硫化，即得橡胶材料。
实施例8 性能测试
8.1 实施例1的性能测试
实施例1中纳米钻石烯为变量，其他组分量不变，按上述制备方法制备，压片后，自然冷却24h后，用硫化仪作硫化曲线，得出正硫化时间，硫化温度控制在160℃进行硫化后，得橡胶材料，对橡胶材料的主要性能指标进行检测，结果如下表1；于100℃热空气下，老化72h，检测橡胶材料老化后的性能指标，结果如下表2所示。
由表1和2可知，添加纳米钻石烯后，天然橡胶的强度、硬度和抗老化能力都得到一定程度的提高，纳米钻石烯的最佳添加量为生胶重量的3%-5%。
8.2 实施例4的性能测试
实施例4中纳米钻石烯为变量，其他组分量不变，按上述制备方法制备，压片后停留24h，然后作硫化曲线，得出正硫化时间，硫化温度控制在200℃进行硫化后，得橡胶材料，对得到的橡胶材料的主要性能进行检测，结果如下表3所示；于250℃热空气下，老化72h，检测橡胶材料老化后的性能指标，结果如下表4所示。
由表3和4可知，添加纳米钻石烯后，橡胶的强度、硬度有较大提升，塑性和抗老化性也有所改善，纳米钻石烯的最佳添加量为生胶重量的1%-3%。
8.3实施例5的性能测试
实施例5中纳米钻石烯为变量，其他组分量不变，按上述制备方法制备，压片后自然冷却24h后，作硫化曲线，得出正硫化时间，硫化温度控制在170℃进行硫化，得橡胶材料，对橡胶材料的主要性能进行检测，结果如下表5所示；然后于100℃热空气下，老化72h，检测橡胶材料老化后的性能指标，结果如下表6所示。
由表5和6可知，添加纳米钻石烯后，橡胶材料的综合性能得到提高，尤其是耐磨性能得到了很大的改善。