本发明属于橡胶复合材料技术领域，具体涉及一种天然橡胶碳纳米管复合材料及其制备方法。
背景技术：
碳纳米管因其独特的结构和优异的物理化学性能而被广泛应用于聚合物中以期提高聚合物的导热、导电和物理性能等。但碳纳米管本身具有很高的表面自由能，易发生团聚，在聚合物基体中不易分散，限制了其应用。碳纳米管的表面改性处理是提高其在聚合物中的分散能力进而制备性能优良的碳纳米管/聚合物复合材料的重要途径之一。
单纯的橡胶材料，缺乏良好的性能，没有使用价值。为了提高天然橡胶的性能，在天然橡胶制品中应加以一些补强材料。而碳纳米管具有优异的物理化学性能，但是碳纳米管直接加入，由于自身的亲水性能差，在后期破乳时出现分散不均现象，导致制备的橡胶材料的导电导热性能不良。所以，制备具有优异导电性能、导热性能的天然橡胶复合材料具有重要意义。
技术实现要素：
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种天然橡胶碳纳米管复合材料及其制备方法，碳纳米管能在其中均匀分散，制备的复合材料具有良好的导电性能、导热性能和耐磨性能。
一种天然橡胶碳纳米管复合材料，包括以下重量份的成分：
天然乳胶90-100份、碳纳米管水性浆料20-35份、炭黑40-60份、氧化锌3-5份、硬脂酸0.2-0.5份、分散剂2-5份、促进剂0.1-0.4份、硫磺1.5-3份；其中，所述碳纳米管水性浆料是由碳纳米管、n-甲基吡咯烷酮和去离子水组成，在所述碳纳米管水性浆料中，碳纳米管的浓度为10wt%，n-甲基吡咯烷酮的浓度为0.2-0.4wt%。
优选地，所述天然乳胶的固含量为60-70%。
优选地，所述分散剂为阿拉伯树胶、sds、pvp中的任意一种或任意两种。
优选地，所述促进剂为促进剂m或者促进剂ns。
所述天然橡胶碳纳米管复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将炭黑、氧化锌、硬脂酸、分散剂、促进剂、硫磺混合，搅拌，得到固体混合料；
（2）在搅拌状态下，将碳纳米管水性浆料、天然乳胶混合，得到悬浮液，然后继续搅拌15-20min，在搅拌状态下向所述悬浮液中加入2（v/v）%的乙酸溶液，当悬浮液凝固变为固体时，停止滴加乙酸；
（3）将步骤（2）得到的固体在绉片机上压片，在压片的同时，打开水循环将固体中的乙酸清洗干净，然后烘干，得到橡胶片；
（4）将橡胶片在开炼机上进行过辊，在过辊的同时，加入步骤（1）得到的固体混合料；
（5）然后在开炼机上调节开炼机的辊距至0.2mm，在不包辊的情况下将橡胶薄通两次，然后调节开炼机的辊距至1.5mm，将橡胶包辊压炼，压炼三到四次，调节辊距至1.8mm，然后加入步骤（1）所得到的固体混合物，每边做3/4割刀三次，从开炼机上取下得到的胶料，打卷，打三角包，调节辊距至0.8mm，按照胶料与辊筒的轴向相垂直的方向，将胶料插入辊筒间隙滚压六次；
（6）将步骤（5）得到的产物硫化，即可。
优选地，步骤（3）所述烘干的温度为100-120℃、时间为8h。
优选地，步骤（6）所述硫化的具体为在150℃下硫化30min。
本发明中，所述促进剂m为2-巯基苯并噻唑，简称mbt；所述促进剂ns为n-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺；所述sds为十二烷基硫酸钠；所述pvp为聚乙烯吡咯烷酮；所述硬脂酸为十八烷酸。
本发明的优点：
本发明提供的天然橡胶碳纳米管复合材料，碳纳米管在其中分散均匀，导电、导热以及磨耗性能优异。
具体实施方式
实施例1
1.一种天然橡胶碳纳米管复合材料，包括以下重量份的成分：
天然乳胶90份、碳纳米管水性浆料20份、炭黑40份、氧化锌3份、硬脂酸0.2份、分散剂2份、促进剂0.1份、硫磺1.5份；
其中，所述碳纳米管水性浆料是由碳纳米管、n-甲基吡咯烷酮和去离子水组成，在所述碳纳米管水性浆料中，碳纳米管的浓度为10wt%，n-甲基吡咯烷酮的浓度为0.2wt%；
所述天然乳胶的固含量为60%；
所述分散剂为阿拉伯树胶；
所述促进剂为促进剂m。
2.所述天然橡胶碳纳米管复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将炭黑、氧化锌、硬脂酸、分散剂、促进剂、硫磺混合，搅拌，得到固体混合料；
（2）在搅拌状态下，将碳纳米管水性浆料、天然乳胶混合，得到悬浮液，然后继续搅拌15min，在搅拌状态下向所述悬浮液中加入2（v/v）%的乙酸溶液，当悬浮液凝固变为固体时，停止滴加乙酸；
（3）将步骤（2）得到的固体在绉片机上压片，在压片的同时，打开水循环将固体中的乙酸清洗干净，然后在100℃烘干8h，得到橡胶片；
（4）将橡胶片在开炼机上进行过辊，在过辊的同时，加入步骤（1）得到的固体混合料；
（5）然后在开炼机上调节开炼机的辊距至0.2mm，在不包辊的情况下将橡胶薄通两次，然后调节开炼机的辊距至1.5mm，将橡胶包辊压炼，压炼四次，调节辊距至1.8mm，然后加入步骤（1）所得到的固体混合物，每边做3/4割刀三次，从开炼机上取下得到的胶料，打卷，打三角包，调节辊距至0.8mm，按照胶料与辊筒的轴向相垂直的方向，将胶料插入辊筒间隙滚压六次；
（6）将步骤（5）得到的产物150℃下硫化30min，即可。
实施例2
1.一种天然橡胶碳纳米管复合材料，包括以下重量份的成分：
天然乳胶100份、碳纳米管水性浆料35份、炭黑60份、氧化锌5份、硬脂酸0.5份、分散剂5份、促进剂0.4份、硫磺3份。
其中，所述碳纳米管水性浆料是由碳纳米管、n-甲基吡咯烷酮和去离子水组成，在所述碳纳米管水性浆料中，碳纳米管的浓度为10wt%，n-甲基吡咯烷酮的浓度为0.4wt%；
所述天然乳胶的固含量为70%；
所述分散剂为sds；
所述促进剂为促进剂ns。
2.所述天然橡胶碳纳米管复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将炭黑、氧化锌、硬脂酸、分散剂、促进剂、硫磺混合，搅拌，得到固体混合料；
（2）在搅拌状态下，将碳纳米管水性浆料、天然乳胶混合，得到悬浮液，然后继续搅拌20min，在搅拌状态下向所述悬浮液中加入2（v/v）%的乙酸溶液，当悬浮液凝固变为固体时，停止滴加乙酸；
（3）将步骤（2）得到的固体在绉片机上压片，在压片的同时，打开水循环将固体中的乙酸清洗干净，然后在120℃烘干8h，得到橡胶片；
（4）将橡胶片在开炼机上进行过辊，在过辊的同时，加入步骤（1）得到的固体混合料；
（5）然后在开炼机上调节开炼机的辊距至0.2mm，在不包辊的情况下将橡胶薄通两次，然后调节开炼机的辊距至1.5mm，将橡胶包辊压炼，压炼三次，调节辊距至1.8mm，然后加入步骤（1）所得到的固体混合物，每边做3/4割刀三次，从开炼机上取下得到的胶料，打卷，打三角包，调节辊距至0.8mm，按照胶料与辊筒的轴向相垂直的方向，将胶料插入辊筒间隙滚压六次；
（6）将步骤（5）得到的产物150℃下硫化30min，即可。
实施例3
1.一种天然橡胶碳纳米管复合材料，包括以下重量份的成分：
天然乳胶95份、碳纳米管水性浆料28份、炭黑50份、氧化锌4份、硬脂酸0.3份、分散剂3份、促进剂0.2份、硫磺2份、去离子水760份，
其中，所述碳纳米管水性浆料是由碳纳米管、n-甲基吡咯烷酮和去离子水组成，在所述碳纳米管水性浆料中，碳纳米管的浓度为10wt%，n-甲基吡咯烷酮的浓度为0.3wt%；
所述天然乳胶的固含量为65%；
所述分散剂为pvp；
所述促进剂为促进剂m或者促进剂ns。
2.所述天然橡胶碳纳米管复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将炭黑、氧化锌、硬脂酸、分散剂、促进剂、硫磺混合，搅拌，得到固体混合料；
（2）在搅拌状态下，将碳纳米管水性浆料、天然乳胶混合，得到悬浮液，然后继续搅拌16min，在搅拌状态下向所述悬浮液中加入2（v/v）%的乙酸溶液，当悬浮液凝固变为固体时，停止滴加乙酸；
（3）将步骤（2）得到的固体在绉片机上压片，在压片的同时，打开水循环将固体中的乙酸清洗干净，然后在110℃烘干8h，得到橡胶片；
（4）将橡胶片在开炼机上进行过辊，在过辊的同时，加入步骤（1）得到的固体混合料；
（5）然后在开炼机上调节开炼机的辊距至0.2mm，在不包辊的情况下将橡胶薄通两次，然后调节开炼机的辊距至1.5mm，将橡胶包辊压炼，压炼三次，调节辊距至1.8mm，然后加入步骤（1）所得到的固体混合物，每边做3/4割刀三次，从开炼机上取下得到的胶料，打卷，打三角包，调节辊距至0.8mm，按照胶料与辊筒的轴向相垂直的方向，将胶料插入辊筒间隙滚压六次；
（6）将步骤（5）得到的产物150℃下硫化30min，即可。
实施例4
1.一种天然橡胶碳纳米管复合材料，包括以下重量份的成分：
天然乳胶100份、碳纳米管水性浆料30份、炭黑50份、氧化锌3.6份、硬脂酸0.3份、分散剂3份、促进剂0.3份、硫磺2.1份，
其中，所述碳纳米管水性浆料同实施例3；
所述天然乳胶的固含量为65%；
所述分散剂为阿拉伯树胶和sds的混合物，二者比例可以为任意比例；
所述促进剂为促进剂ns。
2.所述天然橡胶碳纳米管复合材料的制备方法，同实施例3。
实施例5
1.一种天然橡胶碳纳米管复合材料，包括以下重量份的成分：
天然乳胶100份、碳纳米管水性浆料30份、炭黑50份、氧化锌3.6份、硬脂酸0.3份、分散剂3份、促进剂0.3份、硫磺2.1份、去离子水720份，
其中，所述碳纳米管水性浆料同实施例3；
所述天然乳胶的固含量为65%；
所述分散剂为sds、pvp的混合物，二者比例为任意比例；
所述促进剂为促进剂m或者促进剂ns。
2.所述天然橡胶碳纳米管复合材料的制备方法，同实施例3。
一.性能检测
采用高阻仪测定复合材料的体积电阻，采用导热系数测定仪测定复合材料的导热系数，采用阿克隆磨耗机测定碳纳米管天然橡胶复合材料的耐磨性，结果如表1。
表1天然橡胶碳纳米管复合材料的性能结果