本发明属于橡胶改性技术领域，具体涉及一种碳纳米管改性天然橡胶材料及其制备方法。
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，本发明提供一种碳纳米管改性天然橡胶材料及其制备方法，得到的碳纳米管改性天然橡胶材料性能优异，具有良好的导热、导电性能和耐摩擦性能。
一种碳纳米管改性天然橡胶材料，包括以下重量份的原料：
天然胶乳100-110份、多壁碳纳米管分散液3-6份、炭黑40-65份、氧化锌3-4份、硬脂酸1-5份、分散剂1-5份、促进剂0.1-0.5份、硫磺2-3份、去离子水65-80份，
其中，所述多壁碳纳米管分散液为多壁碳纳米管溶于二甲基甲酰胺形成的悬浮液，所述悬浮液中多壁碳纳米管的质量浓度为7%-10%。
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中的任意一种或者任意两种。当所述分散剂为阿拉伯树胶、sds、pvp中的任意两种时，二者的比例为任意比例。
优选地，所述促进剂为促进剂m或者促进剂ns。
所述碳纳米管改性天然橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将碳纳米管分散液、炭黑、氧化锌、硬脂酸、分散剂、促进剂、硫磺混合，研磨，然后在搅拌状态下加入去离子水；
（2）将步骤（1）的产物在超声波搅拌器中超声搅拌30-60min，搅拌时温度为60℃；
（3）在搅拌状态下，将步骤（2）的产物中加入天然乳胶，然后继续超声搅拌10-15min；
（4）将步骤（3）的混合物进行烘干至恒重，得到固体产物；
（5）将步骤（4）得到的固体产物硫化，在10mpa、160℃下硫化20min，即可。
优选地，所述超声搅拌的超声频率为20-35khz。
优选地，所述烘干的温度为100-110℃。
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：
本发明提供的碳纳米管改性天然橡胶材料，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
一种碳纳米管改性天然橡胶材料，包括以下重量份的原料：
天然胶乳100份、多壁碳纳米管分散液3份、炭黑40份、氧化锌3份、硬脂酸1份、分散剂1份、促进剂0.1份、硫磺2份、去离子水65份，
其中，所述多壁碳纳米管分散液为多壁碳纳米管溶于二甲基甲酰胺形成的悬浮液，所述悬浮液中多壁碳纳米管的质量浓度为7%；
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；
所述碳纳米管改性天然橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将碳纳米管分散液、炭黑、氧化锌、硬脂酸、分散剂、促进剂、硫磺混合，研磨，然后在搅拌状态下加入去离子水；
（2）将步骤（1）的产物在超声波搅拌器中超声搅拌30min，搅拌时温度为60℃；其中，所述超声搅拌的超声频率为20khz。
（3）在搅拌状态下，将步骤（2）的产物中加入天然乳胶，然后继续超声搅拌10min；
（4）将步骤（3）的混合物在100℃烘干至恒重，得到固体产物；
（5）将步骤（4）得到的固体产物硫化，在10mpa、160℃下硫化20min，即可。
实施例2
一种碳纳米管改性天然橡胶材料，包括以下重量份的原料：
天然胶乳110份、多壁碳纳米管分散液6份、炭黑65份、氧化锌4份、硬脂酸5份、分散剂5份、促进剂0.5份、硫磺3份、去离子水80份，
其中，所述多壁碳纳米管分散液为多壁碳纳米管溶于二甲基甲酰胺形成的悬浮液，所述悬浮液中多壁碳纳米管的质量浓度为10%；
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；
所述碳纳米管改性天然橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将碳纳米管分散液、炭黑、氧化锌、硬脂酸、分散剂、促进剂、硫磺混合，研磨，然后在搅拌状态下加入去离子水；
（2）将步骤（1）的产物在超声波搅拌器中超声搅拌60min，搅拌时温度为60℃；其中，所述超声搅拌的超声频率为35khz；
（3）在搅拌状态下，将步骤（2）的产物中加入天然乳胶，然后继续超声搅拌15min；
（4）将步骤（3）的混合物在110℃烘干至恒重，得到固体产物；
（5）将步骤（4）得到的固体产物硫化，在10mpa、160℃下硫化20min，即可。
实施例3
一种碳纳米管改性天然橡胶材料，包括以下重量份的原料：
天然胶乳105份、多壁碳纳米管分散液5份、炭黑55份、氧化锌3.8份、硬脂酸2份、分散剂3份、促进剂0.4份、硫磺2.6份、去离子水75份，
其中，所述多壁碳纳米管分散液为多壁碳纳米管溶于二甲基甲酰胺形成的悬浮液，所述悬浮液中多壁碳纳米管的质量浓度为8%；
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；
所述碳纳米管改性天然橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将碳纳米管分散液、炭黑、氧化锌、硬脂酸、分散剂、促进剂、硫磺混合，研磨，然后在搅拌状态下加入去离子水；
（2）将步骤（1）的产物在超声波搅拌器中超声搅拌45min，搅拌时温度为60℃；其中，所述超声搅拌的超声频率为30khz。
（3）在搅拌状态下，将步骤（2）的产物中加入天然乳胶，然后继续超声搅拌12min；
（4）将步骤（3）的混合物在105℃烘干至恒重，得到固体产物；
（5）将步骤（4）得到的固体产物硫化，在10mpa、160℃下硫化20min，即可。
实施例4
一种碳纳米管改性天然橡胶材料，包括以下重量份的原料：
天然胶乳100份、多壁碳纳米管分散液4.3份、炭黑50份、氧化锌3.6份、硬脂酸2份、分散剂3份、促进剂0.3份、硫磺2.1份、去离子水72份，
其中，所述多壁碳纳米管分散液为多壁碳纳米管溶于二甲基甲酰胺形成的悬浮液，所述悬浮液中多壁碳纳米管的质量浓度为9%；
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；
所述促进剂为促进剂m；
所述碳纳米管改性天然橡胶材料的制备方法，同实施例3。
实施例5
一种碳纳米管改性天然橡胶材料，包括以下重量份的原料：
天然胶乳100份、多壁碳纳米管分散液4.3份、炭黑50份、氧化锌3.6份、硬脂酸2份、分散剂3份、促进剂0.3份、硫磺2.1份、去离子水72份，
其中，所述多壁碳纳米管分散液为多壁碳纳米管溶于二甲基甲酰胺形成的悬浮液，所述悬浮液中多壁碳纳米管的质量浓度为9%；
所述天然乳胶的固含量为65%；
所述分散剂为sds和pvp的混合物；
所述促进剂为促进剂ns；
所述碳纳米管改性天然橡胶材料的制备方法，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改性天然橡胶材料的耐磨性，结果如表1。
表1碳纳米管改性天然橡胶材料的性能