[0001]
本发明涉及一种改性橡胶及其制备工艺，尤其是涉及一种石墨烯改性橡胶及其制备工艺。
背景技术：
[0002]
目前国际上子午线轮胎占市场的80％，轿车和载重子午线轮胎分别为90％和63％。由于子午线轮胎具有耐磨，节油，乘坐舒适，牵引性、稳定性及高速性能好等特点，使其获得了极快的发展。
[0003]
但是，子午线轮胎侧壁较薄，胎冠较厚，使用现有公知橡胶制造的子午线轮胎，胎侧壁与胎冠的过渡区耐环境应力性能差，易产生裂口；侧壁变形大，从而导致汽车的侧向稳定性差，制造技术要求高，影响其使用寿命，因此成本也高。
技术实现要素：
[0004]
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种稳定性好，使用寿命长的石墨烯改性橡胶及其制备工艺。
[0005]
本发明解决所述技术问题所采用的技术方案是：
[0006]
本发明之石墨烯改性橡胶主要由以下重量份数的原料制成：天然橡胶(nr)30～50，顺丁橡胶(br)25～30，丁苯橡胶(sbr)40～45，氧化锌1～6，硬脂酸2～5，石蜡1～3，硫磺s 1～3,促进剂nobs 2～6,高耐磨炭黑(haf)40～70，中超耐磨炉法炭黑(isaf)35～60，石墨烯10～15，硫酸钙晶须10～15，硅烷偶联剂1～3。
[0007]
优选的重量份数配比为：天然橡胶40,顺丁橡胶28,丁苯橡胶42,氧化锌2，硬脂酸4，石蜡1，硫磺s 2,促进剂nobs 3,高耐磨炭黑50，中超耐磨炉法炭黑i 40，石墨烯12，硫酸钙晶须12，硅烷偶联剂1。
[0008]
本发明之石墨烯改性橡胶的制备工艺，包括如下步骤：
[0009]
(1)将硫酸钙晶须与硅烷偶联剂放到高混机中处理2～7min，得到改性硫酸钙晶须；所得改性硫酸钙晶须长径比一般为10～40，平均直径0.5～3微米；
[0010]
(2)将石墨烯、天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、高耐磨炭黑、促进剂nobs、中超耐磨炉法炭黑及改性硫酸钙晶须在开炼机上混炼5～10min，辊间距1mm～2mm，辊温100℃～120℃；
[0011]
(3)加入硫磺、硬脂酸、石蜡和氧化锌，混炼2～4min(优选3min)，出片。
[0012]
石墨烯(graphene)是一种以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。由于其具有极高的强度，细微的尺寸，易与nr、br、sbr等界面粘合，提高与基体的相容性和界面黏结力，当受外力强迫取向时，nr、br和sbr中的残余应力能很好地传递给石墨烯，从而提高橡胶的耐环境应力性能，并改善橡胶的强度，使轮胎在重压下也不易开裂；石墨烯在橡胶基质中
分散均匀，不易团聚，使复合材料性能稳定。
[0013]
石墨烯是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，石墨烯的理论杨氏模量达1.0tpa，固有的拉伸强度为130gpa。本发明采用石墨烯、硫酸钙晶须对橡胶混合物进行改性，所得橡胶的力学性能优异，稳定性强，使用寿命长，成本较低。
[0014]
本发明之石墨烯改性橡胶，特别适于作高性能大中型载重轮胎胎侧壁胶料。自然也不排除作其它用途。
[0015]
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
[0016]
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0017]
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
[0018]
实施例1：
[0019]
本实施例石墨烯改性橡胶由以下重量份数的原料制成：nr 45，br 25，sbr 40，氧化锌3，硬脂酸2，石蜡1，硫磺s1,nobs 2，haf 50，isaf 40，硅烷偶联剂1，石墨烯10，硫酸钙晶须15。
[0020]
制备方法：
[0021]
(1)将硫酸钙晶须与硅烷偶联剂放到高混机中处理6min，得到改性硫酸钙晶须,所得改性硫酸钙晶须长径比27，平均直径2微米。
[0022]
(2)将石墨烯、nr、br、sbr、haf、nobs、isaf及改性硫酸钙晶须在开炼机上混炼7min，辊间距1.5mm，辊温110℃；
[0023]
(3)加入硫磺、硬脂酸、石蜡和氧化锌，混炼3min，出片。
[0024]
本实施例产品力学性能测试按atsm规定方法进行，结果见表1。
[0025]
实施例2：
[0026]
本实施例石墨烯改性橡胶由以下重量份数的原料制成：nr 30，br 25，sbr45，氧化锌2，硬脂酸2，石蜡1，硫2，nobs 3，haf 50，isaf 40，石墨烯15，硅烷偶联剂1，硫酸钙晶须10。
[0027]
制备方法：
[0028]
(1)将硫酸钙晶须与硅烷偶联剂放到高混机中处理5分钟，得到改性硫酸钙晶须；所得改性硫酸钙晶须长径比30，平均直径3微米；
[0029]
(2)将石墨烯、nr、br、sbr、haf、nobs、isaf及改性硫酸钙晶须在开炼机上混炼6min，辊间距1.5mm，辊温110℃；
[0030]
(3)加入硫、硬脂酸、石蜡和氧化锌，混炼3min，出片；
[0031]
本实施例产品力学性能测试按atsm规定方法进行，，结果见表1。
[0032]
实施例3：
[0033]
本实施例石墨烯改性橡胶轮胎由以下重量份数的原料制成：nr 50,br 25,sbr 40,氧化锌2，硬脂酸2，石蜡1，硫2,nobs 2,haf 40，isaf 40，硅烷偶联剂1，石墨烯10，硫酸钙晶须10微米。
[0034]
制备方法：
[0035]
(1)将硫酸钙晶须与硅烷偶联剂放到高混机中处理7分钟，得到改性硫酸钙晶须,所得改性硫酸钙晶须长径比25，平均直径；
[0036]
(2)将石墨烯、nr、br、sbr、haf、nobs、isaf及改性硫酸钙晶须在开炼机上混炼8min，辊间距1.5mm，辊温110℃；
[0037]
(3)加入s、硬脂酸、石蜡和氧化锌，混炼3min，出片；
[0038]
本实施例产品力学性能测试按atsm规定方法进行，结果见表1。
[0039]
对比例1
[0040]
本对比例除不添加石墨烯以外，其他参数及步骤与实施例1相同。
[0041]
表1实施例1-3产品力学性能比较
[0042] 实施例1实施例2实施例3对比例1硬度(邵尔a)j
×
m-195989684撕裂强度n
×
mm-167646535拉伸强度mpa13.714.514.16.5扯断伸长率％732696734510
[0043]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。