[发明专利]一种氧化石墨烯/聚氯乙烯改性再生胶与丁腈橡胶复合胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶领域，尤其涉及一种氧化石墨烯/聚氯乙烯改性再生胶与丁腈橡胶复合胶的制备方法。

背景技术

噪声是一种常见的环境污染，长期暴露在高噪声环境会对人的生活造成很大影响。传统的隔声材料为厚重的金属或无机材料，这些材料通常很笨重，限制了其使用范围。高分子材料具有质轻且加工性能好等优点，但又由于其面密度和弹性模量较低，导致其通常很难满足实际应用要求。因此，新型隔声材料和结构成为隔声领域的研究热点，其中以轻质隔声材料和结构的研究尤为引人关注。

近年来，姚跃飞等发现通过添加大量高密度填料能够有效提高材料的隔声性能。但这种方法制备的复合材料依然笨重，不符合现代质轻的隔声材料要求。纳米填料由于其自生的一些特殊性能，加入少量纳米填料就能显著改变高分子材料的某种性能，但对于通过添加纳米填料来提高高分子材料隔声性能的研究却很少。Ahmadi等发现，纳米黏土等无机纳米片层填料可以显著提高复合材料的隔声性能。氧化石墨烯（GO）也是一种纳米片层填料，因其具有高比表面积高刚度，能有效提高材料的刚度；又由于GO含有大量的羟基、羰基和羧基等含氧官能团，能保证其与高分子材料具有良好的结合性能，因此用GO改性高分子材料具有很大优势。

《氧化石墨烯/丁腈橡胶-聚氯乙烯复合材料的隔声性能》一文以NBR-PVC作为基体，GO为纳米改性填料，制备了GO/NBR-PVC。系统研究了GO改性前后复合材料的断面形貌、阻尼性能、弹性模量、拉伸强度、面密度以及隔声性能，并对比研究了少量GO改性与大量重质金属（HM）改性对NBRPVC隔声性能的影响。

由于氧化石墨烯在橡胶中分散困难，难以得到均匀的产物，添加量不能过多，产品的性能也是改善有限，需要改进。然而再生胶相比生胶具备良好的耐自然老化性能、耐热、耐油、耐酸碱性、耐焦烧性能等优势。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种氧化石墨烯/聚氯乙烯改性再生胶与丁腈橡胶复合胶的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种氧化石墨烯/聚氯乙烯改性再生胶与丁腈橡胶复合胶的制备方法，步骤为：

（1）将聚乙二醇加入水中，再加入氧化石墨烯，搅拌均匀，再加入二硫化钼搅拌均匀，在高速搅拌机中搅拌30-40分钟，超声分散25-28分钟，冷冻干燥后得粉末，聚乙二醇：水：氧化石墨烯：二硫化钼质量比为1-1.2: 30-35: 5-5.3: 0.3-0.4；

（2）将所述粉末与丁二酸酐、邻苯二甲酸酐、催化剂混合，加入二甲亚砜中，置于油浴锅中反应3-3.5小时，用丙酮析出产物，并用丙酮洗涤、抽滤至滤液物色透明，干燥，得反应产物，粉末：丁二酸酐：邻苯二甲酸酐：催化剂：二甲亚砜的质量比为9-11: 1-1.3: 5-5.5: 0.8-0.9: 19-21；

（3）将反应产物与聚氯乙烯混合，在开炼机中捏合，得到改性聚氯乙烯；

（4）将再生胶、丁腈橡胶、邻苯二甲酸二锌、三盐基硫酸铅、硬脂酸钡、硬脂酸锌在开炼机中捏合2-3分钟，温度为160-165℃，速度为20-30r/min，加入改性聚氯乙烯，继续捏合5-6分钟，冷却至室温；然后在开炼机中加入质量分数为1.5-1.8%的升华硫，混炼3-4min，室温放置24-26小时，置于平板硫化机上模压成型，即得氧化石墨烯/聚氯乙烯改性再生胶与丁腈橡胶复合胶。

再生胶：丁腈橡胶：聚氯乙烯：邻苯二甲酸二锌：三盐基硫酸铅：硬脂酸钡：硬脂酸锌的质量比为25-36: 34-42: 24-26: 10-11: 3-3.2: 0.8-1: 0.5-0.7。

氧化石墨烯在最终产物中的质量份数为2-2.3%。

所述平板硫化机上模压成型的温度为160-170℃，压力为10-11MPa，时间为12-14min。

步骤（3）开炼机捏合时间为1-2分钟，捏合温度为130-140℃，速度为30-40r/min。

本发明的优点是：本发明用二硫化钼与氧化石墨烯形成均匀分散体，二硫化钼的润滑性，分散性好，促进氧化石墨烯的均匀分散，提高了氧化石墨烯的分散均匀性，提高了氧化石墨烯的添加量，进而提高了橡胶的耐磨性、强度、隔音性；采用再生胶与丁腈橡胶共混，提高了其耐老化、腐蚀性能等；再用丁二酸酐、邻苯二甲酸酐接枝改性，提高了氧化石墨烯与PVC的相容性和粘结强度，提高了PVC分散性，橡胶的性能更稳定。

具体实施方式