[发明专利]一种用于轮胎气密层的氧化石墨烯复合橡胶及制备方法

说明书

本发明涉及复合橡胶领域，公开了一种用于轮胎气密层的氧化石墨烯复合橡胶及制备方法。包括如下制备过程：（1）先将氧化石墨烯、丁苯橡胶胶乳和氯化聚乙烯橡胶胶乳加入水中得到混合液；（2）将混合液滴入氯化钠溶液中，反应得到得母炼胶；（3）将溴化丁基橡胶、母炼胶、芳烃油、增粘树脂及其他助剂在密炼机中混炼均匀，制得混炼胶；（4）将混炼胶混炼出片，即得氧化石墨烯复合橡胶。本发明制得的复合橡胶中氧化石墨烯填料分散均匀，增强了抗冲击性能，同时全溴化丁基橡胶胶料与过渡层粘合性好，成本较低，可大量用于轮胎气密层胶。

技术领域

本发明涉及复合橡胶领域，公开了一种用于轮胎气密层的氧化石墨烯复合橡胶及制备方法。

背景技术

随着科技进步和社会的发展，汽车在人类生活中扮演了越来越重要的角色，而轮胎的气密性对其安全性能具有重要的作用。无内胎轮胎的内衬层（气密层胶）是一种复合橡胶，直接贴在胎体帘布层上，并且保持一定的厚度，一方面起着气密作用，另一方面在轮胎受到铁钉等穿刺时，能起到防止气体快速泄漏的作用。溴化丁基橡胶优异的气密性能和良好的抗屈挠疲劳性能使其成为生产轮胎气密层的主要胶种，但其成本也昂贵。

氯化聚乙烯橡胶是氯原子取代了聚乙烯中的氢原子且氯原子质量分数达到0. 25~0.46的高弹性体，由于极性Cl原子在主链上不规则的分布，破坏了主链的规整性，导致氯化聚乙煉橡胶极性增强。氯化聚乙烯橡胶具有优良的耐候性、耐臭氧性、耐油性和耐热老化性能，并且与其他高分子材料具有良好的相容性，且价格较低廉。

石墨烯其独特的二维特性这使得其具有优异物理化学特性：表面积比其他填料大，拉伸强度大，导电性好，具有好的气体阻隔性，氧化石墨烯与石墨烯具有相似结构，氧化石墨烯表面的含氧官能团能使其与含有特定极性基团的分子产生反应。橡胶性能提升的主要途径是填料的选择及使用。目前常用的填料主要有炭黑、二氧化硅、蒙脱石、纳米陶瓷以及碳纳米管等，而石墨烯作为新一代橡胶填充材料，由于其优异的性能从所有填料里脱颖而出，已成为高性能橡胶复合材料的理想填料。

中国发明专利申请号201210017703.6公开了轮胎气密层和内胎用氧化石墨烯/聚合物组合物及制备方法。该气密层和内胎用组合物包括氧化石墨烯/橡胶组合物和环氧天然橡胶(或热塑性树脂)两相。在氧化石墨烯/橡胶组合物相中，氧化石墨烯提供必须的低透气性并且对橡胶组合物具有明显的增强作用；本身具有低透气率的环氧天然橡胶或热塑性树脂分散在上述氧化石墨烯/橡胶组合物中形成海岛结构。这种结构决定了该气密层和内胎用组合物具有包括低透气性在内的优良机械性能、丰富的柔韧性以及与相邻橡胶的粘结性。

中国发明专利申请号201610716625.7公开了一种特别适用于生产半钢子午轮胎气密层橡胶组合物及其制备方法，原材料组分及各组分重量份数为：天然橡胶30~40份，溴化丁基橡胶60~70份，炭黑60~70份，强威粉30~40份，环保型芳烃油10~12份，活性剂4~6份，增粘树脂2~4份，分散剂2~4份,氧化镁0.2~0.5份，促进剂1~2份，硫磺1~1.8份；采用两段式炼胶，节省能耗，减少了生产环节的运输中转；在压出工艺过程中提高了胶料的流动性能，尤其压出部件气泡明显减少，提高了产品的一次合格率；该用于生产半钢子午轮胎气密层橡胶组合物能够满足轮胎气密层对于橡胶高耐透气性要求的同时，实现其制备的低成本高加工性。

根据上述，现有方案中轮胎气密层胶一般采取卤化丁基橡胶与天然橡胶（NR）、丁苯橡胶（SBR）等并用。但由于BIIR/SBR胶料存在炭黑等填料分散不均、与过渡层粘合性差，成本高等缺点，本发明提出了一种用于轮胎气密层的氧化石墨烯复合橡胶及制备方法，可有效解决上述技术问题。

发明内容

目前应用较广的轮胎气密层胶用BIIR/SBR胶料存在炭黑等填料分散不均、与过渡层粘合性差、成本高等缺点，限制轮胎气密层胶发展应用。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于轮胎气密层的氧化石墨烯复合橡胶的制备方法，制备的具体过程为：