[发明专利]用于产生具有还原的氧化石墨烯的橡胶组合物的方法

说明书

一种轮胎的橡胶组分，其包含二烯弹性体和至少1phr的还原的氧化石墨烯纳米颗粒，所述还原的氧化石墨烯纳米颗粒的比表面积为至少700m²/g，氧含量不超过6原子％，并且如通过拉曼光谱测定法所测定的非芳香性与芳香性的比率I_D/I_G为至少0.7。还包括在用于实现良好分布和分散的内部混合器中制备此类橡胶组合物的方法。

技术领域

本发明大体上涉及橡胶组合物，并且更一般来说，涉及具有还原的氧化石墨烯作为增强填料的橡胶组合物和其制成方法。

背景技术

如涉及橡胶行业中的那些人所知，通过将构成橡胶组合物的许多组分混合成混合物来形成橡胶组合物，所述混合物使所有组分尽可能良好分散和分布。若无法使每一组分良好分散和分布在整个橡胶组合物中，将对固化的橡胶组合物的物理特性产生不利影响。

存在许多不同的混合橡胶组合物的组分的手段。已知例如将如炭黑和二氧化硅的增强填料与橡胶乳胶(例如分散于其液体，通常是水中的天然橡胶颗粒)混合，以获得填料分散在干燥橡胶中的改进。还已知将橡胶组合物的组分混合于挤出机中。橡胶行业中混合橡胶组合物的最流行手段是内部混合器，一个众所周知的品牌为班伯里混合器(Banburymixer)。

用于轮胎行业的内部混合器通常为切向的，其具有两个稍微螺旋形的转子在腔室中朝向彼此并排转动，所述腔室形成为类似于具有邻近侧面开口的两个邻近短圆柱体。将材料插入腔室内用于混合，并且在混合之后，可打开底部闸门以在下方取出混合内容物。班伯里类型的此类内部混合器的操作和维护在轮胎行业中众所周知并得到高度利用，并且研究人员因此试图找到可以使用内部混合器混合到橡胶组合物中而无需借助于其它较为昂贵的混合方法的有用材料。可能发现无法在内部混合器中混合的那些材料由于所述原因而不适用于轮胎行业。

发明内容

本发明的特定实施例包括包含橡胶组分的轮胎，所述橡胶组分所包含的橡胶组合物是基于可交联橡胶组合物。其它实施例包括用于制成此类橡胶组合物和轮胎组件的方法。一种此类所公开的轮胎包含橡胶组分，所述橡胶组分所包含的橡胶组合物是基于具有二烯弹性体和至少1phr包含堆叠薄片的还原的氧化石墨烯纳米颗粒的可交联橡胶组合物。还原的氧化石墨烯颗粒的比表面积可以是至少700m²/g，氧含量不超过8原子％，并且如通过拉曼光谱测定法(Raman spectroscopy)所测定的非芳香性与芳香性的比率I_D/I_G是至少0.7。应注意，非芳香性和芳香性还可分别被称为无定形碳结构和结晶碳结构。此类橡胶组合物可以进一步包括固化系统。

制备用于制品的橡胶组合物的特定实施例包括将二烯弹性体放在内部混合器的混合腔室内并且混合二烯弹性体直到其达到第一预定温度为止。此类实施例可以进一步包括将一部分还原的氧化石墨烯添加到混合腔室中，并且将二烯弹性体和还原的氧化石墨烯的颗粒在混合腔室中混合，以形成混合物，其中还原的氧化石墨烯颗粒并入到了混合物中。还原的氧化石墨烯颗粒可以描述为比表面积为至少700m²/g的，氧含量不超过8原子％，并且如通过拉曼光谱测定法所测定的非芳香性与芳香性的比率I_D/I_G为至少0.7。

此类方法的特定实施例可以包括将一部分还原的氧化石墨烯重复添加到混合腔室中，并且将二烯弹性体和还原的氧化石墨烯的颗粒在混合腔室中混合，以形成混合物，其中还原的氧化石墨烯按需要多次并入到混合物中，直到所需量的还原的氧化石墨烯添加到了混合腔室中为止，以及通过由内部混合器做的功来加热混合物直到其达到第二预定温度为止。

此类方法可以进一步包括从内部混合器下方取出混合物，并且冷却混合物。

从以下对本发明的特定实施例进行的更详细描述中将显而易见本发明的前述内容和其它目的、特点和优点。

附图说明

图1展示对还原的氧化石墨烯的示范性样品进行拉曼光谱测定法获得的拉曼光谱。