[发明专利]一种利用静电纺丝工艺制备氧化石墨烯EVA橡胶的方法

说明书

本发明公开了一种利用静电纺丝工艺制备氧化石墨烯EVA橡胶材料的方法，包括如下制备过程：S1.超声分散；S2.混合；S3.静电纺丝；S4.制得氧化石墨烯EVA橡胶材料。本发明利用了氧化石墨烯不易团聚的特点，且通过超声分散，可将氧化石墨烯粉均匀分散于溶剂中，制得的氧化石墨烯EVA橡胶，氧化石墨烯均匀分散于EVA橡胶中，二维结构的氧化石墨烯与EVA橡胶进行交联，强化了其强度。而且，本发明利用静电纺丝工艺制备氧化石墨烯EVA橡胶，进一步对氧化石墨烯与EVA橡胶进行分散和结构键合，进一步强化了其强度，与不加石墨烯的EVA橡胶相比密度较小、力学性能更好的特点。

技术领域：

本发明涉及一种制备氧化石墨烯EVA橡胶的方法，尤其涉及一种利用静电纺丝工艺制备氧化石墨烯EVA橡胶材料的方法。

背景技术：

石墨烯是碳原子在二维平面上以sp2杂化形式相互连接形成的单原子层厚的碳材料，其碳原子呈六角蜂窝状排列，是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体。该排列形式使石墨烯具有轻薄、强度高、硬度高、变形能力强等特点，在加入橡胶材料中制备石墨烯橡胶复合材料时，能够在一定程度上改善橡胶材料的性能；但是，从现有公开资料看，石墨烯橡胶复合材料在作为皮鞋、运动鞋和胶鞋底材使用时，石墨烯由于强大的范德华力具有疏水性和易团聚的特点，导致其制备石墨烯橡胶复合材料时不易分散，因此石墨烯橡胶复合材料虽然能够在一定程度上改善橡胶材料材料的性能，但是，依然无法满足消费者对高档皮鞋、运动鞋和胶鞋的预期，导致石墨烯橡胶材料在制作皮鞋、运动鞋和胶鞋受到较大的限制。

发明内容：

本发明的目的是为克服已有技术的不足，提供利用静电纺丝工艺制备氧化石墨烯EVA橡胶材料的方法，该方法主要利用静电纺丝工艺使氧化石墨烯和EVA橡胶进行分散和结构键合，形成三维立体复合结构，制成的氧化石墨烯EVA橡胶具有密度轻、力学性能好等特性。

本发明由如下技术方案实施：一种利用静电纺丝工艺制备氧化石墨烯EVA橡胶材料的方法，包括如下制备过程：

S1.超声分散：将氧化石墨烯粉溶于溶剂中，配制成0.2-0.5mg/mL的溶液，加入分散剂进行超声分散，分散剂浓度为0.02-0.05mg/ml，进行超声分散，超声功率为500-2000W，频率为10-50KHz，超声时间为30-90min，得到氧化石墨烯溶液；

S2.混合：在S1.超声分散中制得的所述氧化石墨烯溶液中加入5％-10％(w/v)的EVA橡胶原料，搅拌分散，搅拌速度为1000-5000rpm，搅拌时间为30-120min，得到氧化石墨烯和EVA橡胶的混合料；

S3.静电纺丝：注射器吸取S2.混合中得到的所述混合料，在静电纺丝设备上进行纺丝，电场电压为5-10KV，注射器针头与收集板距离保持10-20cm，得到氧化石墨烯增强EVA橡胶料；

S4.制得氧化石墨烯EVA橡胶材料：将S3.静电纺丝得到的氧化石墨烯增强EVA橡胶料与橡胶生料、填充料按照1：(5-10)：(1-5)的重量比混合，在90-110℃开炼5-10min后加入抗老化剂0.01-0.05份、耐磨剂0.02-0.08份、促进剂0.002-0.010份、硫化剂0.02-0.05份、分散剂0.01-0.05份和还原剂0.01-0.02份，在50-100℃密炼2-5min，最后150-200℃高温硫化2-5min得到氧化石墨烯EVA橡胶材料。

进一步的，所述溶剂为水、甲醇、乙醇、丙酮、乙腈中的一种或两种；

进一步的，所述橡胶生料为天然橡胶、EVA橡胶、聚丁二烯、顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶中的一种或任意两种的组合。

进一步的，所述填充料为白炭黑、碳纤维、碳纳米管、多孔碳中的任意一种。

进一步的，所述抗老化剂为苯醌、2-羟基二苯甲酮、2-苯并三唑中的任意一种。

进一步的，所述抗耐磨剂为氧化锌、碳酸锌、氧化镁、碳酸镁中的任意一种。