[发明专利]一种石墨烯纤维橡胶复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯纤维橡胶复合材料及其制备方法，橡胶复合材料的成分为合成橡胶、天然短纤维、石墨烯、填充料、芳烃油和纳米金刚石粉，复合材料制备方法包括原材料的准备、天然短纤维的处理、熔融共混以及硫化成型，上述天然短纤维选自黄麻纤维、亚麻纤维、剑麻纤维、竹纤维、木棉纤维中的一种，上述石墨烯为包含有多种官能团的改性石墨烯，关能团为羟基、羧基、羰基、氮基、氨基中的一种或几种，本发明针对现有技术中生产输送带覆盖胶胶料的过程中能耗较大，污染环境，且工艺复杂的问题进行改进，本发明生产橡胶的工艺简单、能耗小、较为环保，且橡胶耐磨度较强。

技术领域

本发明涉及橡胶复合材料生产加工技术领域，尤其涉及到一种石墨烯纤维橡胶复合材料及其制备方法。

背景技术

橡胶是指具有可逆形变的高弹性聚合物材料，在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度低，分子量往往很大，大于几十万。橡胶分为天然橡胶与合成橡胶二种。天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成；合成橡胶则由各种单体经聚合反应而得。橡胶按性能和用途又可分为通用橡胶和特种橡胶，目前已被广泛应用于日常生活、医疗卫生、交通运输、农业、科学试验、国防等领域。随着社会的发展，人们对橡胶产品的性能提出了更高的要求，现有的橡胶材料已满足不了高精尖科学技术产品的需要，往往需要对其进行改性。

一些输送带在生产过程中表面附有橡胶，输送带用于承载和运送各种固体块状和粉料状物料或成件物品，广泛应用于水泥、焦化、冶金、化工、钢铁等行业中，在使用过程中，由于物料与输送带长期接触、冲击、磨擦以及刮板等对覆盖层的磨损，造成输送带覆盖胶耐磨性能下降、易脱落，进而缩短输送带的寿命。

为改善输送带覆盖胶胶料的拉伸强度、耐磨性能、抗撕裂性能等，一般采用以下两种方法：

(1)添加耐磨填料如粒径较小、比表面积较大的中超耐磨炉黑和超耐磨炉黑，这种方式因为混炼过程中大量炭黑的加入，能耗较大，污染环境；

(2)并用合成橡胶如丁苯橡胶、聚氨酯橡胶等，尽管这种方式可以改善胶料的耐磨性能，但是增加了产品成本及能耗，为此本发明提出一种新的橡胶及其制备方法，本发明生产橡胶的工艺简单、能耗小、较为环保，且耐磨度较强。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种石墨烯纤维橡胶复合材料及其制备方法；以解决现有技术中一些传送带表面橡胶在生产过程中能耗较大，污染环境，且橡胶的耐磨度较差。

本发明通过以下技术方案实现：本发明公开了一种石墨烯纤维橡胶复合材料：橡胶复合材料包括：

合成橡胶48～56份；

天然短纤维41～45份；

石墨烯11～13份；

填充料22～29份；

芳烃油5～9份；

纳米金刚石粉10～21份。

一种用于制造上述石墨烯纤维橡胶复合材料的方法，包括以下步骤：

原材料的准备：准备合成橡胶48～56份、天然短纤维41～45份、石墨烯11～13份、填充料22～29份、芳烃油5～9份、纳米金刚石粉10～21份和纤维素酶溶液300～500份；

天然短纤维的处理：将41～45份的天然短纤维进行脱胶处理，将脱胶后的天然短纤维加入300～500份的纤维素酶溶液中处理2-4h，对加入天然短纤维的纤维素酶溶液进行高速离心处理分离出离心沉积物，将离心沉积物转移至高压搅拌反应釜中，加入芳烃油5～9份，处理30分钟，得到高压搅拌反应物；