[发明专利]一种用于改性聚硫密封剂的多硫寡聚物修饰氧化石墨烯及其改性方法

说明书

本发明公开了一种用于改性聚硫密封剂的多硫寡聚物修饰氧化石墨烯及其改性方法，该多硫寡聚物修饰氧化石墨烯是通过多硫寡聚物对氧化石墨烯表面进行修饰，使多硫寡聚物上的巯基与氧化石墨烯上的含氧官能团反应，从而获得。将本发明的多硫寡聚物修饰氧化石墨烯作为填料，加入到聚硫密封剂的原料体系中，对其中的聚硫橡胶改性，可以提高聚硫密封剂的力学性能。

技术领域

本发明属于功能高分子材料领域，具体涉及一种用于改性聚硫密封剂的多硫寡聚物修饰氧化石墨烯及其改性方法。

背景技术

聚硫密封剂是以液态聚硫橡胶为主体材料，配合以硫化剂、补强剂、增粘剂、促进剂等助剂制成的密封胶，是历史悠久的弹性密封材料。聚硫密封剂具有固化均匀、耐药品性好、耐候性好等特点，在建筑、交通、制造等领域具有广泛的应用。但在一些外部条件比较苛刻的环境下，仍然存在密封剂密封性能明显下降的问题。为制备高性能聚硫密封剂，改进填料的分散性及填料和橡胶的相互作用是公认的关键因素。

将氧化石墨烯作为填料引入聚硫橡胶中，可望赋予该类复合材料优良的力、热、电、磁等物理化学性能，但氧化石墨烯的反应惰性及其易团聚、难分散的特点，限制了它在聚硫密封剂中的应用。中国发明专利CN106520058A通过将氧化石墨烯加入到橡胶中，得到一种石墨烯镍复合导电防腐蚀聚硫密封剂。中国发明专利CN106479185A用硅烷偶联剂改性氧化石墨烯，得到一种可用于飞机整体油箱、燃油舱、座舱及气密舱、机体结构搭接界面缝隙和口盖等须防腐蚀部位用的含石墨烯重防腐蚀用密封剂。上述方法使用不处理氧化石墨烯或硅烷偶联剂处理氧化石墨烯作为填料，仍存在石墨烯和聚硫橡胶的相容性差、石墨烯和聚硫橡胶之间交联差的问题，导致所得聚硫密封剂的力学性能仍不能满足需求。

发明内容

为避免上述现有技术的不足之处，本发明公开了一种用于改性聚硫密封剂的多硫寡聚物修饰氧化石墨烯及其改性方法，所要解决的技术问题在于：通过多硫寡聚物对片层氧化石墨烯进行表面处理，解决氧化石墨烯与聚硫橡胶的相容性问题以及增强二者之间的交联作用，从而提高聚硫密封剂的力学性能。

本发明为实现发明目的，采用如下技术方案：

本发明首先公开了一种用于改性聚硫密封剂的多硫寡聚物修饰氧化石墨烯，其特点在于：所述多硫寡聚物修饰氧化石墨烯是通过多硫寡聚物对氧化石墨烯表面进行修饰，使多硫寡聚物上的巯基与氧化石墨烯上的含氧官能团反应，从而获得。

本发明所述的多硫寡聚物修饰氧化石墨烯的制备方法为：将多硫寡聚物和片层氧化石墨烯分散在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，再加入2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚作为催化剂，然后在三口烧瓶中以30℃-50℃冷凝回流反应24h，反应过程以300-400rpm的转速机械搅拌；反应结束后，所得产物经离心、N,N-二甲基甲酰胺多次洗涤、冷冻干燥，即获得多硫寡聚物修饰氧化石墨烯。

优选的，所述多硫寡聚物和所述片层氧化石墨烯的质量比为0.1-1.5:1，所述催化剂的质量占片层氧化石墨烯质量的1-10％。最优选的，所述多硫寡聚物和所述片层氧化石墨烯的质量比为1:1，所述催化剂的质量占片层氧化石墨烯质量的5％。

优选的，所述片层氧化石墨烯通过改进的Hummer法制备。

最优选的，反应温度为30℃。

本发明进一步公开了通过所述多硫寡聚物修饰氧化石墨烯对聚硫密封剂进行改性的方法，其特点在于：将所述多硫寡聚物修饰氧化石墨烯作为填料，加入到聚硫密封剂的原料体系中，对其中的聚硫橡胶改性，从而提高聚硫密封剂的力学性能。相比于氧化石墨烯作为填料，以多硫寡聚物修饰氧化石墨烯作为填料，可以提高填料的分散性，同时增强氧化石墨烯与聚硫橡胶的交联，从而显著提高聚硫密封剂的力学性能。

优选的，所述多硫寡聚物修饰氧化石墨烯的加入量占聚硫密封剂原料体系中的聚硫橡胶质量的0.1％-2.0％。