[发明专利]一种导热的石墨烯乳胶浆料及其工艺和应用

说明书

本发明提供一种导热的石墨烯乳胶浆料及其工艺和应用。所述石墨烯乳胶浆料包括如下重量份数的组分：天然橡胶60～80份、氨基化石墨烯4～8份、氮化硼纳米片5～10份、硫化剂1～5份和聚乙烯醇1～4份。制备所述石墨烯乳胶浆料的工艺包括如下步骤：(1)将氮化硼纳米片、硫化剂、聚乙烯醇、水以及任选的促进剂和抗氧剂混合均匀，得到混合物A；(2)将步骤(1)得到的混合物A和氨基化石墨烯混合均匀，得到混合物B；(3)将步骤(2)得到的混合物B与天然橡胶混合均匀，得到所述石墨烯乳胶浆料。本发明提供的石墨烯乳胶浆料具有较好的均一性和较高的导热性，适用于制备靠垫或床垫。

技术领域

本发明属于天然橡胶复合材料领域，具体涉及一种导热的石墨烯乳胶浆料及其工艺和应用。

背景技术

天然橡胶，也叫印度橡胶或者弹性橡皮，如最初生产的、由有机化合物异戊二烯的聚合物、少量其他有机化合物杂质以及水组成的材料。天然橡胶是橡胶工业使用最广泛的品种，在橡胶工业中具有举足轻重的地位。然而，天然橡胶是热的不良导体，在动态条件下所产生的热不能够快速的传递出去，导致材料的温度升高，性能变差，使用寿命缩短，因此，提高天然橡胶复合材料的导热性能十分必要。

例如CN101942122A公开了一种导热天然橡胶复合材料及其制备方法。所述制备方法包括：(1)导热填料的制备：将天然鳞片石墨浸没在浓硫酸和浓硝酸的混合溶液中，超声处理，过滤，水洗，干燥粉碎，膨胀处理；(2)导热填料的表面处理：将导热填料浸泡到表面处理剂溶液中，超声处理，过滤干燥；(3)导热天然橡胶复合材料的制备：先将天然橡胶塑炼，待其包辊后加入加入其它原料进行混炼，然后硫化成型，即得成品。该技术方案中采用经表面处理的膨胀石墨作为导热填料，制备得到的导热橡胶复合材料在散热元件(如散热翅片之间的散热部件)和动态生热较大的元器件(如经常在动态情况下使用的负重轮，减震器等)中获得广泛应用，不适用于制备床垫、靠垫等生活用品。

CN102660056A公开了一种新型导热天然橡胶复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)纤维状导热填料的制备：将导热系数高的粉状和纤维状导热粒子和热塑性塑料混合后加入到双螺杆挤出机中造粒，制得母料，其中所述的导热粒子的质量份数占母料总质量的20～70％，然后将母料在装有纺丝机头的小型双螺杆挤出机里纺丝制得纤维状导热填料；(2)导热天然橡胶复合材料的制备：先将天然橡胶加入密炼机塑炼，然后依次加入硬脂酸、氧化锌、防老剂、炭黑、纤维状导热填料，混炼均匀后取出，在开放式炼胶机上加入促进剂、硫化剂，其中天然橡胶、炭黑、纤维状导热填料的质量比为100：20～80：10～40，然后进行混炼，混炼均匀后下片，得到混炼胶，将混炼胶在室温下放置24h，然后硫化成型，即得成品。该技术方案制备得到的导热橡胶复合材料在散热元件(如散热翅片之间的散热部件)和动态生热较大的元器件(如经常在动态情况下使用的负重轮，减震器等)中获得广泛应用，不适用于制备床垫、靠垫等生活用品。

CN110144067A公开了一种天然橡胶的导热复合材料的制备方法。所述制备方法包括如下步骤：S1：将导热填料进行预处理，导热填料选用1～2000目粒径之间不同大小的导热填料；S2：将预处理后的导热填料进行表面处理；S3：将天然橡胶投入炼胶机中进行塑炼；S4：待天然橡胶包辊后依次加入活化剂、防老剂、补强剂、导热填料、填充油、促进剂和硫化剂进行混炼；S5：混炼均匀后下片，得到混炼胶，然后在室温下静置20～28h后，硫化成型后测试复合材料的导热性能，合格后得到成品导热复合材料。该技术方案中导热填料包括氧化铝、碳化硅和氮化铝的组合，但是其与天然橡胶的相容性较差，不易分散。

因此，如何提供一种具有较好导热性，且适用于制备床垫产品的乳胶浆料，已成为目前亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种导热的石墨烯乳胶浆料及其工艺和应用。本发明通过对石墨烯乳胶浆料组分的设计，进一步通过采用氨基化石墨烯和氮化硼纳米片作为导热填料，并通过二者的协同配合作用，制备得到的石墨烯乳胶浆料具有较好的均一性和导热性，适用于制备靠垫或床垫等居家用品。