CN104194076A - 一种高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料，其原料按重量份包括：天然橡胶55-58份，三元乙丙橡胶25-30份，氯丁橡胶8-12份，三聚氰胺甲醛树脂7-10份，硅烷偶联剂KH-7921.2-1.5份，改性石墨烯28-32份，硬质陶土18-22份，沸石粉14-17份，氧化铝4-8份，方解石5-7份，炉法炭黑6-10份，石英粉11-15份，邻苯二甲酸二乙酯DEP 8-10份，磷酸甲苯二苯酯CDPP 2-5份，十溴二苯乙烷4-8份，三氧化二锑3-6份，过氧化物硫化体系6-9份，防老剂D-501.4-1.7份，防老剂SP 1.8-2.2份。
Description
技术领域
本发明涉及改性天然橡胶材料技术领域，尤其涉及一种高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料。
背景技术
天然橡胶外观呈乳白色流动液体状，是一种生物合成产品，主要由橡胶烃、蛋白质、无机物等构成，因其具有优良的回弹性、绝缘性和可塑性，广泛应用于工业、农业、军事工业和日常生活等诸多领域。然而，天然橡胶自身物理机械强度不佳且成本较高，工业生产中常对其进行改性加工，以提高其各方面性能。
发明内容
基本背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料，强度高、抗冲击能力强、阻燃性能好。
本发明提出的一种高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料，其原料按重量份包括：天然橡胶55-58份，三元乙丙橡胶25-30份，氯丁橡胶8-12份，三聚氰胺甲醛树脂7-10份，硅烷偶联剂KH-7921.2-1.5份，改性石墨烯28-32份，硬质陶土18-22份，沸石粉14-17份，氧化铝4-8份，方解石5-7份，炉法炭黑6-10份，石英粉11-15份，邻苯二甲酸二乙酯DEP 8-10份，磷酸甲苯二苯酯CDPP 2-5份，十溴二苯乙烷4-8份，三氧化二锑3-6份，过氧化物硫化体系6-9份，防老剂D-501.4-1.7份，防老剂SP 1.8-2.2份；天然橡胶含水量为6-9％；
其中改性石墨烯的制备过程中，按重量份将盛有120-125份浓度为95-98wt％浓硫酸的反应容器置于温度为-3～3℃的水浴装置中，以14-17rpm的搅拌速度搅拌浓硫酸22-25min，搅拌过程中加入12-15份颗粒度为90-95％的石墨粉和6-10份硝酸钠，颗粒度是指粒径为20-30μm的石墨粉占石墨粉总重量的百分比；向反应容器中加入24-27份高锰酸钾，将水浴装置的温度升至30-35℃后搅拌26-30min，接着加入450-470份去离子水，将水浴装置的温度升至95-98℃后搅拌16-20min，继续加入15-18份浓度为32-35wt％的H2O2溶液和0.1-0.13份浓度为34-37wt％的HCl溶液，得到反应液A；将反应液A的pH降至6.9-7.0后，干燥得到氧化石墨烯；将3-5份氧化石墨烯置于900-950份去离子水中，磁力搅拌1.5-2.2h得到浓度为1.5-1.8mg/ml的氧化石墨烯溶液，磁力搅拌的加热功率为800-900W，磁力搅拌转速为1400-1600rpm；将氧化石墨烯溶液置于离心机中，在8100-8200rpm的转速下离心5-8min得到溶液B；将100-120份脱氧胆酸钠加入溶液B中，以95-110rpm的搅拌速度搅拌35-38min，再加入0.09-0.12份浓度为75-78wt％的水合肼溶液后，置于80-85℃油浴中反应12-15h，得到溶液C；将溶液C置于真空抽滤装置中，通过0.22-0.28μm孔径的尼龙材质抽滤膜进行真空抽滤23-27min得到改性石墨烯，真空压强为60-65MPa；
所述高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料在制备过程中，预热密炼机到80-85℃，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶和三聚氰胺甲醛树脂投入密炼机中，以200-220rpm的密炼速度密炼31-34min得到橡胶主料D，塑炼过程中打三角包6-9次；将硅烷偶联剂KH-792加入改性石墨烯、硬质陶土、沸石粉、氧化铝、方解石、炉法炭黑和石英粉中，以180-200rpm的搅拌速度搅拌20-25min得到混合物料E；将橡胶物料D、混合物料E、邻苯二甲酸二乙酯DEP、磷酸甲苯二苯酯CDPP、十溴二苯乙烷和三氧化二锑加入密炼机中以100-120rpm的搅拌速度混炼18-22min，再加入防老剂D-5、防老剂SP继续混炼16-20min，加入过氧化物硫化体系以120-125rpm的密炼速度密炼22-25min后，将温度升至150-155℃再混炼7-10min后，降温出料并冷却24-28h，得到高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料。
优选地，天然橡胶含水量为7-8％。
优选地，天然橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、三聚氰胺甲醛树脂的重量比为56-57：26-28：9-10：8-9。
优选地，其原料按重量份包括：天然橡胶56-57份，三元乙丙橡胶26-28份，氯丁橡胶9-10份，三聚氰胺甲醛树脂8-9份，硅烷偶联剂KH-7921.3-1.4份，改性石墨烯29-30份，硬质陶土19-20份，沸石粉15-16份，氧化铝5-7份，方解石5.5-6份，炉法炭黑7-8份，石英粉12-14份，邻苯二甲酸二乙酯DEP 8.5-9份，磷酸甲苯二苯酯CDPP 3-4份，十溴二苯乙烷5-7份，三氧化二锑4-5份，过氧化物硫化体系7-8份，防老剂D-501.5-1.6份，防老剂SP 2-2.1份；天然橡胶含水量为7-8％；
其中改性石墨烯的制备过程中，按重量份将盛有121-123份浓度为96-97wt％浓硫酸的反应容器置于温度为-2～2℃的水浴装置中，以15-16rpm的搅拌速度搅拌浓硫酸23-24min，搅拌过程中加入13-14份颗粒度为93-94％的石墨粉和7-8份硝酸钠，颗粒度是指粒径为20-30μm的石墨粉占石墨粉总重量的百分比；向反应容器中加入25-26份高锰酸钾，将水浴装置的温度升至31-33℃后搅拌27-28min，接着加入455-460份去离子水，将水浴装置的温度升至96-97℃后搅拌18-19min，继续加入16-17份浓度为33-34wt％的H2O2溶液和0.11-0.12份浓度为35-36wt％的HCl溶液，得到反应液A；将反应液A的pH降至6.9-7.0后，干燥得到氧化石墨烯；将3.5-4份氧化石墨烯置于920-930份去离子水中，磁力搅拌2-2.1h得到浓度为1.6-1.7mg/ml的氧化石墨烯溶液，磁力搅拌的加热功率为840-860W，磁力搅拌转速为1500-1550rpm；将氧化石墨烯溶液置于离心机中，在8150-8170rpm的转速下离心6-7min得到溶液B；将110-115份脱氧胆酸钠加入溶液B中，以100-105rpm的搅拌速度搅拌36-37min，再加入0.1-0.11份浓度为76-77wt％的水合肼溶液后，置于82-83℃油浴中反应13-14h，得到溶液C；将溶液C置于真空抽滤装置中，通过0.24-0.25μm孔径的尼龙材质抽滤膜进行真空抽滤24-25min得到改性石墨烯，真空压强为62-63Mpa；
所述高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料在制备过程中，预热密炼机到82-83℃，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶和三聚氰胺甲醛树脂投入密炼机中，以210-215rpm的密炼速度密炼32-33min得到橡胶主料D，塑炼过程中打三角包7-8次；将硅烷偶联剂KH-792加入改性石墨烯、硬质陶土、沸石粉、氧化铝、方解石、炉法炭黑和石英粉中，以190-195rpm的搅拌速度搅拌22-23min得到混合物料E；将橡胶物料D、混合物料E、邻苯二甲酸二乙酯DEP、磷酸甲苯二苯酯CDPP、十溴二苯乙烷和三氧化二锑加入密炼机中以110-115rpm的搅拌速度混炼20-21min，再加入防老剂D-5、防老剂SP继续混炼17-19min，加入过氧化物硫化体系以122-123rpm的密炼速度密炼23-24min后，将温度升至152-154℃再混炼8-9min后，降温出料并冷却25-26h，得到高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料。
本发明采用天然橡胶、三元乙丙橡胶和氯丁橡胶作为橡塑主料，使本发明具有优异的弹性、强度和抗冲击性能，辅以三聚氰胺甲醛树脂，在提高本发明韧性和耐磨性的同时，由于其含有大量的氮元素，能够在燃烧过程中释放出氮气，从而隔离氧气达到阻燃的效果；而改性石墨烯、硬质陶土、沸石粉、氧化铝、方解石、炉法炭黑和石英粉作为补强填充剂使用，扩大了本发明容积、降低了成本，增强了本发明的耐磨性能和抗撕裂性能，其中改性石墨烯是氧化石墨烯经由脱氧胆酸钠改性生成的，具有极好的稳定性和机械强度，而脱氧胆酸钠的改性，能够增加改性石墨烯与橡胶分子的物理交联点，也使改性石墨烯稳定、均匀地分散在橡胶分子之间，因而在受到外界冲击作用力时，橡胶分子能有效地将载荷转移到高机械强度的改性石墨烯上，从而大大提高了本发明的强度和抗冲击能力；硅烷偶联剂KH-792的使用，增强了各原料的相容性，使上述添加的补强填充剂均匀分布在橡胶分子构成的“网状结构”中，大大提高了本发明的耐磨性能、抗冲击性能和弹性；过氧化物硫化体系，具有硫化速度快，压缩变形率低等特点，能够促进形成“网状结构”的同时形成了一种“整体网络效应”，从而增强本发明的弹性、耐磨性和强度；而防老剂D-50、防老剂SP的添加，提高了本发明抗氧化能力和耐老化能力；十溴二苯乙烷、三氧化二锑作为阻燃剂添加，可与氯丁橡胶中的氯原子形成阻燃协同效应，大大提高了本发明的阻燃性能；而邻苯二甲酸二乙酯DEP、磷酸甲苯二苯酯CDPP的添加，使填充补强材料在主料之间的分散均匀，增强本发明的强度和抗冲击能力，其中磷酸甲苯二苯酯CDPP又能作为阻燃剂与十溴二苯乙烷、三氧化二锑配合，进一步提高本发明阻燃性能。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料，其原料按重量份包括：天然橡胶58份，三元乙丙橡胶25份，氯丁橡胶12份，三聚氰胺甲醛树脂7份，硅烷偶联剂KH-7921.5份，改性石墨烯28份，硬质陶土22份，沸石粉14份，氧化铝8份，方解石5份，炉法炭黑10份，石英粉11份，邻苯二甲酸二乙酯DEP 10份，磷酸甲苯二苯酯CDPP 2份，十溴二苯乙烷8份，三氧化二锑3份，过氧化物硫化体系9份，防老剂D-501.4份，防老剂SP 2.2份；天然橡胶含水量为6％；
其中改性石墨烯的制备过程中，按重量份将盛有125份浓度为95wt％浓硫酸的反应容器置于温度为3℃的水浴装置中，以14rpm的搅拌速度搅拌浓硫酸25min，搅拌过程中加入12份颗粒度为95％的石墨粉和6份硝酸钠，颗粒度是指粒径为20-30μm的石墨粉占石墨粉总重量的百分比；向反应容器中加入27份高锰酸钾，将水浴装置的温度升至30℃后搅拌30min，接着加入450份去离子水，将水浴装置的温度升至98℃后搅拌16min，继续加入18份浓度为32wt％的H2O2溶液和0.13份浓度为34wt％的HCl溶液，得到反应液A；将反应液A的pH降至7.0后，干燥得到氧化石墨烯；将5份氧化石墨烯置于900份去离子水中，磁力搅拌2.2h得到浓度为1.5mg/ml的氧化石墨烯溶液，磁力搅拌的加热功率为900W，磁力搅拌转速为1400rpm；将氧化石墨烯溶液置于离心机中，在8200rpm的转速下离心5min得到溶液B；将120份脱氧胆酸钠加入溶液B中，以95rpm的搅拌速度搅拌38min，再加入0.09份浓度为78wt％的水合肼溶液后，置于80℃油浴中反应15h，得到溶液C；将溶液C置于真空抽滤装置中，通过0.22μm孔径的尼龙材质抽滤膜进行真空抽滤27min得到改性石墨烯，真空压强为60MPa；
所述高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料在制备过程中，预热密炼机到85℃，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶和三聚氰胺甲醛树脂投入密炼机中，以200rpm的密炼速度密炼34min得到橡胶主料D，塑炼过程中打三角包6次；将硅烷偶联剂KH-792加入改性石墨烯、硬质陶土、沸石粉、氧化铝、方解石、炉法炭黑和石英粉中，以200rpm的搅拌速度搅拌20min得到混合物料E；将橡胶物料D、混合物料E、邻苯二甲酸二乙酯DEP、磷酸甲苯二苯酯CDPP、十溴二苯乙烷和三氧化二锑加入密炼机中以120rpm的搅拌速度混炼18min，再加入防老剂D-5、防老剂SP继续混炼20min，加入过氧化物硫化体系以120rpm的密炼速度密炼25min后，将温度升至150℃再混炼10min后，降温出料并冷却24h，得到高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料。
实施例2
本发明提出的一种高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料，其原料按重量份包括：天然橡胶55份，三元乙丙橡胶30份，氯丁橡胶8份，三聚氰胺甲醛树脂10份，硅烷偶联剂KH-7921.2份，改性石墨烯32份，硬质陶土18份，沸石粉17份，氧化铝4份，方解石7份，炉法炭黑6份，石英粉15份，邻苯二甲酸二乙酯DEP 8份，磷酸甲苯二苯酯CDPP 5份，十溴二苯乙烷4份，三氧化二锑6份，过氧化物硫化体系6份，防老剂D-501.7份，防老剂SP 1.8份；天然橡胶含水量为9％；
其中改性石墨烯的制备过程中，按重量份将盛有120份浓度为98wt％浓硫酸的反应容器置于温度为-3℃的水浴装置中，以17rpm的搅拌速度搅拌浓硫酸22min，搅拌过程中加入15份颗粒度为90％的石墨粉和10份硝酸钠，颗粒度是指粒径为20-30μm的石墨粉占石墨粉总重量的百分比；向反应容器中加入24份高锰酸钾，将水浴装置的温度升至35℃后搅拌26min，接着加入470份去离子水，将水浴装置的温度升至95℃后搅拌20min，继续加入15份浓度为35wt％的H2O2溶液和0.1份浓度为37wt％的HCl溶液，得到反应液A；将反应液A的pH降至6.9后，干燥得到氧化石墨烯；将3份氧化石墨烯置于950份去离子水中，磁力搅拌1.5h得到浓度为1.8mg/ml的氧化石墨烯溶液，磁力搅拌的加热功率为800W，磁力搅拌转速为1600rpm；将氧化石墨烯溶液置于离心机中，在8100rpm的转速下离心8min得到溶液B；将100份脱氧胆酸钠加入溶液B中，以110rpm的搅拌速度搅拌35min，再加入0.12份浓度为75wt％的水合肼溶液后，置于85℃油浴中反应12h，得到溶液C；将溶液C置于真空抽滤装置中，通过0.28μm孔径的尼龙材质抽滤膜进行真空抽滤23min得到改性石墨烯，真空压强为65MPa；
所述高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料在制备过程中，预热密炼机到80℃，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶和三聚氰胺甲醛树脂投入密炼机中，以220rpm的密炼速度密炼31min得到橡胶主料D，塑炼过程中打三角包9次；将硅烷偶联剂KH-792加入改性石墨烯、硬质陶土、沸石粉、氧化铝、方解石、炉法炭黑和石英粉中，以180rpm的搅拌速度搅拌25min得到混合物料E；将橡胶物料D、混合物料E、邻苯二甲酸二乙酯DEP、磷酸甲苯二苯酯CDPP、十溴二苯乙烷和三氧化二锑加入密炼机中以100rpm的搅拌速度混炼22min，再加入防老剂D-5、防老剂SP继续混炼16min，加入过氧化物硫化体系以125rpm的密炼速度密炼22min后，将温度升至155℃再混炼7min后，降温出料并冷却28h，得到高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料。
实施例3
本发明提出的一种高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料，其原料按重量份包括：天然橡胶57份，三元乙丙橡胶26份，氯丁橡胶10份，三聚氰胺甲醛树脂8份，硅烷偶联剂KH-7921.4份，改性石墨烯29份，硬质陶土20份，沸石粉15份，氧化铝7份，方解石5.5份，炉法炭黑8份，石英粉12份，邻苯二甲酸二乙酯DEP 9份，磷酸甲苯二苯酯CDPP 3份，十溴二苯乙烷7份，三氧化二锑4份，过氧化物硫化体系8份，防老剂D-501.5份，防老剂SP 2.1份；天然橡胶含水量为7％；
其中改性石墨烯的制备过程中，按重量份将盛有121份浓度为97wt％浓硫酸的反应容器置于温度为-2℃的水浴装置中，以16rpm的搅拌速度搅拌浓硫酸23min，搅拌过程中加入14份颗粒度为93％的石墨粉和8份硝酸钠，颗粒度是指粒径为20-30μm的石墨粉占石墨粉总重量的百分比；向反应容器中加入25份高锰酸钾，将水浴装置的温度升至33℃后搅拌27min，接着加入460份去离子水，将水浴装置的温度升至96℃后搅拌19min，继续加入16份浓度为34wt％的H2O2溶液和0.11份浓度为36wt％的HCl溶液，得到反应液A；将反应液A的pH降至6.9后，干燥得到氧化石墨烯；将3.5份氧化石墨烯置于930份去离子水中，磁力搅拌2h得到浓度1.7mg/ml的氧化石墨烯溶液，磁力搅拌的加热功率为840W，磁力搅拌转速为1550rpm；将氧化石墨烯溶液置于离心机中，在8150rpm的转速下离心7min得到溶液B；将110份脱氧胆酸钠加入溶液B中，以105rpm的搅拌速度搅拌36min，再加入0.11份浓度为76wt％的水合肼溶液后，置于83℃油浴中反应13h，得到溶液C；将溶液C置于真空抽滤装置中，通过0.25μm孔径的尼龙材质抽滤膜进行真空抽滤24min得到改性石墨烯，真空压强为63Mpa；
所述高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料在制备过程中，预热密炼机到82℃，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶和三聚氰胺甲醛树脂投入密炼机中，以215rpm的密炼速度密炼32min得到橡胶主料D，塑炼过程中打三角包8次；将硅烷偶联剂KH-792加入改性石墨烯、硬质陶土、沸石粉、氧化铝、方解石、炉法炭黑和石英粉中，以190rpm的搅拌速度搅拌23min得到混合物料E；将橡胶物料D、混合物料E、邻苯二甲酸二乙酯DEP、磷酸甲苯二苯酯CDPP、十溴二苯乙烷和三氧化二锑加入密炼机中以110rpm的搅拌速度混炼21min，再加入防老剂D-5、防老剂SP继续混炼17min，加入过氧化物硫化体系以123rpm的密炼速度密炼23min后，将温度升至154℃再混炼8min后，降温出料并冷却26h，得到高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料。
实施例4
本发明提出的一种高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料，其原料按重量份包括：天然橡胶57份，三元乙丙橡胶26份，氯丁橡胶10份，三聚氰胺甲醛树脂8份，硅烷偶联剂KH-7921.4份，改性石墨烯29份，硬质陶土20份，沸石粉15份，氧化铝7份，方解石5.5份，炉法炭黑8份，石英粉12份，邻苯二甲酸二乙酯DEP 9份，磷酸甲苯二苯酯CDPP 3份，十溴二苯乙烷7份，三氧化二锑4份，过氧化物硫化体系8份，防老剂D-501.5份，防老剂SP 2.1份；天然橡胶含水量为8％；
其中改性石墨烯的制备过程中，按重量份将盛有123份浓度为96wt％浓硫酸的反应容器置于温度为2℃的水浴装置中，以15rpm的搅拌速度搅拌浓硫酸24min，搅拌过程中加入13份颗粒度为94％的石墨粉和7份硝酸钠，颗粒度是指粒径为20-30μm的石墨粉占石墨粉总重量的百分比；向反应容器中加入26份高锰酸钾，将水浴装置的温度升至31℃后搅拌28min，接着加入455份去离子水，将水浴装置的温度升至97℃后搅拌18min，继续加入17份浓度为33wt％的H2O2溶液和0.12份浓度为35wt％的HCl溶液，得到反应液A；将反应液A的pH降至7.0后，干燥得到氧化石墨烯；将4份氧化石墨烯置于920份去离子水中，磁力搅拌2.1h得到浓度为1.6mg/ml的氧化石墨烯溶液，磁力搅拌的加热功率为860W，磁力搅拌转速为1500rpm；将氧化石墨烯溶液置于离心机中，在8170rpm的转速下离心6min得到溶液B；将115份脱氧胆酸钠加入溶液B中，以100rpm的搅拌速度搅拌37min，再加入0.1份浓度为77wt％的水合肼溶液后，置于82℃油浴中反应14h，得到溶液C；将溶液C置于真空抽滤装置中，通过0.24μm孔径的尼龙材质抽滤膜进行真空抽滤25min得到改性石墨烯，真空压强为62Mpa；
所述高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料在制备过程中，预热密炼机到83℃，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶和三聚氰胺甲醛树脂投入密炼机中，以210rpm的密炼速度密炼33min得到橡胶主料D，塑炼过程中打三角包7次；将硅烷偶联剂KH-792加入改性石墨烯、硬质陶土、沸石粉、氧化铝、方解石、炉法炭黑和石英粉中，以195rpm的搅拌速度搅拌22min得到混合物料E；将橡胶物料D、混合物料E、邻苯二甲酸二乙酯DEP、磷酸甲苯二苯酯CDPP、十溴二苯乙烷和三氧化二锑加入密炼机中以115rpm的搅拌速度混炼20min，再加入防老剂D-5、防老剂SP继续混炼19min，加入过氧化物硫化体系以122rpm的密炼速度密炼24min后，将温度升至152℃再混炼9min后，降温出料并冷却25h，得到高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：天然橡胶55-58份，三元乙丙橡胶25-30份，氯丁橡胶8-12份，三聚氰胺甲醛树脂7-10份，硅烷偶联剂KH-7921.2-1.5份，改性石墨烯28-32份，硬质陶土18-22份，沸石粉14-17份，氧化铝4-8份，方解石5-7份，炉法炭黑6-10份，石英粉11-15份，邻苯二甲酸二乙酯DEP 8-10份，磷酸甲苯二苯酯CDPP 2-5份，十溴二苯乙烷4-8份，三氧化二锑3-6份，过氧化物硫化体系6-9份，防老剂D-501.4-1.7份，防老剂SP 1.8-2.2份；天然橡胶含水量为6-9％；
其中改性石墨烯的制备过程中，按重量份将盛有120-125份浓度为95-98wt％浓硫酸的反应容器置于温度为-3～3℃的水浴装置中，以14-17rpm的搅拌速度搅拌浓硫酸22-25min，搅拌过程中加入12-15份颗粒度为90-95％的石墨粉和6-10份硝酸钠，颗粒度是粒径为20-30μm的石墨粉占石墨粉总重量的百分比；向反应容器中加入24-27份高锰酸钾，将水浴装置的温度升至30-35℃后搅拌26-30min，接着加入450-470份去离子水，将水浴装置的温度升至95-98℃后搅拌16-20min，继续加入15-18份浓度为32-35wt％的H2O2溶液和0.1-0.13份浓度为34-37wt％的HCl溶液，得到反应液A；将反应液A的pH降至6.9-7.0后，干燥得到氧化石墨烯；将3-5份氧化石墨烯置于900-950份去离子水中，磁力搅拌1.5-2.2h得到浓度为1.5-1.8mg/ml的氧化石墨烯溶液，磁力搅拌的加热功率为800-900W，磁力搅拌转速为1400-1600rpm；将氧化石墨烯溶液置于离心机中，在8100-8200rpm的转速下离心5-8min得到溶液B；将100-120份脱氧胆酸钠加入溶液B中，以95-110rpm的搅拌速度搅拌35-38min，再加入0.09-0.12份浓度为75-78wt％的水合肼溶液后，置于80-85℃油浴中反应12-15h，得到溶液C；将溶液C置于真空抽滤装置中，通过0.22-0.28μm孔径的尼龙材质抽滤膜进行真空抽滤23-27min得到改性石墨烯，真空压强为60-65MPa；
所述高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料在制备过程中，预热密炼机到80-85℃，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶和三聚氰胺甲醛树脂投入密炼机中，以200-220rpm的密炼速度密炼31-34min得到橡胶主料D，塑炼过程中打三角包6-9次；将硅烷偶联剂KH-792加入改性石墨烯、硬质陶土、沸石粉、氧化铝、方解石、炉法炭黑和石英粉中，以180-200rpm的搅拌速度搅拌20-25min得到混合物料E；将橡胶物料D、混合物料E、邻苯二甲酸二乙酯DEP、磷酸甲苯二苯酯CDPP、十溴二苯乙烷和三氧化二锑加入密炼机中以100-120rpm的搅拌速度混炼18-22min，再加入防老剂D-5、防老剂SP继续混炼16-20min，加入过氧化物硫化体系以120-125rpm的密炼速度密炼22-25min后，将温度升至150-155℃再混炼7-10min后，降温出料并冷却24-28h，得到高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料。
2.根据权利要求1所述高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料，其特征在于，天然橡胶含水量为7-8％。
3.根据权利要求2所述高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料，其特征在于，天然橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、三聚氰胺甲醛树脂的重量比为56-57：26-28：9-10：8-9。
4.根据权利要求3所述高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：天然橡胶56-57份，三元乙丙橡胶26-28份，氯丁橡胶9-10份，三聚氰胺甲醛树脂8-9份，硅烷偶联剂KH-7921.3-1.4份，改性石墨烯29-30份，硬质陶土19-20份，沸石粉15-16份，氧化铝5-7份，方解石5.5-6份，炉法炭黑7-8份，石英粉12-14份，邻苯二甲酸二乙酯DEP 8.5-9份，磷酸甲苯二苯酯CDPP 3-4份，十溴二苯乙烷5-7份，三氧化二锑4-5份，过氧化物硫化体系7-8份，防老剂D-501.5-1.6份，防老剂SP 2-2.1份；天然橡胶含水量为7-8％；
其中改性石墨烯的制备过程中，按重量份将盛有121-123份浓度为96-97wt％浓硫酸的反应容器置于温度为-2～2℃的水浴装置中，以15-16rpm的搅拌速度搅拌浓硫酸23-24min，搅拌过程中加入13-14份颗粒度为93-94％的石墨粉和7-8份硝酸钠，颗粒度是粒径为20-30μm的石墨粉占石墨粉总重量的百分比；向反应容器中加入25-26份高锰酸钾，将水浴装置的温度升至31-33℃后搅拌27-28min，接着加入455-460份去离子水，将水浴装置的温度升至96-97℃后搅拌18-19min，继续加入16-17份浓度为33-34wt％的H2O2溶液和0.11-0.12份浓度为35-36wt％的HCl溶液，得到反应液A；将反应液A的pH降至6.9-7.0后，干燥得到氧化石墨烯；将3.5-4份氧化石墨烯置于920-930份去离子水中，磁力搅拌2-2.1h得到浓度为1.6-1.7mg/ml的氧化石墨烯溶液，磁力搅拌的加热功率为840-860W，磁力搅拌转速为1500-1550rpm；将氧化石墨烯溶液置于离心机中，在8150-8170rpm的转速下离心6-7min得到溶液B；将110-115份脱氧胆酸钠加入溶液B中，以100-105rpm的搅拌速度搅拌36-37min，再加入0.1-0.11份浓度为76-77wt％的水合肼溶液后，置于82-83℃油浴中反应13-14h，得到溶液C；将溶液C置于真空抽滤装置中，通过0.24-0.25μm孔径的尼龙材质抽滤膜进行真空抽滤24-25min得到改性石墨烯，真空压强为62-63Mpa；
所述高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料在制备过程中，预热密炼机到82-83℃，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶和三聚氰胺甲醛树脂投入密炼机中，以210-215rpm的密炼速度密炼32-33min得到橡胶主料D，塑炼过程中打三角包7-8次；将硅烷偶联剂KH-792加入改性石墨烯、硬质陶土、沸石粉、氧化铝、方解石、炉法炭黑和石英粉中，以190-195rpm的搅拌速度搅拌22-23min得到混合物料E；将橡胶物料D、混合物料E、邻苯二甲酸二乙酯DEP、磷酸甲苯二苯酯CDPP、十溴二苯乙烷和三氧化二锑加入密炼机中以110-115rpm的搅拌速度混炼20-21min，再加入防老剂D-5、防老剂SP继续混炼17-19min，加入过氧化物硫化体系以122-123rpm的密炼速度密炼23-24min后，将温度升至152-154℃再混炼8-9min后，降温出料并冷却25-26h，得到高强度抗冲击阻燃改性天然橡胶材料。
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