CN105713220A - 氧化石墨烯在密炼车间中作为隔离剂的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种氧化石墨烯在密炼车间中作为隔离剂的应用，其特征是，包括以下步骤：（1）氧化石墨烯使用前预处理：将氧化石墨烯溶于水中得到氧化石墨烯水溶液，氧化石墨烯水溶液的质量百分浓度为2‰～3‰；将氧化石墨烯水溶液经超声处理0.5～1.5h，超声功率500～1500W；（2）将氧化石墨烯水溶液均匀覆盖于压片胶表面，经风机干燥后进行落片。所述氧化石墨烯水溶液保持中性。所述步骤（2）中，氧化石墨烯水溶液均匀覆盖于压片胶表面采用的方式为：将压片胶浸渍于步骤（1）处理后的氧化石墨烯水溶液中，所述浸渍温度为30～60℃。本发明克服了传统隔离剂沉淀的缺点，对橡胶生产具有一定的重要意义，同时扩展了石墨烯类材料的在下游应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种氧化石墨烯在密炼车间中作为隔离剂的应用，属于橡胶技术领域。
背景技术
自粘是同种未硫化胶料贴合并停放一定时间后产生的融为一体的现象。它是两个粘合表面的橡胶大分子通过分子热运动相互扩散渗透的结果。自粘性对橡胶加工有利也有弊，它为各制品的贴合成型提供粘合力，保证贴合部位牢固，但有的工序环节中不需要自粘，为了防止粘合，还要使用隔离剂。例如，在橡胶制品密炼生产过程中，混炼胶的粘性较大，造成加工和运输困难。因此，在混炼胶最终制成成品前，如搬运和储运混炼胶前，挤出、压出和热炼胶之前，都会在相应的胶片上涂上一层隔离剂，以防止胶片相互粘连。隔离剂种类较多，对胶的性能也有不同的影响。传统隔离剂主要分为固体隔离剂、膏状隔离剂、液体隔离剂等。以上各类隔离剂均有不同优缺点，例如膏状隔离剂需要在使用时进行搅拌防止沉淀，液体隔离剂运输搬运困难。特别是各类隔离剂对胶料性能均有一定影响，如果使用不当会出现各类产品问题。
石墨烯是近几年新出现的一类碳材料，广泛应用于改性材料等领域。其发现者于2010年获得诺贝尔物理学奖。氧化石墨烯作为石墨烯的前驱体，表面含氧官能团丰富，对各类高分子材料性能均有显著提升作用，且产品价格大大低于石墨烯。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种氧化石墨烯在密炼车间中作为隔离剂的应用，扩展了石墨烯类碳材料在橡胶加工过程中的应用。
按照本发明提供的技术方案，所述氧化石墨烯在密炼车间中作为隔离剂的应用，其特征是，包括以下步骤：
(1)氧化石墨烯使用前预处理：将氧化石墨烯溶于水中得到氧化石墨烯水溶液，氧化石墨烯水溶液的质量百分浓度为2‰～3‰；将氧化石墨烯水溶液经超声处理0.5～1.5h，超声功率500～1500W；
(2)将氧化石墨烯水溶液均匀覆盖于压片胶表面，经风机干燥后进行落片。
进一步的，所述氧化石墨烯水溶液保持中性。
进一步的，所述步骤(2)中，氧化石墨烯水溶液均匀覆盖于压片胶表面采用的方式为：将压片胶浸渍于步骤(1)处理后的氧化石墨烯水溶液中，所述浸渍温度为30～60℃。
进一步的，所述步骤(2)中，氧化石墨烯水溶液均匀覆盖于压片胶表面采用的方式为：采用喷洒或喷雾的形式使氧化石墨烯水溶液均匀附着于压片胶表面。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
(1)氧化石墨烯溶于水，经超声处理后以单层状态分散于水中，省略了传统隔离剂利用电机在隔离剂池中进行搅拌或鼓泡的方式，降低了电能消耗，同时提高了生产效率；
(2)氧化石墨烯在水溶液中分散性良好，在混炼胶表面覆盖均匀；
(3)实验证实，干燥后氧化石墨烯在胶料表面接触牢固，不存在粉尘飞溅情况，保证了车间作业环境；
(4)氧化石墨烯类碳材料对大多数高分子材料的力学性能有一定提高；
(5)氧化石墨烯用量较少，浓度为2‰～3‰的水溶液即可具备隔离效果；
(6)氧化石墨烯挂层均匀，混炼胶干燥迅速，降低了水分带入影响的产品品质问题；
(7)氧化石墨烯作为隔离剂几乎适用于所有胶料；
(8)工艺简单，无需对现有设备进行改造。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明实施例中采用的氧化石墨烯由常州第六元素材料科技股份有限公司提供。本发明采用氧化石墨烯作为隔离剂的应用其作用机理主要是氧化石墨烯溶于水后，可在胶料表面均匀覆盖，填充胶料表面空穴，并妨碍界面接触；其作用机理决定其适合几乎所有胶种。
实施例一：一种氧化石墨烯在密炼车间中作为隔离剂的应用，包括以下步骤：
(1)氧化石墨烯使用前预处理：将氧化石墨烯溶于水中得到氧化石墨烯水溶液，氧化石墨烯水溶液的质量百分浓度为2‰，部分工业化的氧化石墨烯制备经历酸氧化过程，溶于水后呈酸性，要使氧化石墨烯水溶液保持中性，以保证胶料的性能不发生变化以及减少设备腐蚀；将氧化石墨烯水溶液经超声处理0.5h，超声功率1500W；商业化的氧化石墨烯单层率不高，为了得到单层氧化石墨烯，提高水溶液中的分散度，将氧化石墨烯倒入隔离剂池之前，应当首先利用超声波对预先配置好的氧化石墨烯进行预分散，经超声处理后，氧化石墨烯以单层分散于水溶液中，超声处理后氧化石墨烯单层率较高，并且在水溶液中的分散较好；
(2)将氧化石墨烯水溶液均匀覆盖于压片胶表面，经风机干燥后进行落片；所述氧化石墨烯水溶液均匀覆盖于压片胶表面采用的方式为：将压片胶浸渍于步骤(1)处理后的氧化石墨烯水溶液中，所述浸渍温度为30℃，以保证隔离剂池对胶料良好的冷却效果以及防止高温下氧化石墨烯在水溶液中发生团聚。
实施例二：一种氧化石墨烯在密炼车间中作为隔离剂的应用，包括以下步骤：
(1)氧化石墨烯使用前预处理：将氧化石墨烯溶于水中得到氧化石墨烯水溶液，氧化石墨烯水溶液的质量百分浓度为3‰，部分工业化的氧化石墨烯制备经历酸氧化过程，溶于水后呈酸性，要使氧化石墨烯水溶液保持中性，以保证胶料的性能不发生变化以及减少设备腐蚀；将氧化石墨烯水溶液经超声处理1.5h，超声功率500W，超声处理后氧化石墨烯单层率较高，并且在水溶液中的分散较好；
(2)将氧化石墨烯水溶液均匀覆盖于压片胶表面，经风机干燥后进行落片；所述氧化石墨烯水溶液均匀覆盖于压片胶表面采用的方式为：将压片胶浸渍于步骤(1)处理后的氧化石墨烯水溶液中，所述浸渍温度为60℃，以防高温下氧化石墨烯在水溶液中发生团聚。
实施例三：一种氧化石墨烯在密炼车间中作为隔离剂的应用，包括以下步骤：
(1)氧化石墨烯使用前预处理：将氧化石墨烯溶于水中得到氧化石墨烯水溶液，氧化石墨烯水溶液的质量百分浓度为2.5‰，部分工业化的氧化石墨烯制备经历酸氧化过程，溶于水后呈酸性，要使氧化石墨烯水溶液保持中性，以保证胶料的性能不发生变化以及减少设备腐蚀；将氧化石墨烯水溶液经超声处理1h，超声功率1000W，超声处理后氧化石墨烯单层率较高，并且在水溶液中的分散较好；
(2)将氧化石墨烯水溶液均匀覆盖于压片胶表面，经风机干燥后进行落片；所述氧化石墨烯水溶液均匀覆盖于压片胶表面采用的方式为：将压片胶浸渍于步骤(1)处理后的氧化石墨烯水溶液中，所述浸渍温度为50℃，以防高温下氧化石墨烯在水溶液中发生团聚。
经过实验室验证，氧化石墨烯作为隔离剂效果如表1所示(27℃下测得)。
表1
| 9.8N | 19.8N | |
| 12小时 | 无粘合 | 无粘合 |
| 24小时 | 无粘合 | 无粘合 |
| 36小时 | 无粘合 | 无粘合 |
由表1可知，胶片在不同压力，不同的放置时间都未出现粘合现象。表明隔离效果良好。
Claims (4)
1.一种氧化石墨烯在密炼车间中作为隔离剂的应用，其特征是，包括以下步骤：
（1）氧化石墨烯使用前预处理：将氧化石墨烯溶于水中得到氧化石墨烯水溶液，氧化石墨烯水溶液的质量百分浓度为2‰～3‰；将氧化石墨烯水溶液经超声处理0.5～1.5h，超声功率500～1500W；
（2）将氧化石墨烯水溶液均匀覆盖于压片胶表面，经风机干燥后进行落片。
2.如权利要求1所述的氧化石墨烯在密炼车间中作为隔离剂的应用，其特征是：所述氧化石墨烯水溶液保持中性。
3.如权利要求1所述的氧化石墨烯在密炼车间中作为隔离剂的应用，其特征是：所述步骤（2）中，氧化石墨烯水溶液均匀覆盖于压片胶表面采用的方式为：将压片胶浸渍于步骤（1）处理后的氧化石墨烯水溶液中，所述浸渍温度为30～60℃。
4.如权利要求1所述的氧化石墨烯在密炼车间中作为隔离剂的应用，其特征是：所述步骤（2）中，氧化石墨烯水溶液均匀覆盖于压片胶表面采用的方式为：采用喷洒或喷雾的形式使氧化石墨烯水溶液均匀附着于压片胶表面。
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