CN109679173A - 一种溶聚丁苯橡胶复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种溶聚丁苯橡胶复合材料，其原料包括溶聚丁苯橡胶、补强填料、钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯、促进剂、硫化剂。本发明还公开了溶聚丁苯橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤：S1、混炼：加入溶聚丁苯橡胶至橡胶包辊后，依次加入钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯、补强填料、促进剂、硫化剂混炼，即得到混炼胶；S2、将混炼胶经硫化工艺即制得溶聚丁苯橡胶复合材料。本发明添加的补强填料和钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯与橡胶相容性好、能显著提高溶聚丁苯橡胶复合材料的力学性能、耐老化性及粘接性。

Description

一种溶聚丁苯橡胶复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶复合材料领域，尤其涉及一种溶聚丁苯橡胶复合材料及其制备方法。
背景技术
溶聚丁苯橡胶(SSBR)是通过丁二烯和苯乙烯在烃类溶剂中采用阴离子聚合所得到的共聚产物。采用阴离子活性聚合技术既可以调节SSBR中苯乙烯的结合量，又可以调节丁二烯的微观结构和苯乙烯单元序列分布，从而使SSBR在滚动阻力、抗湿滑性能和耐磨性能之间建立最佳的三重平衡。因此溶聚丁苯橡胶具有优良的耐磨、耐寒、低生热、抗湿滑、回弹性高等特点。
近年来，石墨烯的研究已经成为炙手可热的项目课题，现在制备的石墨烯大多是氧化石墨烯，其是石墨烯的一种衍生物，它跟石墨烯一样具有良好的力学性能和导电性能，在聚合物中填充少量的氧化石墨烯可以使聚合物的力学性能和导电性能得到极大的提升。但是，由于氧化石墨烯有着很大比表面积，所以氧化石墨烯的表面能是比较大的而且其表面有很多的类似于羟基、羧基等极性基团，一般情况下很容易造成团聚，不能均匀的分散在复合材料基体中。如果是团聚在橡胶中，会降低硫化性能和补强效果。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种溶聚丁苯橡胶复合材料及其制备方法，制备工艺简单、所获得复合材料具有良好的力学性能、耐老化性及粘接性。
本发明提出了一种溶聚丁苯橡胶复合材料，其原料按重量份包括：溶聚丁苯橡胶100份、补强填料60-70份、钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯0.5-4份、促进剂0.1-2份、硫化剂1-3份；
优选地，其原料按重量份还包括：氧化锌1-5份、硬脂酸1-4份、防老剂1-4份；
优选地，补强填料为炭黑-白炭黑双相填料，炭黑与白炭黑的重量比为80-85:15-20；
优选地，防老剂为防老剂4010、防老剂4020中的一种或两种混合物；
优选地，促进剂为促进剂CZ、促进剂TMTD中的一种或两种混合物，硫化剂为硫磺；
优选地，钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯原料按重量份包括：氧化石墨烯0.1-3份，钛酸酯偶联剂0.015-0.45份；
优选地，钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯制备方法包含如下步骤：
S1、将相应重量份的氧化石墨烯加入乙酸乙酯中，超声至分散均匀，即得到氧化石墨烯混合液；
S2、将相应重量的钛酸酯偶联剂分散于乙酸乙酯中，加入S1获得的氧化石墨烯混合液中，超声至分散均匀，即得氧化石墨烯/钛酸酯混合液；
S3、将S2获得的氧化石墨烯/钛酸酯混合液经加热、搅拌，过滤，洗涤，干燥，即得到钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯；
优选地，钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯原料按重量份包括：氧化石墨烯0.1-3份、钛酸酯偶联剂0.015-0.45份；
优选地，钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯制备方法包含如下步骤：
S1、将相应重量份的氧化石墨烯加入乙酸乙酯中，在600W、40KHz条件下超声5-20min，即得到氧化石墨烯混合液；
S2、将相应重量份的钛酸酯偶联剂分散于乙酸乙酯中，将其加入S1获得的氧化石墨烯混合液中，在600W、40KHz条件下超声5-20min，即得氧化石墨烯/钛酸酯混合液；
S3、将S2获得的氧化石墨烯/钛酸酯混合液在温度50-70℃、转速200-500rpm条件下，搅拌反应6-12h，过滤，用乙醇洗涤至未接枝的钛酸酯偶联剂全部洗掉，干燥24-48h，即得到钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯。
优选地，钛酸酯偶联剂为单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂。
本发明还提出上述溶聚丁苯橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、混炼：加入溶聚丁苯橡胶至橡胶包辊后，依次加入钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯、补强填料、促进剂、硫化剂混炼，即得到混炼胶；
S2、硫化：将混炼胶在温度160-165℃和压力12-14MPa条件下硫化10-12min，即得到溶聚丁苯橡胶复合材料。
优选地，若溶聚丁苯橡胶复合材料配方中还包括氧化锌、硬脂酸、防老剂，则其按照如下步骤制备：
S1、混炼：加入溶聚丁苯橡胶至包后，依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯、补强填料、促进剂、硫化剂混炼，即得到混炼胶；S2、硫化：将混炼胶在温度160-165℃和压力12-14MPa条件下硫化10-12min，即得到溶聚丁苯橡胶复合材料。
优选地，所述S1混炼时，先设定辊距为0.8～1.0mm，打三角包法翻练，薄通7～8次后将辊距调到2～3mm下片，停放12～24小时。
本发明提供的溶聚丁苯橡胶复合材料及其制备方法，具有如下有益效果：
(1)通过钛酸酯偶联剂对氧化石墨烯进行表面改性，有效解决了氧化石墨烯在橡胶中的团聚问题以及氧化石墨烯与高分子材料的相界面结合问题，可以让氧化石墨烯充分发挥其优异的力学性能，使溶聚丁苯橡胶的力学强度获得显著的提升；
(2)同时添加以炭黑-白炭黑双相填料(CSDPF)作为补强填料，在提高溶聚丁苯橡胶复合材料力学性能同时，改善了溶聚丁苯橡胶复合材料的耐老化、耐磨、粘接性。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明技术方案，下面结合具体实施例对本发明技术方案作进一步详细说明。
实施例1
一种溶聚丁苯橡胶复合材料，其原料按重量份包括：溶聚丁苯橡胶100份、炭黑-白炭黑双相填料60份、钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯4份、氧化锌5份、硬脂酸4份、防老剂40104份、促进剂CZ 2份、硫磺3份。其中炭黑-白炭黑双相填料中白炭黑占比为15％。
其中钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯采用以下方法制得：
取0.1g的氧化石墨烯分散在30ml的乙酸乙酯中，在超声波清洗机超声分散8min，超声功率为600w，频率为40KHz，制备出氧化石墨烯混合液；
取0.015g的钛酸酯偶联剂PN-311让其分散在30ml的乙酸乙酯中，之后将其加到上一步中的氧化石墨烯混合液中，再用超声波清洗机将上述混合液超声分散8min，超声功率为600w，频率为40KHz，制备出分散均匀的混合液；
将上述步骤中制备好的混合液加入到装有搅拌、冷凝的反应烧瓶中，转速调到200rpm，搅拌时间为7h，控制温度为50℃，反应完毕之后对反应烧瓶中的溶液进行抽滤，并且用乙醇反复洗涤，直至没有接枝的钛酸酯偶联剂全部洗掉，放置在真空干燥箱内真空干燥24h，得到钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯。
上述溶聚丁苯橡胶复合材料的制备方法包括以下步骤：
称取100份溶聚丁苯橡胶，直接在双辊开炼机上混炼，待到橡胶包辊后，依次加入上述重量份的氧化锌、硬脂酸、防老剂4010、、钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯、炭黑-白炭黑双相填料、促进剂CZ，硫磺，制得溶聚丁苯橡胶混炼胶。在平板硫化机上进行硫化，硫化条件为160℃×12min×12MPa，制得硫化胶。
实施例2
一种溶聚丁苯橡胶复合材料，其原料按重量份包括：溶聚丁苯橡胶100份、炭黑-白炭黑双相填料65份、钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯2.5份、氧化锌1份、硬脂酸1份、防老剂4020 1份、促进剂TMTD 0.1份、硫磺1份。其中炭黑-白炭黑双相填料中白炭黑占比为20％。
其中钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯采用以下方法制得：
取2.5g的氧化石墨烯分散在150ml的乙酸乙酯中，在超声波清洗机超声分散15min，超声功率为600w，频率为40KHz，制备出氧化石墨烯混合液；
取0.375g的钛酸酯偶联剂TG-38S让其分散在150ml的乙酸乙酯中，之后将其加到上一步中的氧化石墨烯混合液中，再用超声波清洗机将上述混合液超声分散15min，超声功率为600w，频率为40KHz，制备出分散均匀的混合液；
将上述步骤中制备好的混合液加入到装有搅拌、冷凝的反应烧瓶中，转速调到500rpm，搅拌时间为8h，控制温度为70℃，反应完毕之后对反应烧瓶中的溶液进行抽滤，并且用乙醇反复洗涤，直至没有接枝的钛酸酯偶联剂全部洗掉，放置在真空干燥箱内真空干燥35h，得到钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯。
上述溶聚丁苯橡胶复合材料的制备方法包括以下步骤：
称取100份溶聚丁苯橡胶，直接在双辊开炼机上混炼，待到橡胶包辊后，依次加入上述重量份的氧化锌、硬脂酸、防老剂4020、钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯、炭黑-白炭黑双相填料、促进剂TMTD、硫磺，制得溶聚丁苯橡胶混炼胶。在平板硫化机上进行硫化，硫化条件为165℃×10min×14MPa，制得硫化胶。
实施例3
一种溶聚丁苯橡胶复合材料，其原料按重量份包括：溶聚丁苯橡胶100份、炭黑-白炭黑双相填料70份、钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯0.5份、氧化锌4份、硬脂酸2份、防老剂4020 2份、促进剂CZ 1份、促进剂TMTD 0.5份、硫磺2.2份。
其中钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯采用以下方法制得：
取0.5g的氧化石墨烯分散在60ml的乙酸乙酯中，在超声波清洗机超声分散5min，超声功率为600w，频率为40KHz，制备出氧化石墨烯混合液；
取0.075g的钛酸酯偶联剂TG-38S让其分散在60ml的乙酸乙酯中，之后将其加到上一步中的氧化石墨烯混合液中，再用超声波清洗机将上述混合液超声分散5min，超声功率为600w，频率为40KHz，制备出分散均匀的混合液；
将上述步骤中制备好的混合液加入到装有搅拌、冷凝的反应烧瓶中，转速调到240rpm，搅拌时间为6h，控制温度为60℃，反应完毕之后对反应烧瓶中的溶液进行抽滤，并且用乙醇反复洗涤，直至没有接枝的钛酸酯偶联剂全部洗掉，放置在真空干燥箱内真空干燥48h，得到钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯。上述溶聚丁苯橡胶复合材料的制备方法包括以下步骤：
称取100份溶聚丁苯橡胶，直接在双辊开炼机上混炼，待到橡胶包辊后，依次加入上述重量份的氧化锌、硬脂酸、防老剂4020、钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯、炭黑-白炭黑双相填料、促进剂CZ、促进剂TMTD、硫磺，制得溶聚丁苯橡胶混炼胶。在平板硫化机上进行硫化，硫化条件为160℃×12min×12MPa，制得硫化胶。
实施例4
一种溶聚丁苯橡胶复合材料，其原料重量份相比与实施例3仅将钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯的重量份调整为1份，其他组分及重量不变；
其中钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯采用以下方法制得:
取1g的氧化石墨烯分散在60ml的乙酸乙酯中，在超声波清洗机中超声分散8min，超声功率为600w，频率为40KHz，制备出氧化石墨烯混合液；
取0.15g的钛酸酯偶联剂TG-38S让其分散在60ml的乙酸乙酯中，之后将其加到上一步中的氧化石墨烯混合液中，再用超声波清洗机将上述混合液超声分散8min，超声功率为600w，频率为40KHz，制备出分散均匀的混合液；
将上述步骤中制备好的混合液加入到装有搅拌、冷凝的反应烧瓶中，转速调到300rpm，搅拌时间为8h，控制温度为60℃，反应完毕之后对反应烧瓶中的溶液进行抽滤，并且用乙醇反复洗涤，直至没有接枝的钛酸酯偶联剂全部洗掉，放置在真空干燥箱内真空干燥48h，得到钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯。
上述溶聚丁苯橡胶复合材料的制备方法，相比与实施例3仅将各原料重量份相应调整为实施例4所述重量份，其他工艺、参数不变。
实施例5
一种溶聚丁苯橡胶复合材料，其原料重量份相比与实施例3仅将钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯的重量份调整为1.5份，其他组分及重量不变；
其中钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯采用以下方法制得:
取1.5g的氧化石墨烯分散在90ml的乙酸乙酯中，在超声波清洗机中超声分散11min，超声功率为600w，频率为40KHz，制备出氧化石墨烯混合液；
取0.225g的钛酸酯偶联剂TG-38S让其分散在90ml的乙酸乙酯中，之后将其加到上一步中的氧化石墨烯混合液中，再用超声波清洗机将上述混合液超声分散11min，超声功率为600w，频率为40KHz，制备出分散均匀的混合液；
将上述步骤中制备好的混合液加入到装有搅拌、冷凝的反应烧瓶中，转速调到360rpm，搅拌时间为8h，控制温度为60℃，反应完毕之后对反应烧瓶中的溶液进行抽滤，并且用乙醇反复洗涤，直至没有接枝的钛酸酯偶联剂全部洗掉，放置在真空干燥箱内真空干燥48h，得到钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯。
上述溶聚丁苯橡胶复合材料的制备方法，相比与实施例3仅将各原料重量份相应调整为实施例5所述重量份，其他工艺、参数不变。
实施例6
一种溶聚丁苯橡胶复合材料，其原料重量份相比与实施例3仅将钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯的重量份调整为2份，其他组分及重量不变；
其中钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯采用以下方法制得:
取2g的氧化石墨烯分散在120ml的乙酸乙酯中，在超声波清洗机中超声分散14min，超声功率为600w，频率为40KHz，制备出氧化石墨烯混合液；
取0.30g的钛酸酯偶联剂TG-38S让其分散在90ml的乙酸乙酯中，之后将其加到上一步中的氧化石墨烯混合液中，再用超声波清洗机将上述混合液超声分散14min，超声功率为600w，频率为40KHz，制备出分散均匀的混合液；
将上述步骤中制备好的混合液加入到装有搅拌、冷凝的反应烧瓶中，转速调到360rpm，搅拌时间为10h，控制温度为60℃，反应完毕之后对反应烧瓶中的溶液进行抽滤，并且用乙醇反复洗涤，直至没有接枝的钛酸酯偶联剂全部洗掉，放置在真空干燥箱内真空干燥48h，得到钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯。
上述溶聚丁苯橡胶复合材料的制备方法，相比与实施例3仅将各原料重量份相应调整为实施例6所述重量份，其他工艺、参数不变。
实施例7
一种溶聚丁苯橡胶复合材料，其原料重量份相比与实施例3仅将钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯的重量份调整为3份，其他组分及重量不变；
其中钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯采用以下方法制得：
取3g的氧化石墨烯分散在180ml的乙酸乙酯中，在超声波清洗机中超声分散20min，超声功率为600w，频率为40KHz，制备出氧化石墨烯混合液；
取0.45g的钛酸酯偶联剂TG-38S让其分散在120ml的乙酸乙酯中，之后将其加到上一步中的氧化石墨烯混合液中，再用超声波清洗机将上述混合液超声分散20min，超声功率为600w，频率为40KHz，制备出分散均匀的混合液；
将上述步骤中制备好的混合液加入到装有搅拌、冷凝的反应烧瓶中，转速调到420rpm，搅拌时间为12h，控制温度为60℃，反应完毕之后对反应烧瓶中的溶液进行抽滤，并且用乙醇反复洗涤，直至没有接枝的钛酸酯偶联剂全部洗掉，放置在真空干燥箱内真空干燥48h，得到钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯。
上述溶聚丁苯橡胶复合材料的制备方法，相比与实施例3仅将各原料重量份相应调整为实施例7所述重量份，其他工艺、参数不变；
对比例1
一种溶聚丁苯橡胶复合材料及其制备方法，相较与实施例3仅省去钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯这一原料，其他原料及相应重量份、制备工艺保持不变。
对比例2
一种溶聚丁苯橡胶复合材料及其制备方法，相较与实施例3仅将钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯替换为氧化石墨烯，并将氧化石墨烯重量份调整为2份，其他原料及相应重量份、制备工艺保持不变。
对比例3
一种溶聚丁苯橡胶复合材料及其制备方法，相较与实施例3仅将钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯替换为硅烷偶联剂改性氧化石墨烯，所用硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH570，并将硅烷偶联剂改性氧化石墨烯重量份调整为2份，其他原料及相应重量份、制备工艺保持不变。
对比例4
一种溶聚丁苯橡胶复合材料及其制备方法，相较与实施例3仅将钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯替换为硅烷偶联剂改性氧化石墨烯，所用硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550，并将硅烷偶联剂改性氧化石墨烯重量份调整为2份，其他原料及相应重量份、制备工艺保持不变。
将实施例3-7及对比例1-4制得的溶聚丁苯橡胶复合材料进行性能测试，其测试结果见表1
表1溶聚丁苯橡胶复合材料性能测试结果
从表1可以看出，(1)随着钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯用量逐渐增加，溶聚丁苯橡胶复合材料的拉伸强度、撕裂强度先上升后下降，邵氏A硬度、断裂伸长率逐渐上升；氧化石墨烯改性对溶聚丁苯橡胶复合材料力学性能有较大影响，当钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯用量为2份时，溶聚丁苯橡胶复合材料的综合力学性能最优，拉伸强度11.18MPa，断裂伸长率381.7％，撕裂强度31.45KN/m，邵氏A硬度59.5。(2)钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯对溶聚丁苯橡胶复合材料力学性能影响明显优于硅烷偶联剂改性氧化石墨烯。其原因可能在于，使用的钛酸酯偶联剂可通过烷氧基断裂与氧化石墨烯表面结合外，还可以通过焦磷酸基水解后生成的磷酸酯基与氧化石墨烯结合，提高了改性效果。
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的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明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 (10)

1.一种溶聚丁苯橡胶复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括：溶聚丁苯橡胶100份、补强填料60-70份、钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯0.5-4份、促进剂0.1-2份、硫化剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的溶聚丁苯橡胶复合材料，其特征在于，其原料按重量份还包括：氧化锌1-5份、硬脂酸1-4份、防老剂1-4份。
3.根据权利要求1或2所述的溶聚丁苯橡胶复合材料，其特征在于，所述补强填料为炭黑-白炭黑双相填料，炭黑与白炭黑的重量比为80-85:15-20。
4.根据权利要求2或3所述的溶聚丁苯橡胶复合材料，其特征在于，所述防老剂为防老剂4010、防老剂4020中的一种或两种混合物。
5.根据权利要求1-4任一项所述的溶聚丁苯橡胶复合材料，其特征在于，所述促进剂为促进剂CZ、促进剂TMTD中的一种或两种混合物；所述硫化剂为硫磺。
6.根据权利要求1-5任一项所述的溶聚丁苯橡胶复合材料，其特征在于，所述钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯原料按重量份包括：氧化石墨烯0.1-3份、钛酸酯偶联剂0.015-0.45份；所述钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯制备方法包含如下步骤：
S1、将相应重量份的氧化石墨烯加入乙酸乙酯中，超声至分散均匀，即得到氧化石墨烯混合液；
S2、将相应重量份的钛酸酯偶联剂分散于乙酸乙酯中，加入S1获得的氧化石墨烯混合液中，超声至分散均匀，即得氧化石墨烯/钛酸酯混合液；
S3、将S2获得的氧化石墨烯/钛酸酯混合液经加热、搅拌，过滤，洗涤，干燥，即得到钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯。
7.根据权利要求1-6任一项所述的溶聚丁苯橡胶复合材料，其特征在于，所述钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯原料按重量份包括：氧化石墨烯0.1-3份、钛酸酯偶联剂0.015-0.45份；所述钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯制备方法包含如下步骤：
S1、将相应重量份的氧化石墨烯加入乙酸乙酯中，在600W、40KHz条件下超声5-20min，即得到氧化石墨烯混合液；
S2、将相应重量份的钛酸酯偶联剂分散于乙酸乙酯中，将其加入S1获得的氧化石墨烯混合液中，在600W、40KHz条件下超声5-20min，即得氧化石墨烯/钛酸酯混合液；
S3、将S2获得的氧化石墨烯/钛酸酯混合液在温度50-70℃、转速200-500rpm条件下，搅拌反应6-12h，过滤，用乙醇洗涤至未接枝的钛酸酯偶联剂全部洗掉，干燥24-48h，即得到钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯。
8.根据权利要求1-7任一项所述的溶聚丁苯橡胶复合材料，其特征在于，所述钛酸酯偶联剂为单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂。
9.根据权利要求1-8任一项所述的溶聚丁苯橡胶复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、混炼：加入溶聚丁苯橡胶至橡胶包辊后，依次加入钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯、补强填料、促进剂、硫化剂混炼，即得到混炼胶；
S2、硫化：将混炼胶在温度160-165℃和压力12-14MPa条件下硫化10-12min，即得到溶聚丁苯橡胶复合材料；
优选地，若溶聚丁苯橡胶复合材料配方中还包括氧化锌、硬脂酸、防老剂，则其按照如下步骤制备：
S1、混炼：加入溶聚丁苯橡胶至包后，依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、钛酸酯偶联剂改性氧化石墨烯、补强填料、促进剂、硫化剂混炼，即得到混炼胶；
S2、硫化：将混炼胶在温度160-165℃和压力12-14MPa条件下硫化10-12min，即得到溶聚丁苯橡胶复合材料。
10.根据权利要求9所述的溶聚丁苯橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述S1混炼时，先设定辊距为0.8～1.0mm，打三角包法翻练，薄通7～8次后将辊距调到2～3mm下片，停放12～24小时。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111303502A (zh) * 2020-03-16 2020-06-19 泉州市泉石通智能科技有限公司 一种改性氧化石墨烯/丁苯橡胶复合材料及其制备方法
CN114276595A (zh) * 2020-09-28 2022-04-05 中国石油天然气股份有限公司 双官能化溶聚丁苯橡胶/氧化石墨烯复合材料及制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090065156A (ko) * 2007-12-17 2009-06-22 부산대학교 산학협력단 열경화성 접착제 조성물 및 이를 이용한 접착 필름
CN103224656A (zh) * 2013-04-24 2013-07-31 北京化工大学 一种氧化石墨烯/炭黑橡胶纳米复合材料及其制备方法
CN103483648A (zh) * 2013-08-31 2014-01-01 青岛承天伟业机械制造有限公司 一种低密度高强度导电橡胶组合物
CN105906854A (zh) * 2016-02-02 2016-08-31 重庆墨希科技有限公司 石墨烯改性天然乳胶聚合物及其改性方法
CN106750665A (zh) * 2016-11-18 2017-05-31 泉州师范学院 一种改性氧化石墨烯/丁苯橡胶复合物及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090065156A (ko) * 2007-12-17 2009-06-22 부산대학교 산학협력단 열경화성 접착제 조성물 및 이를 이용한 접착 필름
CN103224656A (zh) * 2013-04-24 2013-07-31 北京化工大学 一种氧化石墨烯/炭黑橡胶纳米复合材料及其制备方法
CN103483648A (zh) * 2013-08-31 2014-01-01 青岛承天伟业机械制造有限公司 一种低密度高强度导电橡胶组合物
CN105906854A (zh) * 2016-02-02 2016-08-31 重庆墨希科技有限公司 石墨烯改性天然乳胶聚合物及其改性方法
CN106750665A (zh) * 2016-11-18 2017-05-31 泉州师范学院 一种改性氧化石墨烯/丁苯橡胶复合物及其制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111303502A (zh) * 2020-03-16 2020-06-19 泉州市泉石通智能科技有限公司 一种改性氧化石墨烯/丁苯橡胶复合材料及其制备方法
CN114276595A (zh) * 2020-09-28 2022-04-05 中国石油天然气股份有限公司 双官能化溶聚丁苯橡胶/氧化石墨烯复合材料及制备方法
CN114276595B (zh) * 2020-09-28 2023-05-26 中国石油天然气股份有限公司 双官能化溶聚丁苯橡胶/氧化石墨烯复合材料及制备方法

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