CN114426741B - 丁基橡胶母胶的制备方法、石墨烯-丁基橡胶组合物及其复合材料的制备方法与应用 - Google Patents

丁基橡胶母胶的制备方法、石墨烯-丁基橡胶组合物及其复合材料的制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及橡胶领域，公开了一种丁基橡胶母胶的制备方法、由该方法制得的丁基橡胶母胶及其应用、石墨烯‑丁基橡胶组合物及其制备方法与应用、石墨烯‑丁基橡胶复合材料及其应用。所述丁基橡胶母胶的制备方法包括：(1)将石墨烯、丁基橡胶与有机溶剂进行混合搅拌得到混合物；(2)蒸汽脱除所述混合物中的有机溶剂后，在开炼机中进行滚干，得到所述丁基橡胶母胶。该丁基橡胶母胶的制备方法能够显著改善石墨烯在丁基橡胶中的分散性，将该母胶用于制备石墨烯‑丁基橡胶组合物时，能够显著改善组合物的力学性能、导热性以及气密性。

Description

丁基橡胶母胶的制备方法、石墨烯-丁基橡胶组合物及其复合 材料的制备方法与应用
技术领域
本发明涉及橡胶领域，具体地，涉及一种丁基橡胶母胶的制备方法、由该方法制得的丁基橡胶母胶及其应用、石墨烯-丁基橡胶组合物及其制备方法与应用、石墨烯-丁基橡胶复合材料及其应用。
背景技术
丁基橡胶是异丁烯与异戊二烯的共聚物(简称为IIR)。与异戊二烯共聚的目的在于向聚合物引入不饱和键，以便可用硫黄硫化，从而提高丁基橡胶的通用性。丁基橡胶广泛用作内胎、空气垫、密封环。然而，丁基橡胶的导热系数是0.09W/(m·K)，远低于普通钢材的导热系数(45W/(m·K))，不能满足某些场合和制品的特殊要求。
石墨烯自被发现到现在，得到广泛关注。石墨烯是一种由sp2轨道杂化的碳原子紧密堆积而成的单层二维蜂窝状晶格结构的碳质材料。2004年由英国曼彻斯特大学的安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫用胶带剥离高定向石墨的方法首次成功制得真正能够独立存在的二维石墨烯晶体。石墨烯在平面内有无限重复的周期结构，在垂直于平面的方向只有纳米尺度，可以看作是具有宏观尺寸的纳米材料。石墨烯具有高比表面积，优异的力学性能、电性能、热性能等，石墨烯的加入使复合材料也拥有这些优异的性能。传统工艺中使用炭黑、碳纳米管等作为填料对橡胶材料进行补强，石墨烯的发现丰富碳基填料的种类，得到性能更为优异的复合材料。要使得石墨烯在橡胶复合材料中实现性能的最大化，实现石墨烯在橡胶基体中的均匀分散以及获得良好的界面，在橡胶基体中的分散是橡胶增强的一大问题，而解决石墨烯在橡胶基体中的分散仍然是获得高性能橡胶制品的难点和关键。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的存在石墨烯在橡胶基体中分散难、易团聚的问题，提供一种丁基橡胶母胶的制备方法、由该方法制得的丁基橡胶母胶及其应用、石墨烯-丁基橡胶组合物及其制备方法与应用、石墨烯-丁基橡胶复合材料及其应用，该丁基橡胶母胶的制备方法能够显著改善石墨烯在丁基橡胶中的分散性，将该母胶用于制备石墨烯-丁基橡胶组合物时，能够显著改善组合物的力学性能、导热性以及气密性。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种丁基橡胶母胶的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将石墨烯、丁基橡胶与有机溶剂进行混合搅拌得到混合物；
(2)蒸汽脱除所述混合物中的有机溶剂后，在开炼机中进行滚干，得到所述丁基橡胶母胶。
本发明第二方面提供由上述方法制得的丁基橡胶母胶。
本发明第三方面提供一种石墨烯-丁基橡胶组合物，其特征在于，所述组合物包括丁基橡胶母胶、氯丁橡胶、硫化剂、填料和偶联剂；
基于100重量份的丁基橡胶母胶，所述氯丁橡胶的用量为0-8重量份，所述硫化剂的用量为6-15重量份，所述填料的用量为40-70重量份，所述偶联剂的用量为0.1-1重量份；
其中，所述丁基橡胶母胶为上述丁基橡胶母胶。
本发明第四方面提供一种制备上述石墨烯-丁基橡胶组合物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(i)将丁基橡胶母料与氯丁橡胶进行一段混炼后，加入填料、偶联剂、可选的软化剂、可选的硫化促进剂以及可选的硬脂酸进行二段混炼后，排胶得到混炼胶；
(ii)将混炼胶与硫化剂进行三段混炼后，排胶得到终炼胶。
本发明第五方面提供一种石墨烯-丁基橡胶复合材料，其特征在于，所述复合材料是由上述石墨烯-丁基橡胶组合物经硫化制得。
本发明第六方面提供上述丁基橡胶母胶或者上述石墨烯-丁基橡胶组合物或者上述石墨烯-丁基橡胶复合材料在气密领域中的应用。
通过上述技术方案，丁基橡胶母胶的制备方法、由该方法制得的丁基橡胶母胶及其应用、石墨烯-丁基橡胶组合物及其制备方法与应用、石墨烯-丁基橡胶复合材料及其应用获得以下有益地效果：
(1)采用本发明所述的丁基橡胶母胶的制备方法能够显著改善石墨烯在丁基橡胶中的分散性，避免石墨烯在橡胶基体中发生团聚。
(2)本发明的橡胶组合物中，石墨烯能较好的分散在橡胶组合物中，赋予了该橡胶组合物制备的硫化胶良好的力学性能；
(3)本发明的橡胶组合物制备的硫化胶有着较高气体阻隔性能及高导热性，可广泛应用于各个领域，尤其适用于对导热性和气密性要求较高的领域。
附图说明
图1为实施例4及对比例2制备的橡胶组合物的储能模量图。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供一种丁基橡胶母胶的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将石墨烯、丁基橡胶与有机溶剂进行混合得到混合物；
(2)蒸汽脱除所述混合物中的有机溶剂后进行滚干，得到所述丁基橡胶母胶。
本发明中，采用上述方法制备丁基橡胶母胶，能够避免石墨烯丁基橡胶的聚集现象，显著改善石墨烯在丁基橡胶中的分散性。
本发明中，可以采用现有技术中的常规方法脱除混合物的有机溶剂，例如采用蒸汽脱除混合物的有机溶剂后开炼机滚干。
根据本发明，所述混合以能够将所述石墨烯、丁基橡胶分散于有机溶剂中为准，一般的，所述混合是在0-80℃下进行，优选在20-60℃进行；混合时间可以根据混合温度合理选择，一般地，混合时间持续为0.25-10h，优选为1-5h。
根据本发明，所述滚干的条件包括：温度100-150℃，优选为110-130℃。
本发明中，为了使得丁基橡胶母胶获得优异的力学性能以及气密性，相对于100重量份的丁基橡胶，所述石墨烯的用量为0.5-15重量份。更优选地，所述石墨烯的用量为1-10重量份。
根据本发明，所述有机溶剂选自甲苯、四氢呋喃、正丁烷、异丁烷、2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、正己烷、环己烷、环戊烷、环辛烷、异己烷、正辛烷、甲基环戊烷和异辛烷中的至少一种或多种，优选为正己烷。
本发明第二方面提供一种由上述制备方法制得的丁基橡胶母胶。
本发明第三方面提供一种石墨烯-丁基橡胶组合物，其特征在于，所述组合物包括丁基橡胶母胶、氯丁橡胶、硫化剂、填料和偶联剂；
基于100重量份的丁基橡胶母胶，所述氯丁橡胶的用量为0-8重量份，所述硫化剂的用量为6-15重量份，所述填料的用量为40-70重量份，所述偶联剂的用量为0.1-1重量份；
其中，所述丁基橡胶母胶为上述丁基橡胶母胶。
本发明中，所述氯丁橡胶为卤素给予体，可促进树脂硫化，缩短硫化时间。所述氯丁橡胶的用量可以根据丁基橡胶的用量进行选择，以能使得丁基橡胶的硫化速度满足要求为准。一般地，相对于100重量份丁基橡胶母胶，所述卤素给予体的含量可以为0-8重量份，优选为2-8重量份，更优选为3-5重量份。
根据本发明，所述硫化剂为硫化树脂。本发明中，硫化树脂用以提供丁基橡胶硫化交联反应活性，是具有活性的烷基苯酚甲醛树脂，如叔辛基酚醛树脂，叔丁基酚醛树脂、溴甲基对叔辛基酚醛树脂等，优选溴甲基对叔辛基酚醛树脂。采用树脂硫化体系，复合材料具有优异的耐热老化性能、耐过热蒸汽和抗压缩变形性。所述硫化剂的用量以能够使得根据本发明的橡胶组合物形成具有一定强度的成型体为准，可以根据本领域的常规知识进行适当的选择。一般地，相对于100重量份丁基橡胶母胶，所述硫化剂的含量可以为6-15重量份，优选为8-12重量份。
本发明中，所述填料为炭黑，用于提高由该橡胶组合物形成的制品的力学性能，同时起到填充的作用，以降低成本。所述炭黑可以为高补强型炭黑、中高补强型炭黑和半补强型炭黑中的一种或两种以上。具体地，本发明所述的炭黑不具有特别限定，可以根据使用的性能要求采用合适型号的炭黑，包括但不限定于以下型号：高补强型炭黑如N110、N115、N121、N220、N234等，中高补强型炭黑如N326、N330、N339、N347、N351、N375等，中补强性炭黑如N539、N550、N660等，半补强型炭黑N762、N770等，以及乙炔炭黑，可以是其中一种或两种以上的组合物。优选为N330炭黑和乙炔炭黑的混合物，二者质量比为1:(1-4)。
本发明中，所述偶联剂为有机硅烷偶联剂，具有式I所示通式：(RO)3SiCH2CH2CH2X式I，其中，X为环氧基团、乙烯基、氨基或甲基丙烯酰氧基；RO为可水解基团，优选地，在所述有机硅烷偶联剂中，RO为甲氧基、乙氧基或乙酰氧基。
优选地，所述有机硅氧烷偶联剂可选自：3-氨基丙基三乙氧基硅烷(其中，RO为CH3CH2O-)(KH550)、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(RO为CH3O-)(KH570)和双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si69)中的至少一种。一般地，相对于100重量份丁基橡胶母胶，所述有机硅烷偶联剂的含量可以为0.1-1重量份。
根据本发明，所述组合物还包括硫化促进剂，用以提高硫化速度。优选地，所述硫化促进剂为氧化锌。
本发明中，相对于100重量份的丁基橡胶母胶，所述硫化促进剂的用量为2-8重量份，优选为2-5重量份。
根据本发明的橡胶组合物，在该橡胶组合物含有氧化锌时，优选还含有硬脂酸，氧化锌在硬脂酸的作用下，形成锌皂，可提高其在橡胶胶料中的溶解度，使氧化锌更加活泼。相对于100重量份丁基橡胶母胶，所述硬脂酸的含量可以为0.3-2重量份，优选为0.5-1.5重量份。
根据本发明，所述组合物中还包括软化剂，用以改善组合物的加工性能，并进一步改善石墨烯在丁基橡胶中的分散性。本发明，所述软化剂选自蓖麻油、石蜡油和油酸中的至少一种。基于100重量份的丁基橡胶母胶，所述软化剂的用量为2-10重量份，优选为3-7重量份。
本发明第四方面提供一种制备上述石墨烯-丁基橡胶组合物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(i)将丁基橡胶母料与氯丁橡胶进行一段混炼后，加入填料、偶联剂、可选的软化剂、可选的硫化促进剂以及可选的硬脂酸进行二段混炼后，排胶得到混炼胶；
(ii)将混炼胶与硫化剂进行三段混炼后，排胶得到终炼胶。
本发明中，为了改善石墨烯以及填料等在丁基橡胶的分散性，采用多段混炼的方式对橡胶组合物中的各原料进行混炼。更进一步地，步骤(i)中，加入填料、偶联剂后进行混炼1-2min后，继续加入可选的硫化促进剂和可选的硬脂酸进行混炼3-6min，得到混炼胶。
根据本发明，所述一段混炼的转速为67-87r/min，初始温度为40-80℃，时间为3-6min。
根据本发明，所述二段混炼的转速为67-87r/min，初始温度为40-80℃，时间为4-8min。
根据本发明，所述混炼胶的温度为170℃以下。
根据本发明，所述三段混炼的转速为70-80r/min，初始温度为35-45℃以下，时间为2-5min。
根据本发明，所述终炼胶的温度为150℃以下。
本发明中，所述方法还包括对混炼胶以及终炼胶进行冷却的步骤，优选地，冷却的时间为4-24h。
本发明中，所述混炼可以在本领域中常规的加工设备中进行，例如开炼机、密炼机等。
本发明的一个具体实施方式，石墨烯-丁基橡胶组合物按照下述方法制得：
将丁基橡胶母胶与氯丁橡胶加入密闭式炼胶机，转速67-87r/min，60℃，混炼1min；再加入炭黑、偶联剂混炼1min；接着加入氧化锌、硬脂酸，混炼4min，最后排胶，控温低于170℃，将混炼胶排出压片并冷却；冷却8小时后，再将混炼胶与硫化树脂投入密闭式炼胶机，转速70-80r/min，35-45℃，混炼150s，控制混炼胶温度不高于150℃，快速排胶并压片冷却，得复合材料混炼胶。将所述终炼胶进行硫化，硫化的条件包括：温度为180-205℃，时间为30-60min。
本发明第五方面提供一种石墨烯-丁基橡胶复合材料，其特征在于，所述复合材料是由上述石墨烯-丁基橡胶组合物经硫化制得。
根据本发明，硫化的温度为180-205℃，硫化的时间为30-60min。
本发明中，所述硫化可以在本领域中常规的加工设备中进行，例如平板硫化机。
本发明第六方面提供一种上述丁基橡胶母胶或者权上述石墨烯-丁基橡胶组合物或者上述石墨烯-丁基橡胶复合材料在气密领域中的应用。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，
在没有特别说明的情况下，以下使用的各种商品均来自商购。
在以下实施例、对比例中，所用的设备如表1所示：
表1
序号 设备名称 型号 生产厂家
1 密炼机 BR1600 美国法雷尔公司
2 开炼机 XK-160 广东湛江机械厂
3 三层平板硫化机 XLB-D400×400×2 中国台湾磐石液压工业有限公司
在以下实施例、对比例中，组合物的性能测试方法如下：
硫化胶物理机械性能采用中国台湾高铁生产的GT-AT-3000型万能拉力机，按照GB/T 528-2009测试胶料拉伸应力应变性能，按照GB/T 529-2008测试胶料撕裂强度，按照GB/T531.1-2008测试邵尔A硬度。
硫化胶的透气系数采用自动化透气性测试仪，依据ISO 2782:1995测定，测试气体N2，测试温度23℃，测试样片为8cm直径圆形薄片，厚度1mm。
硫化胶的导热系数采用先夏溪电子科技有限公司生产的TC3000导热系数仪测试，样品测试条件：加压500g，采集时间5s，加热电压1.0v，采集模式正常，温度为室温。
橡胶组合物的储能模量图采用Alpha公司生产的RPA-2000型橡胶加工分析仪测得，测试条件为：应变扫描范围为0.7％-100％，频率为1Hz，温度125℃。
实施例1-6
本实施例的方法中涉及的各组分的配方如表2中所示(其中的数值是相对于100重量份的丁基橡胶得到的重量份)。
本实施例的丁基橡胶母胶的制备方法具体如下：30℃下，将丁基橡胶IIR1451溶于己烷溶液中，得到丁基橡胶的己烷溶液，然后将石墨烯加入到将石墨烯加入到丁基橡胶的己烷溶液中，搅拌3-4小时，然后蒸汽脱除所得混合物中的有机溶剂，最后在开炼机滚干，温度为110℃，得到丁基橡胶母料。
按表2中的配方，将100重量份丁基橡胶母胶与氯丁橡胶加入密闭式炼胶机，转速77r/min，60℃，混炼1min，然后再加入炭黑、偶联剂混炼1分钟；接着加入氧化锌、硬脂酸，混炼4min，最后排胶，控温低于170℃，将混炼胶排出压片并冷却；冷却8小时后，再将混炼胶与硫化树脂投入密闭式炼胶机，转速77r/min，40℃，混炼150s，控制混炼胶温度不高于150℃，快速排胶并压片冷却，得复合材料混炼胶。将所述终炼胶进行硫化，硫化的条件包括：温度180℃，时间为60min。硫化橡胶的性能测定结果参见表2。
实施例7
采用与实施例2相同的方法进行硫化橡胶的制备，不同的是，硫化温度为200℃，时间为30min。配方和硫化橡胶的性能测定结果参见表2。
实施例8
采用与实施例4相同的方法进行硫化橡胶的制备，不同的是丁基橡胶母胶的制备方法：室温(25℃)下，将丁基橡胶IIR1451溶于THF溶液中，得到丁基橡胶的THF溶液，然后将石墨烯加入到将石墨烯加入到丁基橡胶的THF溶液中，搅拌3-4小时，然后蒸汽脱除所得混合物中的有机溶剂，最后在开炼机滚干，温度为110℃，得到丁基橡胶母料。配方和硫化橡胶的性能测定结果参见表2。
实施例9
采用与实施例4相同的方法进行硫化橡胶的制备，不同的是氯丁橡胶用量为0。配方和硫化橡胶的性能测定结果参见表2。
对比例1
采用与实施例4相同的方法进行硫化橡胶的制备，不同的是，不加入石墨烯和有机硅烷偶联剂。配方和硫化橡胶的性能测定结果参见表2。
对比例2
采用与实施例4相同的方法进行硫化橡胶的制备，不同的是，将石墨烯和丁基橡胶直接加入密炼机进行混炼。配方和硫化橡胶的性能测定结果参见表2。
从表2结果可以看出，使用本发明提供的橡胶组合物能够使得制备得到的硫化橡胶具有提高气密性和导热系数等优良的综合性能。
一般用胶料低应变与高应变下G’的差值(△G’-储能模量差)来表征填料的聚集程度和填料网络化的程度。从图1可以看出：相对于对比例2，采用本发明实施例4提供的橡胶组合物制备的混炼胶的△G’较小，Payne效应较小，这意味着石墨烯片层较好的分散在橡胶基体中。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (20)

1.一种石墨烯-丁基橡胶组合物，其特征在于，所述组合物包括丁基橡胶母胶、氯丁橡胶、硫化剂、填料和偶联剂；
相对于100重量份的丁基橡胶母胶，所述氯丁橡胶的用量为2-8重量份，所述硫化剂的用量为6-15重量份，所述填料的用量为40-70重量份，所述偶联剂的用量为0.1-1重量份；
其中，所述丁基橡胶母胶的制备方法包括以下步骤：
（1）将石墨烯、丁基橡胶与有机溶剂进行混合得到混合物；
（2）蒸汽脱除所述混合物中的有机溶剂后进行滚干，得到所述丁基橡胶母胶；
相对于100重量份的丁基橡胶，所述石墨烯的用量为5-15重量份。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述混合的条件包括：温度0-80℃，时间为0.25-10h；
和/或，所述滚干的条件包括：温度为100-150℃。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述混合的条件包括：温度20-60℃，时间为1-5h；
和/或，所述滚干的条件包括：温度为110-130℃。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的组合物，其中，相对于100重量份的丁基橡胶，所述石墨烯的用量为5-10重量份；
和/或，所述有机溶剂选自甲苯、四氢呋喃、正丁烷、异丁烷、2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、正己烷、环己烷、环戊烷、环辛烷、异己烷、正辛烷、甲基环戊烷和异辛烷中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的组合物，其中，所述有机溶剂为正己烷。
6.根据权利要求1所述的组合物，其中，相对于100重量份的丁基橡胶母胶，所述氯丁橡胶的用量为3-5重量份；
和/或，所述硫化剂的用量为8-12重量份；
和/或，所述填料的用量为50-60重量份。
7.根据权利要求1或6所述的组合物，其中，所述硫化剂为硫化树脂；
所述填料选自高补强型炭黑、半补强型炭黑和乙炔炭黑中的至少一种；
所述偶联剂具有式I所示结构：(RO)3SiCH2CH2CH2X式I，
其中，X为环氧基团、乙烯基、氨基或甲基丙烯酰氧基；RO为可水解基团。
8.根据权利要求1或6所述的组合物，其中，所述硫化剂选自叔辛基酚醛树脂，叔丁基酚醛树脂和溴甲基对叔辛基酚醛树脂中的至少一种；
和/或，所述填料为炭黑N330和乙炔炭黑。
9.根据权利要求7所述的组合物，其中，在所述偶联剂中，RO为甲氧基、乙氧基或乙酰氧基。
10.根据权利要求8所述的组合物，其中，所述硫化剂为溴甲基对叔辛基酚醛树脂；
和/或，炭黑N330和乙炔炭黑的质量比为1:（1-4）。
11.根据权利要求6所述的组合物，其中，所述偶联剂选自3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷和双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物中的至少一种。
12.根据权利要求1、6、9-10中任意一项所述的组合物，其中，所述组合物还包括硫化促进剂；
相对于100重量份的丁基橡胶母胶，所述硫化促进剂的用量为2-8重量份；
和/或，所述组合物还包括硬脂酸；
相对于100重量份的丁基橡胶母胶，所述硬脂酸的用量为0.3-2重量份；
和/或，所述组合物中还包括软化剂；
基于100重量份的丁基橡胶母胶，所述软化剂的用量为2-10重量份。
13.根据权利要求12所述的组合物，其中，所述硫化促进剂为氧化锌；
相对于100重量份的丁基橡胶母胶，所述硫化促进剂的用量为2-5重量份；
和/或，相对于100重量份的丁基橡胶母胶，所述硬脂酸的用量为0.5-1.5重量份；
和/或，所述软化剂选自蓖麻油、石蜡油和油酸中的至少一种；
基于100重量份的丁基橡胶母胶，所述软化剂的用量为3-7重量份。
14.根据权利要求7中任意一项所述的组合物，其中，所述组合物还包括硫化促进剂；
相对于100重量份的丁基橡胶母胶，所述硫化促进剂的用量为2-8重量份；
和/或，所述组合物还包括硬脂酸；
相对于100重量份的丁基橡胶母胶，所述硬脂酸的用量为0.3-2重量份；
和/或，所述组合物中还包括软化剂；
基于100重量份的丁基橡胶母胶，所述软化剂的用量为2-10重量份。
15.根据权利要求14所述的组合物，其中，所述硫化促进剂为氧化锌；
相对于100重量份的丁基橡胶母胶，所述硫化促进剂的用量为2-5重量份；
和/或，相对于100重量份的丁基橡胶母胶，所述硬脂酸的用量为0.5-1.5重量份；
和/或，所述软化剂选自蓖麻油、石蜡油和油酸中的至少一种；
基于100重量份的丁基橡胶母胶，所述软化剂的用量为3-7重量份。
16.一种制备权利要求1-15中任意一项所述的石墨烯-丁基橡胶组合物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（i）将丁基橡胶母胶与氯丁橡胶进行一段混炼后，加入填料、偶联剂、可选的软化剂、可选的硫化促进剂以及可选的硬脂酸进行二段混炼后，排胶得到混炼胶；
（ii）将混炼胶与硫化剂进行三段混炼后，排胶得到终炼胶。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述一段混炼的转速为67-87r/min，初始温度为40-80℃，时间为3-6min；
所述二段混炼的转速为67-87r/min，初始温度为40-80℃，时间为4-8min；
和/或，所述混炼胶的温度为170℃以下；
所述三段混炼的转速为70-80r/min，初始温度为35-45℃以下，时间为2-5min；
和/或，所述终炼胶的温度为150℃以下。
18.一种石墨烯-丁基橡胶复合材料，其特征在于，所述复合材料是由权利要求1-15中任意一项所述的石墨烯-丁基橡胶组合物经硫化制得。
19.根据权利要求18所述的石墨烯-丁基橡胶复合材料，其中，所述硫化的温度为180-205℃，硫化的时间为30-60min。
20.权利要求1-15中任意一项所述的石墨烯-丁基橡胶组合物或者权利要求18或19所述的石墨烯-丁基橡胶复合材料在气密领域中的应用。
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