CN115260618A - 石墨烯改性氯丁橡胶及用其制得的高性能橡胶v带 - Google Patents

石墨烯改性氯丁橡胶及用其制得的高性能橡胶v带 Download PDF

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Abstract

石墨烯改性氯丁橡胶，配方比例按重量份计如下：100‑120份氯丁橡胶、2‑7份硫磺、1‑5份助交联剂TAIC、2‑30份氧化锌、1‑5份硬脂酸、1‑2份硬脂酸钙、30‑40份炭黑、10‑17份木质素改性NBR、16‑20份马来酸酐接枝石墨烯溶液、1‑5份防老剂、1‑5份分散剂。该橡胶的硫化胶兼具拉伸强度高、耐热性好、导电能力强及耐疲劳的特点。对应的，本申请同时提供了使用本申请的石墨烯改性氯丁橡胶制得的高性能橡胶V带，本申请的高性能橡胶V带具有高拉伸强度、耐热、抗静电等特点，且具有较长的疲劳寿命。

Description

石墨烯改性氯丁橡胶及用其制得的高性能橡胶V带
技术领域
本发明涉及橡胶材料及其制品，具体涉及石墨烯改性氯丁橡胶及用其制得的高性能橡胶V带。
背景技术
V带传动是靠橡胶V带(V型胶带)的两侧面与轮槽侧面压紧产生摩擦力进行动力传递的，V带传动的摩擦力较大，因此可以传递较大功率。采用橡胶V带传动具有以下优点：1)带是弹性体，能缓和载荷冲击，运行平稳噪声低(接近无噪声)；2)过载时将引起带在带轮上打滑，因而可起到保护整机的作用；3)制造和安装精度不像啮合传动那样严格，维护方便，无需润滑；4)可通过增加带的长度以适应中心距较大的工作条件。因而，橡胶V带在机械传动中得到广泛应用。衡量橡胶V带性能的指标包括：拉伸强度、耐热性能、抗静电性能、疲劳寿命等。研发各项性能指标具有优势的橡胶V带产品对橡胶V带制造厂家来说具有重要现实意义。
石墨烯是一种热门的新型材料，单层石墨烯因其良好的电学、光学、磁学和力学性能受到了广泛的关注。氧化石墨烯表面具有丰富的官能团，是材料改性领域的宠儿。V带常采用氯丁橡胶制作，如果能够使用氧化石墨烯对氯丁橡胶进行有效改性，提升其性能，将有望使得橡胶V带的性能得到提高。但是，含碳氧双键的氧化石墨烯结构对氯丁橡胶键合作用较小，无法很好的发挥石墨烯的补强、耐热、导电等作用。
发明内容
为了克服现有技术中存在的上述问题，本申请提供了石墨烯改性氯丁橡胶，该橡胶的硫化胶兼具拉伸强度高、耐热性好、导电能力强及耐疲劳的特点。对应的，本申请同时提供了使用本申请的石墨烯改性氯丁橡胶制得的高性能橡胶V带，本申请的高性能橡胶V带具有高拉伸强度、耐热、抗静电等特点，且具有较长的疲劳寿命。
对于橡胶，本申请提供如下技术方案：
石墨烯改性氯丁橡胶，配方比例按重量份计如下：100-120份氯丁橡胶、2-7份硫磺、1-5份助交联剂TAIC、2-30份氧化锌、1-5份硬脂酸、1-2份硬脂酸钙、30-40份炭黑、10-17份木质素改性NBR、16-20份马来酸酐接枝石墨烯溶液、1-5份防老剂、1-5份分散剂。
进一步，前述的石墨烯改性氯丁橡胶方案中，所述防老剂可以为防老剂RD、防老剂4020、防老剂BLE、防老剂MB中的一种或多种。
进一步，前述的石墨烯改性氯丁橡胶方案中，所述分散剂可以为乙撑基双硬脂酰胺。
进一步，前述的石墨烯改性氯丁橡胶方案中，所述马来酸酐接枝石墨烯溶液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氧化石墨烯加入到其重量50-60倍的二辛酯中，加热至50-60℃，并高频振荡搅拌2-8h；
(2)加入马来酸酐，所述氧化石墨烯和马来酸酐的摩尔比为1:1.7-2，升高温度至70-80℃，继续搅拌4-6h，即得。
进一步，前述的石墨烯改性氯丁橡胶方案中，所述木质素改性NBR的配方比例按重量份计如下：2-溴-2-甲基丙酰溴3-4份、4-二甲氨基吡啶2-3份、木质素20-25份、NBR胶粉60-70份、二辛脂80-100份、甲基丙烯酸甲酯20-30份、2,2'-联吡啶1-2份。
进一步，前述的石墨烯改性氯丁橡胶方案中，所述木质素改性NBR的制备方法，包括以下步骤：
(1)取木质素，加入到其重量50-80倍的N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌条件下加入4-二甲氨基吡啶，搅拌均匀，送入到冰水浴中，加入2-溴-2-甲基丙酰溴，静止1-2小时，出料，常温搅拌18-20小时，真空抽滤，将滤饼水洗，55℃下真空干燥，得引发剂；
(2)取甲基丙烯酸甲酯，加入到二辛脂中，搅拌均匀，加入NBR胶粉，搅拌均匀，得胶粉掺杂的单体溶液；
(3)取上述引发剂，加入到其重量30-40倍的N,N-二甲基甲酰胺中，加入2,2'-联吡啶，搅拌均匀，在1-2℃的冰水浴中搅拌1-2小时，出料，加入上述胶粉掺杂的单体溶液，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，在75-80℃下反应4-6小时，出料，即得。
进一步，前述的石墨烯改性氯丁橡胶方案中，所述石墨烯改性氯丁橡胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)预混料制备：取木质素改性NBR，加入到马来酸酐接枝石墨烯溶液中，搅拌条件下加入分散剂，搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，真空干燥，得预混料；
(2)塑炼：取预混料，与氯丁橡胶混合，于开炼机上塑炼，其辊距2-4mm，辊温控制在40-50℃，塑炼10-15min得到塑炼胶；
(3)混炼：混炼分两段进行，一段混炼先将步骤(2)制得的塑炼胶投入密炼机中，密炼1-2min；然后开上顶栓，加入氧化锌、硬脂酸、硬脂酸钙、炭黑，密炼3-5min，排胶温度控制在130-150℃，经翻炼、按厚度8-12mm出片、常温风机冷却制得一段混炼胶，停放6-10h；随后进行二段混炼，取制得的一段混炼胶、硫磺、助交联剂TAIC、投入密炼机中，混炼3-4min，排胶温度控制在120-130℃，经翻炼、按厚度8-12mm出片、常温风机冷却制得二段混炼胶，备用。
进一步，前述的石墨烯改性氯丁橡胶方案中，步骤(1)所述的真空干燥的温度为70-80℃，干燥时间为30-40分钟。
对于橡胶V带，本申请提供如下技术方案：
高性能橡胶V带，所述橡胶V带采用前述石墨烯改性氯丁橡胶制备而成；
所述橡胶V带的制备过程包括如下步骤：
(1)取石墨烯改性氯丁橡胶，通过冷喂料挤出出片制作成缓冲胶和粘结胶，将缓冲胶、粘结胶与线绳贴合制成线芯；
(2)取石墨烯改性氯丁橡胶，通过冷喂料挤出成型，制作成等腰梯形底胶；
(3)取石墨烯改性氯丁橡胶，化浆后，将帆布放入其中进行浸胶，然后取出烘干，制作成胶帆布；
(4)在覆胶机上，将底胶与线芯复合、切割，再转移到成型包布机上，包覆胶帆布，制作成带坯；
(5)将带坯安装到模具上，硫化后获得橡胶V带产品。
进一步，前述的高性能橡胶V带方案中，硫化温度为140-160℃，硫化压力为10-15MPa，硫化时间为20-40min。
与现有技术相比，本申请的上述技术方案具有如下有益的技术效果：针对现有技术中含碳氧双键的氧化石墨烯结构对氯丁橡胶键合作用较小，无法发挥石墨烯的补强、耐热、导电等作用，本发明用马来酸酐表面改性剂按一定的配比与氧化石墨烯组合使用，马来酸酐端基和氧化石墨烯表面含氧基团反应，形成酯类，剩余的端基与橡胶双键加成反应，改性橡胶的性能，获得较大的拉伸强度、耐热性能、耐疲劳性能、导电能力；同时，本发明还加入了木质素改性NBR，氯丁橡胶的溶解度参数为8.85，NBR的溶解度参数为8.7-8.9，二者共混，可以取得很好的相容效果，本发明采用木质素处理NBR，然后与氯丁橡胶单独混炼，改善了各原料间的分散性能，有效的降低了团聚，进一步有效的提高了橡胶的耐热稳定性和力学强度。从而使橡胶V带兼具拉伸强度高、耐热性好、导电能力强及耐疲劳的特点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式(实施例)对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。以下实施例中没有详细说明的内容均为本领域技术常识。
本发明石墨烯改性氯丁橡胶的配方比例按重量份计如下：100-120份氯丁橡胶、2-7份硫磺、1-5份助交联剂TAIC、2-30份氧化锌、1-5份硬脂酸、1-2份硬脂酸钙、30-40份炭黑、10-17份木质素改性NBR、16-20份马来酸酐接枝石墨烯溶液、1-5份防老剂、1-5份分散剂。
所述防老剂可以为防老剂RD、防老剂4020、防老剂BLE、防老剂MB中的一种或多种。
所述分散剂可以为乙撑基双硬脂酰胺。
所述马来酸酐接枝石墨烯溶液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氧化石墨烯加入到其重量50-60倍的二辛酯中，加热至50-60℃，并高频振荡搅拌2-8h；
(2)加入马来酸酐，所述氧化石墨烯和马来酸酐的摩尔比为1:1.7-2，升高温度至70-80℃，继续搅拌4-6h，即得。
所述木质素改性NBR的配方比例按重量份计如下：2-溴-2-甲基丙酰溴3-4份、4-二甲氨基吡啶2-3份、木质素20-25份、NBR胶粉60-70份、二辛脂80-100份、甲基丙烯酸甲酯20-30份、2,2'-联吡啶1-2份。
所述木质素改性NBR的制备方法，包括以下步骤：
(1)取木质素，加入到其重量50-80倍的N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌条件下加入4-二甲氨基吡啶，搅拌均匀，送入到冰水浴中，加入2-溴-2-甲基丙酰溴，静止1-2小时，出料，常温搅拌18-20小时，真空抽滤，将滤饼水洗，55℃下真空干燥，得引发剂；
(2)取甲基丙烯酸甲酯，加入到二辛脂中，搅拌均匀，加入NBR胶粉，搅拌均匀，得胶粉掺杂的单体溶液；
(3)取上述引发剂，加入到其重量30-40倍的N,N-二甲基甲酰胺中，加入2,2'-联吡啶，搅拌均匀，在1-2℃的冰水浴中搅拌1-2小时，出料，加入上述胶粉掺杂的单体溶液，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，在75-80℃下反应4-6小时，出料，即得。
所述石墨烯改性氯丁橡胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)预混料制备：取木质素改性NBR，加入到马来酸酐接枝石墨烯溶液中，搅拌条件下加入分散剂，搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，真空干燥，得预混料；
(2)塑炼：取预混料，与氯丁橡胶混合，于开炼机上塑炼，其辊距2-4mm，辊温控制在40-50℃，塑炼10-15min得到塑炼胶；
(3)混炼：混炼分两段进行，一段混炼先将步骤(2)制得的塑炼胶投入密炼机中，密炼1-2min；然后开上顶栓，加入氧化锌、硬脂酸、硬脂酸钙、炭黑，密炼3-5min，排胶温度控制在130-150℃，经翻炼、按厚度8-12mm出片、常温风机冷却制得一段混炼胶，停放6-10h；随后进行二段混炼，取制得的一段混炼胶、硫磺、助交联剂TAIC、投入密炼机中，混炼3-4min，排胶温度控制在120-130℃，经翻炼、按厚度8-12mm出片、常温风机冷却制得二段混炼胶，即石墨烯改性氯丁橡胶；
步骤(1)中，所述的真空干燥的温度为70-80℃，干燥时间为30-40分钟。
高性能橡胶V带，所述橡胶V带采用石墨烯改性氯丁橡胶制备而成；所述橡胶V带的制备过程包括如下步骤：
(1)取石墨烯改性氯丁橡胶，通过冷喂料挤出出片制作成缓冲胶和粘结胶，将缓冲胶、粘结胶与线绳贴合制成线芯；
(2)取石墨烯改性氯丁橡胶，通过冷喂料挤出成型，制作成等腰梯形底胶；
(3)取石墨烯改性氯丁橡胶，化浆后，将帆布放入其中进行浸胶，然后取出烘干，制作成胶帆布；
(4)在覆胶机上，将底胶与线芯复合、切割，再转移到成型包布机上，包覆胶帆布，制作成带坯；
(5)将带坯安装到模具上，硫化后获得橡胶V带产品。
硫化温度为140-160℃，硫化压力为10-15MPa，硫化时间为20-40min。
实施例1：
石墨烯改性氯丁橡胶，配方比例按重量份计如下：包括100份氯丁橡胶、2份硫磺、1份助交联剂TAIC、2份氧化锌、1份硬脂酸、1份硬脂酸钙、30份炭黑、20份马来酸酐接枝石墨烯溶液、10份木质素改性NBR、1份防老剂、1份分散剂。
本实施例中，所述防老剂为防老剂RD，所述分散剂为乙撑基双硬脂酰胺。
本实施例中，所述马来酸酐接枝石墨烯溶液按照以下步骤制得：
(1)将氧化石墨烯加入到其重量50倍的二辛酯中，加热至50℃并高频振荡搅拌6h；
(2)加入马来酸酐，所述氧化石墨烯和马来酸酐的摩尔比为1:1.7，升高温度至70℃，继续搅拌4h，即得。
本实施例中，所述木质素改性NBR的配方比例按重量份计如下：2-溴-2-甲基丙酰溴3份、4-二甲氨基吡啶2份、木质素20份、NBR胶粉60份、二辛脂80份、甲基丙烯酸甲酯20份、2,2'-联吡啶1份。
本实施例中，所述木质素改性NBR按照以下方法步骤制得：
(1)取木质素，加入到其重量50倍的N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌条件下加入4-二甲氨基吡啶，搅拌均匀，送入到冰水浴中，加入2-溴-2-甲基丙酰溴，静止1小时，出料，常温搅拌18小时，真空抽滤，将滤饼水洗，55℃下真空干燥，得引发剂；
(2)取甲基丙烯酸甲酯，加入到二辛脂中，搅拌均匀，加入NBR胶粉，搅拌均匀，得胶粉掺杂的单体溶液；
(3)取上述引发剂，加入到其重量30倍的N,N-二甲基甲酰胺中，加入2,2'-联吡啶，搅拌均匀，在1℃的冰水浴中搅拌1小时，出料，加入上述胶粉掺杂的单体溶液，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，在75℃下反应4小时，出料，即得。
本实施例中，所述氯丁橡胶按照以下步骤制得：
(1)预混料制备：取木质素改性NBR，加入到马来酸酐接枝石墨烯溶液中，搅拌条件下加入分散剂，搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，真空干燥，得预混料；真空干燥的温度为70℃，干燥时间为30分钟；
(2)塑炼：取预混料，与氯丁橡胶混合，于开炼机上塑炼，其辊距2mm，辊温控制在50℃，塑炼10min得到塑炼胶；
(3)混炼：混炼分两段进行，一段混炼先将步骤(2)制得的塑炼胶投入密炼机中，密炼1min；然后开上顶栓，加入氧化锌、硬脂酸、硬脂酸钙、炭黑，密炼3min，排胶温度控制在130℃，经翻炼、按厚度8mm出片、常温风机冷却制得一段混炼胶，停放10h；随后进行二段混炼，取制得的一段混炼胶、硫磺、助交联剂TAIC、投入密炼机中，混炼3min，排胶温度控制在120℃，经翻炼、按厚度8mm出片、常温风机冷却制得二段混炼胶，即石墨烯改性氯丁橡胶；
(4)硫化：将步骤(3)得到的二段混炼胶在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为140℃，硫化压力为10MPa，硫化时间为20min，得到所述石墨烯改性氯丁橡胶的硫化胶。
实施例2
石墨烯改性氯丁橡胶，配方比例按重量份计如下：包括120份氯丁橡胶、7份硫磺、5份助交联剂TAIC、30份氧化锌、5份硬脂酸、2份硬脂酸钙、40份炭黑、20份马来酸酐接枝石墨烯溶液、17份木质素改性NBR、5份防老剂、5份分散剂。
本实施例中，所述防老剂为防老剂MB，所述分散剂为乙撑基双硬脂酰胺。
本实施例中，所述马来酸酐接枝石墨烯溶液按照以下步骤制得：
(1)将氧化石墨烯加入到其重量60倍的二辛酯中，加热至60℃并高频振荡搅拌2h；
(2)加入马来酸酐，所述氧化石墨烯和马来酸酐的摩尔比为1:2，升高温度至80℃，继续搅拌6h，即得。
本实施例中，所述木质素改性NBR的配方比例按重量份计如下：2-溴-2-甲基丙酰溴4份、4-二甲氨基吡啶3份、木质素25份、NBR胶粉70份、二辛脂100份、甲基丙烯酸甲酯30份、2,2'-联吡啶2份。
本实施例中，所述木质素改性NBR按照以下步骤制得：
(1)取木质素，加入到其重量80倍的N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌条件下加入4-二甲氨基吡啶，搅拌均匀，送入到冰水浴中，加入2-溴-2-甲基丙酰溴，静止2小时，出料，常温搅拌20小时，真空抽滤，将滤饼水洗，55℃下真空干燥，得引发剂；
(2)取甲基丙烯酸甲酯，加入到二辛脂中，搅拌均匀，加入NBR胶粉，搅拌均匀，得胶粉掺杂的单体溶液；
(3)取上述引发剂，加入到其重量40倍的N,N-二甲基甲酰胺中，加入2,2'-联吡啶，搅拌均匀，在2℃的冰水浴中搅拌1-2小时，出料，加入上述胶粉掺杂的单体溶液，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，在80℃下反应6小时，出料，即得。
本实施例中，所述氯丁橡胶按照以下步骤制得：
(1)预混料制备：取木质素改性NBR，加入到马来酸酐接枝石墨烯溶液中，搅拌条件下加入分散剂，搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，真空干燥，得预混料；真空干燥的温度为80℃，干燥时间为40分钟；
(2)塑炼：取预混料，与氯丁橡胶混合，于开炼机上塑炼，其辊距4mm，辊温控制在50℃，塑炼15min得到塑炼胶；
(3)混炼：混炼分两段进行，一段混炼先将步骤(2)制得的塑炼胶投入密炼机中，密炼2min；然后开上顶栓，加入氧化锌、硬脂酸、硬脂酸钙、炭黑，密炼5min，排胶温度控制在150℃，经翻炼、按厚度12mm出片、常温风机冷却制得一段混炼胶，停放10h；随后进行二段混炼，取制得的一段混炼胶、硫磺、助交联剂TAIC、投入密炼机中，混炼4min，排胶温度控制在130℃，经翻炼、按厚度12mm出片、常温风机冷却制得二段混炼胶，即石墨烯改性氯丁橡胶；
(4)硫化：将步骤(3)得到的二段混炼胶在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为160℃，硫化压力为15MPa，硫化时间为40min，得到所述石墨烯改性氯丁橡胶的硫化胶。
对比例1(以木质素替代木质素改性NBR)：
石墨烯改性氯丁橡胶，配方比例按重量份计如下：包括100份氯丁橡胶、2份硫磺、1份助交联剂TAIC、2份氧化锌、1份硬脂酸、1份硬脂酸钙、30份炭黑、16份马来酸酐接枝石墨烯溶液、10份木质素、1份防老剂、1份分散剂。
对比例1中，所述防老剂为防老剂RD，所述分散剂为乙撑基双硬脂酰胺。
对比例1中，所述马来酸酐接枝石墨烯溶液按照以下步骤制得：
(1)将氧化石墨烯加入到其重量50倍的二辛酯中，加热至50℃并高频振荡搅拌2h；
(2)加入马来酸酐，所述氧化石墨烯和马来酸酐的摩尔比为1:1.7，升高温度至70℃，继续搅拌4h，即得。
对比例1中，氯丁橡胶的制备方法按照以下步骤制得：
(1)预混料制备：取木质素，加入到马来酸酐接枝石墨烯溶液中，搅拌条件下加入分散剂，搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，真空干燥，得预混料；真空干燥的温度为70℃，干燥时间为30分钟；
(2)塑炼：取预混料，与氯丁橡胶混合，于开炼机上塑炼，其辊距2mm，辊温控制在40℃，塑炼15min得到塑炼胶；
(3)混炼：混炼分两段进行，一段混炼先将步骤(2)制得的塑炼胶投入密炼机中，密炼1min；然后开上顶栓，加入氧化锌、硬脂酸、硬脂酸钙、炭黑，密炼3min，排胶温度控制在130℃，经翻炼、按厚度8mm出片、常温风机冷却制得一段混炼胶，停放6h；随后进行二段混炼，取制得的一段混炼胶、硫磺、助交联剂TAIC、投入密炼机中，混炼3min，排胶温度控制在120℃，经翻炼、按厚度8mm出片、常温风机冷却制得二段混炼胶；
(4)硫化：将步骤(3)得到的二段混炼胶在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为140℃，硫化压力为10MPa，硫化时间为20min，得到硫化胶。
对比例2(以NBR替代木质素改性NBR)：
石墨烯改性氯丁橡胶，配方比例按重量份计如下：包括100份氯丁橡胶、2份硫磺、5份助交联剂TAIC、2份氧化锌、1份硬脂酸、1份硬脂酸钙、30份炭黑、16份马来酸酐接枝石墨烯溶液、10份NBR、1份防老剂、1份分散剂。
对比例2中，所述防老剂为防老剂RD，所述分散剂为乙撑基双硬脂酰胺。
对比例2中，所述马来酸酐接枝石墨烯溶液按照以下步骤制得：
(1)将氧化石墨烯加入到其重量50倍的二辛酯中，加热至50℃并高频振荡搅拌2h；
(2)加入马来酸酐，所述氧化石墨烯和马来酸酐的摩尔比为1:1.7，升高温度至70℃，继续搅拌4h，即得。
所述橡胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)预混料制备：取NBR，加入到马来酸酐接枝石墨烯溶液中，搅拌条件下加入分散剂，搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，真空干燥，得预混料；真空干燥的温度为70℃，干燥时间为30分钟；
(2)塑炼：取预混料，与氯丁橡胶混合，于开炼机上塑炼，其辊距2mm，辊温控制在40℃，塑炼10min得到塑炼胶；
(3)混炼：混炼分两段进行，一段混炼先将步骤(2)制得的塑炼胶投入密炼机中，密炼1min；然后开上顶栓，加入氧化锌、硬脂酸、硬脂酸钙、炭黑，密炼3min，排胶温度控制在130℃，经翻炼、按厚度8mm出片、常温风机冷却制得一段混炼胶，停放6h；随后进行二段混炼，取制得的一段混炼胶、硫磺、助交联剂TAIC、投入密炼机中，混炼3min，排胶温度控制在120℃，经翻炼、按厚度8mm出片、常温风机冷却制得二段混炼胶；
(4)硫化：将步骤(3)得到的二段混炼胶在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为140℃，硫化压力为10MPa，硫化时间为20min，得到硫化胶。
实施例及对比例制得的橡胶性能测试结果如下：
Figure BDA0003823729880000151
上述对本申请中涉及的发明的一般性描述和对其具体实施例的描述不应理解为是对该发明技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本申请的公开，可以在不违背所涉及的发明构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和实施例中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本申请保护范围之内的其它的技术方案。

Claims (10)

1.石墨烯改性氯丁橡胶，其特征在于，配方比例按重量份计如下：100-120份氯丁橡胶、2-7份硫磺、1-5份助交联剂TAIC、2-30份氧化锌、1-5份硬脂酸、1-2份硬脂酸钙、30-40份炭黑、10-17份木质素改性NBR、16-20份马来酸酐接枝石墨烯溶液、1-5份防老剂、1-5份分散剂。
2.根据权利要求1所述的石墨烯改性氯丁橡胶，其特征在于，所述防老剂为防老剂RD、防老剂4020、防老剂BLE、防老剂MB中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的石墨烯改性氯丁橡胶，其特征在于，所述分散剂为乙撑基双硬脂酰胺。
4.根据权利要求1所述的石墨烯改性氯丁橡胶，其特征在于，所述马来酸酐接枝石墨烯溶液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氧化石墨烯加入到其重量50-60倍的二辛酯中，加热至50-60℃，并高频振荡搅拌2-8h；
(2)加入马来酸酐，所述氧化石墨烯和马来酸酐的摩尔比为1:1.7-2，升高温度至70-80℃，继续搅拌4-6h，即得。
5.根据权利要求1所述的石墨烯改性氯丁橡胶，其特征在于，所述木质素改性NBR的配方比例按重量份计如下：2-溴-2-甲基丙酰溴3-4份、4-二甲氨基吡啶2-3份、木质素20-25份、NBR胶粉60-70份、二辛脂80-100份、甲基丙烯酸甲酯20-30份、2,2'-联吡啶1-2份。
6.根据权利要求1所述的石墨烯改性氯丁橡胶，其特征在于，所述木质素改性NBR的制备方法，包括以下步骤：
(1)取木质素，加入到其重量50-80倍的N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌条件下加入4-二甲氨基吡啶，搅拌均匀，送入到冰水浴中，加入2-溴-2-甲基丙酰溴，静止1-2小时，出料，常温搅拌18-20小时，真空抽滤，将滤饼水洗，55℃下真空干燥，得引发剂；
(2)取甲基丙烯酸甲酯，加入到二辛脂中，搅拌均匀，加入NBR胶粉，搅拌均匀，得胶粉掺杂的单体溶液；
(3)取上述引发剂，加入到其重量30-40倍的N,N-二甲基甲酰胺中，加入2,2'-联吡啶，搅拌均匀，在1-2℃的冰水浴中搅拌1-2小时，出料，加入上述胶粉掺杂的单体溶液，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，在75-80℃下反应4-6小时，出料，即得。
7.根据权利要求6所述的石墨烯改性氯丁橡胶，其特征在于，所述石墨烯改性氯丁橡胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)预混料制备：取木质素改性NBR，加入到马来酸酐接枝石墨烯溶液中，搅拌条件下加入分散剂，搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，真空干燥，得预混料；
(2)塑炼：取预混料，与氯丁橡胶混合，于开炼机上塑炼，其辊距2-4mm，辊温控制在40-50℃，塑炼10-15min得到塑炼胶；
(3)混炼：混炼分两段进行，一段混炼先将步骤(2)制得的塑炼胶投入密炼机中，密炼1-2min；然后开上顶栓，加入氧化锌、硬脂酸、硬脂酸钙、炭黑，密炼3-5min，排胶温度控制在130-150℃，经翻炼、按厚度8-12mm出片、常温风机冷却制得一段混炼胶，停放6-10h；随后进行二段混炼，取制得的一段混炼胶、硫磺、助交联剂TAIC、投入密炼机中，混炼3-4min，排胶温度控制在120-130℃，经翻炼、按厚度8-12mm出片、常温风机冷却制得二段混炼胶，备用。
8.根据权利要求7所述的石墨烯改性氯丁橡胶，其特征在于，步骤(1)中，所述的真空干燥的温度为70-80℃，干燥时间为30-40分钟。
9.高性能橡胶V带，其特征在于，所述橡胶V带采用权利要求1-8中任一所述石墨烯改性氯丁橡胶制备而成；
所述橡胶V带的制备过程包括如下步骤：
(1)取石墨烯改性氯丁橡胶，通过冷喂料挤出出片制作成缓冲胶和粘结胶，将缓冲胶、粘结胶与线绳贴合制成线芯；
(2)取石墨烯改性氯丁橡胶，通过冷喂料挤出成型，制作成等腰梯形底胶；
(3)取石墨烯改性氯丁橡胶，化浆后，将帆布放入其中进行浸胶，然后取出烘干，制作成胶帆布；
(4)在覆胶机上，将底胶与线芯复合、切割，再转移到成型包布机上，包覆胶帆布，制作成带坯；
(5)将带坯安装到模具上，硫化后获得橡胶V带产品。
10.根据权利9所述的高性能橡胶V带，其特征在于，硫化温度为140-160℃，硫化压力为10-15MPa，硫化时间为20-40min。
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