一种二氧化钛/石墨烯改性的丁腈复合橡胶及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种二氧化钛/石墨烯改性的丁腈复合橡胶及其制备方法，具体制备工艺为：将乙醇和苄醇的混合溶液中加入盐酸水溶液，搅拌均匀，形成溶液A，将四氯化钛加入乙醇和苄醇的混合溶液中，搅拌均匀，形成溶液B，将溶液B和氧化石墨烯溶液同时滴加入溶液A中，滴加同时高速搅拌，得到二氧化钛/氧化石墨烯复合溶胶；将二氧化钛/氧化石墨烯复合溶胶在超临界二氧化碳流体的作用下，抽提干燥，经真空加热还原，得到二氧化钛/石墨烯复合纳米粉末；将二氧化钛/石墨烯复合纳米粉末加入到丁腈乳液中，搅拌均匀后，加入沉淀剂，剪碎水洗，烘干，得到二氧化钛/石墨烯改性的丁腈复合橡胶。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化钛/石墨烯改性的丁腈复合橡胶及其制备方法
本专利技术属于橡胶材料
，具体涉及一种二氧化钛/石墨烯改性的丁腈复合橡胶及其制备方法。
技术介绍
石墨烯是碳材料的二维同素异形体，在理想状态下呈现出蜂巢的六元环周期性排列堆积，因此石墨烯中的每个碳原子都通过σ键与临近的三个碳原子相连，三个杂化轨道形成强的化学共价键，组成sp2杂化结构，组成三个120°的键角，因此，石墨烯具有极高的力学性能，导电性能和导热性能等。石墨烯的制备方法中使用最为广泛的是氧化还原法，氧化还原法是先将石墨经过强氧化剂的处理，使石墨的表面和层间带上一些含氧的基团形成氧化石墨烯，然后将氧化石墨烯分离，从而得到石墨烯材料。但是石墨烯的制备工艺在实际使用还无法大量使用，制备的石墨烯在宏观上的力学性能还是比较低的，因此通常需要将石墨烯与其他材料进行复合，以获得性能更加优异的石墨烯复合材料。中国专利CN106566010A公开的一种含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料及其制备方法，用三羟甲基氨基甲烷加入去离子水中，调节溶液的pH值至8.5，加入多巴胺，混合均匀得到多巴胺水溶液，将高介电陶瓷粒子加入多巴胺水溶液中，机械搅拌，调节pH值至中性，抽滤，真空干燥，得到聚多巴胺包覆陶瓷颗粒；将氧化石墨烯分散在去离子水中，超声处理，加入银离子水溶液，继续超声处理，加入聚多巴胺包覆陶瓷颗粒，机械搅拌，调节pH值至中性，抽滤，真空干燥，得到含银的壳核氧化石墨烯陶瓷填料，将含银的壳核氧化石墨烯填料加入水合肼的氨水溶液中，机械搅拌，调节pH值至中性，抽滤，真空干燥，得到含银的壳核石墨烯陶瓷填料；将含银的壳核石墨烯陶瓷填料与橡胶基体混合，加入硫化剂，在双辊开炼机上混炼均匀，出片、混炼胶停放、平板硫化机上硫化，得到含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料。由上述现有技术可知，通过将石墨烯与材料复合可制备得到电学、热学和力学等优异性能的复合材料。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种二氧化钛/石墨烯改性的丁腈复合橡胶及其制备方法，本专利技术将氧化石墨烯加入到二氧化钛溶胶凝胶的制备工艺中，将两者充分复合，再利用超临界干燥和真空高温技术，制备得到二氧化钛/石墨烯纳米粉末，最后通过湿法共混，得到二氧化钛/石墨烯改性的丁腈复合橡胶。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种二氧化钛/石墨烯改性的丁腈复合橡胶的制备方法，包括以下步骤：(1)将乙醇和苄醇的混合溶液中加入盐酸水溶液，搅拌均匀，形成溶液A，将四氯化钛加入乙醇和苄醇的混合溶液中，搅拌均匀，形成溶液B，将溶液B和氧化石墨烯溶液同时滴加入溶液A中，滴加同时高速搅拌，得到二氧化钛/氧化石墨烯复合溶胶；(2)将步骤(1)制备的二氧化钛/氧化石墨烯复合溶胶置于超临界流体装置中，在超临界二氧化碳流体的作用下，抽提干燥，得到二氧化钛/氧化石墨烯复合纳米粉末；(3)将步骤(2)制备的二氧化钛/氧化石墨烯复合纳米粉末经真空加热还原，得到二氧化钛/石墨烯复合纳米粉末；(4)将步骤(3)制备的二氧化钛/石墨烯复合纳米粉末加入到丁腈乳液中，搅拌均匀后，加入沉淀剂，剪碎水洗，烘干，得到二氧化钛/石墨烯改性的丁腈复合橡胶。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，乙醇和苄醇的混合溶液中乙醇和苄醇的体积比为1：0.5-1.5。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，四氯化钛和氧化石墨烯的摩尔比为1:0.3-0.5。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，高速搅拌的转速为8000-10000r/min，温度为70-80℃，时间为4-6h。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，二氧化钛/氧化石墨烯复合溶胶中二氧化钛的含量为2-3mg/mL，二氧化钛的粒径为5-20nm。作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，抽提干燥的压力为7.5-8MPa，温度为33-35℃，时间为1-3h。作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，真空加热还原的真空度为0.001-0.005Pa，温度为900-1200℃，时间为2-4h。作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，二氧化钛/石墨烯复合纳米粉末的粒径为25-50nm。作为上述技术方案的优选，所述步骤(4)中，沉淀剂为氯化钙。本专利技术还提供所述的任一一种二氧化钛/石墨烯改性的丁腈复合橡胶，其特征在于：所述二氧化钛/石墨烯改性的丁腈复合橡胶中二氧化钛/石墨烯复合纳米粉末和丁腈乳液的质量比为1:80-100。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术制备的二氧化钛/石墨烯改性的丁腈复合橡胶中的改性剂为二氧化钛/石墨烯粉末材料，本专利技术采用溶胶凝胶法制备二氧化钛/氧化石墨烯复合溶胶，在二氧化钛制备的过程中加入氧化石墨烯，使二氧化钛/氧化石墨烯复合溶胶中二氧化钛与氧化石墨烯分布均匀，再利用超临界流体技术和高温还原技术，制备得到粒径小，不易团聚的二氧化钛/石墨烯复合粉末，然后将二氧化钛/石墨烯复合粉末通过湿法共混工艺与丁腈橡胶复合，将二氧化钛/石墨烯复合粉末均匀分散于丁腈橡胶中，使丁腈橡胶中各部分均一，保证了丁腈橡胶的各向均一性。(2)本专利技术制备的二氧化钛/石墨烯改性的丁腈复合橡胶因为添加了二氧化钛/石墨烯粉末材料，石墨烯与二氧化钛复合，将二氧化钛的光催化性能与石墨烯的优异的电学和光学性能相集合，使制备的丁腈复合橡胶材料对紫外光和微电流具有强烈的敏感性，而且二氧化钛/石墨烯改性的丁腈复合橡胶具有良好的机械性能和弹性，因此，本专利技术制备的二氧化钛/石墨烯改性的丁腈复合橡胶的耐老化性更佳，更能满足多种领域的使用要求。具体实施方式下面将结合具体实施例来详细说明本专利技术，在此本专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。实施例1：(1)将体积比为1：0.5的乙醇和苄醇的混合溶液中加入盐酸水溶液，搅拌均匀，形成pH为2.5的溶液A，将四氯化钛加入体积比为1：0.5的乙醇和苄醇的混合溶液中，搅拌均匀，形成溶液B，按照四氯化钛和氧化石墨烯的摩尔比为1:0.3，将溶液B和氧化石墨烯溶液同时滴加入溶液A中，在以2ml/min的速率滴加，同时，以8000r/min的转速，在70℃下高速搅拌4h，得到二氧化钛/氧化石墨烯复合溶胶，其中，二氧化钛/氧化石墨烯复合溶胶中二氧化钛的含量为2mg/mL，二氧化钛的粒径为5-20nm。(2)将二氧化钛/氧化石墨烯复合溶胶置于超临界流体装置中，在7.5MPa和33℃的条件下，在超临界二氧化碳流体的作用下抽提干燥1h，得到二氧化钛/氧化石墨烯复合纳米粉末。(3)将二氧化钛/氧化石墨烯复合纳米粉末在0.001Pa真空度下，在900℃下加热还原2h，得到粒径为25nm的二氧化钛/石墨烯复合纳米粉末。(4)按照二氧化钛/石墨烯改性的丁腈复合橡胶中二氧化钛/石墨烯复合纳米粉末和丁腈乳液的质量比为1:80，将二氧化钛/石墨烯复合纳米粉末加入到丁腈乳液中，搅拌均匀后，加入氯化钙沉淀剂，剪碎水洗，在60℃下烘干，得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化钛/石墨烯改性的丁腈复合橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将乙醇和苄醇的混合溶液中加入盐酸水溶液，搅拌均匀，形成溶液A，将四氯化钛加入乙醇和苄醇的混合溶液中，搅拌均匀，形成溶液B，将溶液B和氧化石墨烯溶液同时滴加入溶液A中，滴加同时高速搅拌，得到二氧化钛/氧化石墨烯复合溶胶；/n(2)将步骤(1)制备的二氧化钛/氧化石墨烯复合溶胶置于超临界流体装置中，在超临界二氧化碳流体的作用下，抽提干燥，得到二氧化钛/氧化石墨烯复合纳米粉末；/n(3)将步骤(2)制备的二氧化钛/氧化石墨烯复合纳米粉末经真空加热还原，得到二氧化钛/石墨烯复合纳米粉末；/n(4)将步骤(3)制备的二氧化钛/石墨烯复合纳米粉末加入到丁腈乳液中，搅拌均匀后，加入沉淀剂，剪碎水洗，烘干，得到二氧化钛/石墨烯改性的丁腈复合橡胶。/n

【技术特征摘要】
1.一种二氧化钛/石墨烯改性的丁腈复合橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将乙醇和苄醇的混合溶液中加入盐酸水溶液，搅拌均匀，形成溶液A，将四氯化钛加入乙醇和苄醇的混合溶液中，搅拌均匀，形成溶液B，将溶液B和氧化石墨烯溶液同时滴加入溶液A中，滴加同时高速搅拌，得到二氧化钛/氧化石墨烯复合溶胶；
(2)将步骤(1)制备的二氧化钛/氧化石墨烯复合溶胶置于超临界流体装置中，在超临界二氧化碳流体的作用下，抽提干燥，得到二氧化钛/氧化石墨烯复合纳米粉末；
(3)将步骤(2)制备的二氧化钛/氧化石墨烯复合纳米粉末经真空加热还原，得到二氧化钛/石墨烯复合纳米粉末；
(4)将步骤(3)制备的二氧化钛/石墨烯复合纳米粉末加入到丁腈乳液中，搅拌均匀后，加入沉淀剂，剪碎水洗，烘干，得到二氧化钛/石墨烯改性的丁腈复合橡胶。


2.根据权利要求1所述的一种二氧化钛/石墨烯改性的丁腈复合橡胶的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，乙醇和苄醇的混合溶液中乙醇和苄醇的体积比为1：0.5-1.5。


3.根据权利要求1所述的一种二氧化钛/石墨烯改性的丁腈复合橡胶的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，四氯化钛和氧化石墨烯的摩尔比为1:0.3-0.5。


4.根据权利要求1所述的一种二氧化钛/石墨烯改性的丁腈复合橡胶的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，高速搅拌的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锦云，
申请(专利权)人：羚鲨贸易东莞有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44