【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化学材料领域，尤其涉及一种抗湿滑树脂改性氧化石墨烯/橡胶复合材料及制备方法。
技术介绍
1、节油、抗湿滑、高耐磨的轮胎对于能源节约、行驶安全和大气污染治理等意义重大，是欧盟标签法制定的依据，也是轮胎技术和产业的未来发展趋势。随着轮胎行业的标准越来越高，传统的助剂已经不能够满足要求，人们开始尝试向胎面胶中引入树脂和氧化石墨烯等新型填料以改善胎面胶的“魔三角”。
2、氧化石墨烯作为一种片状填料，常被引入到橡胶基体中构建氧化石墨烯填料网络结构，以及改善填料-基体的界面，从而提升橡胶材料的各种性能。氧化石墨烯表面含有丰富的含氧官能团，使得其能够进行多种功能化改性以适应不同的使用需求。在橡胶中加入少量的氧化石墨烯便能够使得材料的磨耗性能跟滚阻性能得到较大的提升，然而其在抗湿滑方面仍有较大的改进空间。
3、树脂主要用来提高橡胶的粘度和强度，作为加工助剂，在胎面胶中常起到增塑作用。其能够改善材料的加工性能，提高填料的分散率。由于树脂具有较高的玻璃化转变温度，在引入橡胶材料后往往会出现相分离结构，改变材料表面的微观粗糙度，使得胶料在湿滑路面的性能得以提升。
4、使用树脂改性氧化石墨烯，能够进一步改善氧化石墨烯在橡胶复合材料中的分散，从而构筑更加完善的氧化石墨烯填料网络结构，改善填料-橡胶的界面。同时，树脂改性氧化石墨烯中含有的亲水基团的及树脂改性氧化石墨烯中/橡胶复合材料表面粗糙度的增加，使得材料具有更好的刺破水膜能力，氧化石墨烯/橡胶复合材料湿滑性可得到进一步提升。
5、现阶段对于
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种抗湿滑树脂改性氧化石墨烯/橡胶复合材料及制备方法，在橡胶基体中，构建相分离结构、树脂/氧化石墨烯填料网络以及填料-橡胶界面，提高材料的高频损耗和表面微观粗糙度，用于改进氧化石墨烯/橡胶复合材料的湿滑性能，以解决或者至少缓解现有技术中存在的至少一个问题。
2、本专利技术提供了一种抗湿滑树脂改性氧化石墨烯/橡胶复合材料的制备方法，该方法包括：
3、取过量的马来酸酐、树脂以及引发剂在30～250℃下搅拌反应0.1～10h，得到马来酸酐接枝改性的低聚树脂；
4、将过量的马来酸酐接枝改性的树脂、氧化石墨烯、催化剂置于溶剂中，40～100℃下搅拌反应0.1～10h，得到树脂改性的氧化石墨烯；
5、将得到的树脂改性的氧化石墨烯、橡胶、纳米填料、防老剂及增塑剂，在混合设备中混合均匀，进一步加入交联助剂，得到分散均匀的混炼胶；
6、将混炼胶在120～200℃高温硫化，在高温硫化反应中，树脂发生塑性流动形成相分离结构，氧化石墨烯吸附交联助剂形成交联点，从而形成均匀的树脂-氧化石墨烯-交联剂-橡胶界面网络和能量耗散体系，得到抗湿滑性能优异的树脂改性氧化石墨烯/橡胶复合材料。
7、本专利技术抗湿滑树脂的加入一方面增强了氧化石墨烯的分散，另一方面形成了新的填料-橡胶界面。
8、本专利技术通过使用树脂改性氧化石墨烯，能够进一步改善氧化石墨烯在橡胶复合材料中的分散，从而构筑更加完善的氧化石墨烯填料网络结构，改善填料-橡胶的界面。同时，树脂改性氧化石墨烯中含有的亲水基团的及树脂改性氧化石墨烯中/橡胶复合材料表面粗糙度的增加，使得材料具有更好的刺破水膜能力，氧化石墨烯/橡胶复合材料湿滑性可得到进一步提升。
9、作为本专利技术一种优选的实施方式，所述树脂为碳5石油树脂、碳9石油树脂、古马隆树脂、双环戊二烯树脂、萜烯树脂中的一种或多种的混合物。
10、作为本专利技术一种优选的实施方式，所述树脂和所述马来酸酐的官能团摩尔比1:1～1:5。
11、作为本专利技术一种优选的实施方式，所述引发剂为叔丁基过氧化氢、二叔丁基过氧化物、过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰中的一种或多种的混合物。
12、作为本专利技术一种优选的实施方式，所述催化剂为浓硫酸、过氧化苯甲酸、对甲苯磺酸、4-二甲氨基吡啶中的一种或多种的混合物。
13、作为本专利技术一种优选的实施方式，所述溶剂为水、乙醇、四氢呋喃、甲苯、对二甲苯、n,n-二甲基甲酰胺中的一种或多种的混合物。
14、作为本专利技术一种优选的实施方式，所述混合设备为开炼机、捏合机、密炼机中的一种或多种组合。
15、作为本专利技术一种优选的实施方式，所述橡胶为天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、硅橡胶中的一种或多种的混合物。
16、作为本专利技术一种优选的实施方式，所述纳米填料为二氧化硅、炭黑、陶土、碳酸钙、粘土、高岭土中的一种或多种的混合物。
17、作为本专利技术一种优选的实施方式，所述交联助剂包括交联剂和/或助交联剂。
18、作为本专利技术一种优选的实施方式，所述交联剂为硫磺、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)、过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化异丙基苯中的一种或多种的混合物。
19、作为本专利技术一种优选的实施方式，所述助交联剂为1,3-二苯(d)、n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(cz)、n-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(ns)、三烯丙基异氰脲酸酯中的一种或多种的混合物。
20、作为本专利技术一种优选的实施方式，各组分的重量份数如下：橡胶100份、树脂改性氧化石墨烯0.5～20份、纳米填料20～120份、交联剂0.2～6份、助交联剂0.1～6份、防老剂0.5～6份以及增塑剂5～30份。
21、本专利技术提供了一种抗湿滑树脂改性氧化石墨烯/橡胶复合材料，所述抗湿滑树脂改性氧化石墨烯/橡胶复合材料由本专利技术提供的所述抗湿滑树脂改性氧化石墨烯/橡胶复合材料的制备方法制备而得。
22、与现有技术相比，本专利技术至少具有如下有益效果：
23、本专利技术通过采用树脂改性氧化石墨烯，可以改变橡胶的微观结构：(1)材料内部相分离结构；(2)氧化石墨烯交联网络结构；(3)树脂-氧化石墨烯-交联剂-橡胶界面网络和能量耗散体系。三种结构在材料体系中相互配合，促进了橡胶的高频损耗，同时对材料的强度有较大的增益，使得橡胶材料同时具有优异的耐磨性能、滚阻性能和抗湿滑性能。
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1.一种抗湿滑树脂改性氧化石墨烯/橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述抗湿滑树脂改性氧化石墨烯/橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述树脂和所述马来酸酐的官能团摩尔比1:1～1:5；所述树脂包括碳5石油树脂、碳9石油树脂、古马隆树脂、双环戊二烯树脂、萜烯树脂中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述抗湿滑树脂改性氧化石墨烯/橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述引发剂包括叔丁基过氧化氢、二叔丁基过氧化物、过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述抗湿滑树脂改性氧化石墨烯/橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括浓硫酸、过氧化苯甲酸、对甲苯磺酸、4-二甲氨基吡啶中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述抗湿滑树脂改性氧化石墨烯/橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括水、乙醇、四氢呋喃、甲苯、对二甲苯、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述抗湿滑树脂改性氧化石墨烯/橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述橡胶包括天然橡胶
7.根据权利要求1所述抗湿滑树脂改性氧化石墨烯/橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述纳米填料包括二氧化硅、炭黑、陶土、碳酸钙、粘土、高岭土中的一种或多种。
8.根据权利要求1～7任一所述抗湿滑树脂改性氧化石墨烯/橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述交联助剂包括交联剂和/或助交联剂；所述交联剂包括硫磺、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)、过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化异丙基苯中的一种或多种；所述助交联剂包括1,3-二苯、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、三烯丙基异氰脲酸酯中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述抗湿滑树脂改性氧化石墨烯/橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述树脂改性的氧化石墨烯、所述橡胶、所述纳米填料、所述防老剂、所述增塑剂及所述交联助剂各组分的重量份数如下：所述橡胶100份、所述树脂改性氧化石墨烯0.5～20份、所述纳米填料20～120份、所述交联剂0.2～6份、所述助交联剂0.1～6份、所述防老剂0.5～6份以及所述增塑剂5～30份。
10.一种抗湿滑树脂改性氧化石墨烯/橡胶复合材料，其特征在于，所述抗湿滑树脂改性氧化石墨烯/橡胶复合材料由权利要求1～9任一所述抗湿滑树脂改性氧化石墨烯/橡胶复合材料的制备方法制备而得。
...【技术特征摘要】
1.一种抗湿滑树脂改性氧化石墨烯/橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述抗湿滑树脂改性氧化石墨烯/橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述树脂和所述马来酸酐的官能团摩尔比1:1～1:5；所述树脂包括碳5石油树脂、碳9石油树脂、古马隆树脂、双环戊二烯树脂、萜烯树脂中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述抗湿滑树脂改性氧化石墨烯/橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述引发剂包括叔丁基过氧化氢、二叔丁基过氧化物、过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述抗湿滑树脂改性氧化石墨烯/橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括浓硫酸、过氧化苯甲酸、对甲苯磺酸、4-二甲氨基吡啶中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述抗湿滑树脂改性氧化石墨烯/橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括水、乙醇、四氢呋喃、甲苯、对二甲苯、n,n-二甲基甲酰胺中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述抗湿滑树脂改性氧化石墨烯/橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述橡胶包括天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶、丁基橡胶、三元乙丙橡胶中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述抗湿滑树脂改性氧化石墨烯...
【专利技术属性】
技术研发人员：温世鹏，吴颂，刘力，吴晨静，马勇，王锋，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：
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