本發明涉及一種氣密層膠及其制備方法，尤其是一種含有石墨烯/氧化石墨烯天然橡膠復合母料的氣密層膠及其制備方法，屬于輪胎制備
技術領域：
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背景技術：
：石墨烯(GE)是從石墨材料中剝離出來，由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。2004年英國曼徹斯特大學成功從石墨中分離出石墨烯，2010年獲得諾貝爾物理學獎。石墨烯是目前強度最高，韌性最好，重量最輕、透光率最高、導電性最佳的一種具有優異力學、熱學和電學性能的新型碳材料。石墨烯為二維片層材料，具有大的比表面積，對氣體分子具有優異的阻隔性。由于二維石墨烯片層在橡膠復合材料中形成“曲折道路”效應，阻礙氣體分子直接滲透，從而可以顯著降低橡膠復合材料的氣體滲透率，提高橡膠復合材料的氣體阻隔性。同時，石墨烯的比表面積越大和取向排列可以形成更大的“曲折道路”效應。技術實現要素：本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種氣密層膠及其制備方法，降低橡膠復合材料的氣體滲透率，提高橡膠復合材料的氣體阻隔性，克服現有石墨烯在橡膠基體中分散困難、界面作用差的問題。按照本發明提供的技術方案，所述氣密層膠，其特征是，包括以下組份，組份比例按重量份數計：溴化丁基膠80～100份、丁基再生膠40～50份、石墨烯/氧化石墨烯天然橡膠復合母料5～15份、炭黑55～70份、硬脂酸0.5～0.7份、芳烴油5.0～7.0、均勻劑9.0～12.0、C5石油樹脂5.0～7.0、硫磺粉0.5～0.7份、促進劑1.5～2.0份和氧化鋅1.0～1.25份。在一個具體實施方式中，所述炭黑為N660炭黑。在一個具體實施方式中，所述石墨烯/氧化石墨烯天然橡膠復合母料為含有5％石墨烯和5％氧化石墨烯的天然橡膠母料，石墨烯厚度小于2nm，氧化石墨烯的厚度小于2nm。在一個具體實施方式中，所述均勻劑為均勻劑40MSF。在一個具體實施方式中，所述促進劑為促進劑DM。在一個具體實施方式中，所述氧化鋅為氧化鋅80。所述氣密層膠的制備方法，其特征是，包括以下步驟，組份比例按重量份數計：(1)塑煉：將5～15份石墨烯/氧化石墨烯天然橡膠復合母料在開煉機上過輥，開煉機輥距為1.3±0.15mm，輥溫保持在70±5℃，過輥3～5分鐘，再加入溴化丁基膠80～100份、丁基再生膠40～50份一起混煉，持續過輥3～5分鐘后，下片；(2)一段混煉：將步驟(1)混煉均勻的橡膠加入密煉機中，混煉30±2s，密煉機溫度為100±2℃，轉子轉速為60±2r/min；再加入硬脂酸0.5～0.7份、均勻劑9.0～12.0份、C5石油樹脂5.0～7.0份，接著加入炭黑55～70份、芳烴油5.0～7.0份，混煉至120～125℃排膠，得到一段母膠；(3)第一次靜置：將一段混煉得到的一段母膠置于空氣中冷卻12小時；(4)終煉：終煉在開煉機上進行，終煉的溫度為100～110℃，開煉機輥距為4±0.2mm，將二段母膠在開煉機上過輥，過輥1～1.5分鐘，加入硫磺粉0.5～0.7份、促進劑1.5～2.0份、氧化鋅1.0～1.25份，過輥1.5～2分鐘，左右各割刀3次，調節輥距至最小，打三角包6次，之后打卷4次，下片，即得到所述的氣密層膠成品。在一個具體實施方式中，所述步驟(1)和(4)中，開煉機輥筒的直徑為160mm，輥筒寬度為320mm，前后輥筒速比為1:1.4。在一個具體實施方式中，所述步驟(2)中，密煉機轉子為剪切式轉子，密煉機容量為1L。本發明所述的氣密層膠及其制備方法，制備方法簡單，步驟易于操作，制備得到的氣密層膠氣體滲透率降低。具體實施方式下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。本發明中所使用的溴化丁基膠為溴化丁基膠BB2255，德國埃克森公司生產；丁基再生膠為南通回力公司生產；石墨烯/氧化石墨烯天然橡膠復合母料外購于成都創威新材料有限公司；N660炭黑外購于天津卡博特股份有限公司；芳烴油為上海綠菱公司生產；C5石油樹脂外購于元白化工有限公司；硫磺粉外購于朝陽天銘有限公司；氧化鋅80外購于山東陽谷華泰有限公司；硬脂酸外購于江陰朝陽精細化工有限公司；促進劑DM外購于山東尚舜有限公司。實施例一：一種氣密層膠的制備方法，包括以下步驟，組份比例按重量份數計：(1)塑煉：將5份石墨烯/氧化石墨烯天然橡膠復合母料在開煉機上過輥，開煉機輥距為1.3±0.15mm，輥溫保持在70±5℃，過輥3～5分鐘，再加入溴化丁基膠80份、丁基再生膠40份一起混煉，持續過輥3分鐘后，下片；(2)一段混煉：將步驟(1)混煉均勻的橡膠加入密煉機中，混煉30s，密煉機溫度為100℃，轉子轉速為60r/min；再加入硬脂酸0.5份、均勻劑9.0份、C5石油樹脂5.0份，接著加入炭黑55份、芳烴油5.0份，混煉至120℃排膠，得到一段母膠；(3)第一次靜置：將一段混煉得到的一段母膠置于空氣中冷卻12小時；(4)終煉：終煉在開煉機上進行，終煉的溫度為100℃，開煉機輥距為4±0.2mm，將二段母膠在開煉機上過輥，過輥1.5分鐘，加入硫磺粉0.5份、促進劑2.0份、氧化鋅1.25份，過輥2分鐘，左右各割刀3次，調節輥距至最小，打三角包6次，之后打卷4次，下片，即得到所述的氣密層膠成品。上述工藝中，開煉機輥筒的直徑為160mm，輥筒寬度為320mm，前后輥筒速比為1:1.4。密煉機轉子為剪切式轉子，密煉機容量為1L。實施例二：一種氣密層膠的制備方法，包括以下步驟，組份比例按重量份數計：(1)塑煉：將10份石墨烯/氧化石墨烯天然橡膠復合母料在開煉機上過輥，開煉機輥距為1.3±0.15mm，輥溫保持在70±5℃，過輥3分鐘，再加入溴化丁基膠80份、丁基再生膠40份一起混煉，持續過輥3分鐘后，下片；(2)一段混煉：將步驟(1)混煉均勻的橡膠加入密煉機中，混煉30±2s，密煉機溫度為100±2℃，轉子轉速為60±2r/min；再加入硬脂酸0.5份、均勻劑9.0份、C5石油樹脂5.0份，接著加入炭黑55份、芳烴油5.0份，混煉至125℃排膠，得到一段母膠；(3)第一次靜置：將一段混煉得到的一段母膠置于空氣中冷卻12小時；(4)終煉：終煉在開煉機上進行，終煉的溫度為110℃，開煉機輥距為4±0.2mm，將二段母膠在開煉機上過輥，過輥1分鐘，加入硫磺粉0.5份、促進劑2.0份、氧化鋅1.25份，過輥1.5分鐘，左右各割刀3次，調節輥距至最小，打三角包6次，之后打卷4次，下片，即得到所述的氣密層膠成品。上述工藝中，開煉機輥筒的直徑為160mm，輥筒寬度為320mm，前后輥筒速比為1:1.4。密煉機轉子為剪切式轉子，密煉機容量為1L。實施例三：一種氣密層膠的制備方法，包括以下步驟，組份比例按重量份數計：(1)塑煉：將10份石墨烯/氧化石墨烯天然橡膠復合母料在開煉機上過輥，開煉機輥距為1.3±0.15mm，輥溫保持在70±5℃，過輥4分鐘，再加入溴化丁基膠90份、丁基再生膠45份一起混煉，持續過輥4分鐘后，下片；(2)一段混煉：將步驟(1)混煉均勻的橡膠加入密煉機中，混煉30±2s，密煉機溫度為100±2℃，轉子轉速為60±2r/min；再加入硬脂酸0.6份、均勻劑10份、C5石油樹脂6.0份，接著加入炭黑60份、芳烴油6.0份，混煉至120℃排膠，得到一段母膠；(3)第一次靜置：將一段混煉得到的一段母膠置于空氣中冷卻12小時；(4)終煉：終煉在開煉機上進行，終煉的溫度為105℃，開煉機輥距為4±0.2mm，將二段母膠在開煉機上過輥，過輥1.2分鐘，加入硫磺粉0.6份、促進劑1.6份、氧化鋅1.2份，過輥1.6分鐘，左右各割刀3次，調節輥距至最小，打三角包6次，之后打卷4次，下片，即得到所述的氣密層膠成品。上述工藝中，開煉機輥筒的直徑為160mm，輥筒寬度為320mm，前后輥筒速比為1:1.4。密煉機轉子為剪切式轉子，密煉機容量為1L。對比例一：與實施例一的制備方法完全相同，只是未添加石墨烯/氧化石墨烯天然橡膠復合母料。對實施例一和對比例一制備得到的含有石墨烯/氧化石墨烯天然橡膠復合母料的氣密層膠進行性質檢測，結果如表1所示。表1性能厚度/mm透氣量/cm3/m2·d·0.1MPa實施例1222.189實施例2220.975實施例3218.161對比例1230.516由表1可知，與對比例一的膠料相比，采用本發明實施例1～實施例3制備的含有石墨烯/氧化石墨烯天然橡膠復合母料的氣密層膠透氣量明顯降低，隨著石墨烯/氧化石墨烯天然橡膠復合母料加入量的增加，透氣量減少。本發明所述含有石墨烯/氧化石墨烯天然橡膠復合母料的氣密層膠，制備方法簡單，步驟易于操作，制備得到的氣密層膠氣體滲透率低，氣體阻隔性提高。當前第1頁1 2 3