(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210932603.X (22)申请日 2022.08.04 (71)申请人 犇星新材 料 （内蒙古） 有限公司 地址 750306 内蒙古自治区阿拉善 盟高新 技术产业开发区巴音敖包工业园区十 五路东侧 (72)发明人 戴百雄　苏星瑞　汪应军　张建广　 张硕　黄继文　白时兵　 (74)专利代理 机构 武汉知产时代知识产权代理 有限公司 42 238 专利代理师 王佩 (51)Int.Cl. C08L 9/06(2006.01) C08L 7/00(2006.01) C08L 9/00(2006.01)C08K 3/04(2006.01) C08K 3/22(2006.01) C08K 5/09(2006.01) C08K 3/06(2006.01) C08K 7/26(2006.01) C08J 3/22(2006.01) (54)发明名称 一种多相橡胶/石墨烯复合胎用母 粒及其制 备方法与应用 (57)摘要 本发明提供了一种多相橡胶/石墨烯复合胎 用母粒及其制备方法与应用。 采用多种橡胶材料 混合炼胶后， 与石墨烯材料混合在固相力化学反 应制得多相橡胶/石墨烯复合胎用母粒。 相比于 传统干法或湿法制备石墨烯/单相橡胶复合材 料， 提高石墨烯在不同相容性橡胶中的分散效 果， 从而增强其在不同橡胶界面结合力， 增强其 力学性能热性能等， 制备方法包括： 将不同比例 橡胶进行密炼； 通过固相力化学反应器将不同比 例石墨烯和密炼胶进行碾磨得到复合胎用母粒； 再按不同比例母 粒与多种橡胶 进行混炼(开炼或 密炼)得到胎用橡胶， 此方法相较于溶液法， 乳液 法等方法简单， 成本低廉， 绿色环保， 制的成 品相 较于单相橡胶母 粒法成品性能更佳， 且此方法利 于工业化生产。 权利要求书1页 说明书6页 附图3页 CN 115418035 A 2022.12.02 CN 115418035 A 1.一种多相橡胶/石墨烯复合胎用母粒的制备 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 多相橡胶复合材 料的制备 将多种橡胶材料按预设比例在密炼机中炼胶混合， 添加助剂混合均匀， 得到多相橡胶 复合材料； 所述橡胶材 料包括丁苯橡胶、 天然橡胶和顺 丁橡胶中任一种或多种； S2、 多相橡胶/石墨烯的复合胎用母粒的制备 将步骤S1所得多相橡胶复合材料与石墨烯材料一起加入固相力化学反应器中进行多 次碾磨， 从而得到多相橡胶/石墨烯的复合胎用母粒。 2.如权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 步骤S1中， 按质量份数计， 所述橡胶材料 包括天然橡胶5 0‑80份、 顺丁橡胶10 ‑40份、 丁苯橡胶10 ‑50份。 3.如权利 要求2所述的制备方法， 其特征在于， 步骤S1中， 密炼机工作温度100～ 140℃， 转速30～100转/min， 时间3‑10min。 4.如权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 步骤S2中， 所述石墨烯材料包括氧化石 墨烯、 还原氧化石墨烯、 掺杂氮石墨烯、 掺磷石墨烯和膨胀石墨烯中的任一种。 5.如权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 步骤S2中， 在固相力化学反应器中碾磨 时， 碾磨次数5～10 0次， 磨盘温度5～3 0℃， 磨盘转速为3 0～400r/min， 磨盘压力0～5 MPa。 6.一种采用 如权利要求1 ‑5中任一项所述的制备方法制备得到的多相橡胶/石墨烯复 合胎用母粒。 7.一种胎用复合材料， 其特征在于， 采用 如权利要求5所述的多相橡胶/石墨烯复合胎 用母粒炼胶制得。 8.一种如权利要求7 所述的胎用复合材 料的制备 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 将多相橡胶/石墨烯复合胎用母粒和多种橡胶材料按预设比例在开炼机中炼胶混 合， 添加助剂混合均匀， 得到第一胶料； 所述橡胶材料包括丁苯橡胶、 天然橡胶和顺丁橡胶 中任一种或多种； S2、 将氧化锌、 硬脂酸和防老剂加入到第一胶料中， 继续混 炼均匀， 得第二胶料； S3、 将炭黑加入到第二胶料中， 继续混 炼均匀， 得第三胶料； S4、 将促进剂NS和促进剂 D加入到第三胶料中， 继续混 炼均匀， 得第四胶料； S5、 将硫磺加入到第四胶料中， 继续混 炼均匀， 得胎用复合材 料。 9.一种如权利要求8所述的胎用复合材料的制备方法， 其特征在于， 按质量分数计， 各 物料投料量为多相橡胶/石墨烯复合胎用母粒0.5 ‑10份、 天然橡胶50 ‑80份、 顺丁橡胶10 ‑40 份、 丁苯橡胶10 ‑50份、 炭黑20 ‑80份、 防老剂1 ‑3份、 氧化锌1 ‑5份、 硬脂酸1 ‑3份、 促进剂D   0.5‑1.5份、 促进剂NS  0.5‑1.5份、 硫磺1 ‑2份。 10.一种如权利要求8所述的胎用复合材料的制备方法， 其特征在于， 开炼机的工作温 度5～40℃， 前后辊转速10～10 0转/min。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115418035 A 2一种多相橡胶/石墨烯复合胎用母粒 及其制备方 法与应用 技术领域 [0001]本发明涉及橡胶 聚合物生产技术领域， 具体涉及一种多相橡胶/石墨烯复合胎用 母粒及其制备 方法与应用。 背景技术 [0002]石墨烯因其优异的电、 热、 磁、 力学等性能， 广泛应用于橡胶复合材料领域。 但是， 石墨烯片层之间较强的范德华力容易造成团聚现象， 使其难以在聚合物基体中剥离和分 散。 所以通常用表面含氧基团较多的氧化石墨烯与聚合物基体混合， 然后将其原位还原成 石墨烯， 以提高填料在复合材 料中的分散性， 进 而提高复合材 料各方面的性能。 [0003]目前石墨烯/橡胶基复合材料的制 备方法主要有3种， 即胶乳共混法、 溶液共混法 和熔融共混法。 胶乳共混法可以使填料在橡胶基体中均匀分散， 改善熔融共混法中填料与 橡胶基体界面相互作用差的缺点， 但适用对 象有局限性； 而溶液共混法能提高石墨烯的分 散， 但具有 溶剂污染和难回收等局限性， 难以实现工业化， 目前实现工业制备复合胎用母粒 的方法只有胶乳共混法， 但其使用对 象仅限于天然橡胶等单一组分胶， 熔融共混法是实现 工业化的理想方法， 但由于其对石墨烯的分散效果较差难以制备应用型轮胎材 料。 发明内容 [0004]本发明的目的在于， 针对现有技术的上述不足， 提供了一种多相橡胶/石墨烯复合 胎用母粒及其制备 方法与应用。 [0005]为实现上述目的， 本发明采用如下的技 术方案： [0006]本发明的第一目的在于提供一种多相橡胶/石墨烯复合胎用母粒的制 备方法， 包 括以下步骤： [0007]步骤S1， 多相橡胶复合材 料的制备 [0008]将多种橡胶材料按预设比例在密炼机中炼胶混合， 添加助剂混合均匀， 得到多相 橡胶复合材 料； 所述橡胶材 料包括丁苯橡胶、 天然橡胶和顺 丁橡胶； [0009]步骤S2， 多相橡胶/石墨烯的复合胎用母粒的制备 [0010]将步骤S1所得多相橡胶复合材料与石墨烯材料一起加入固相力化学反应器中进 行多次碾磨， 从而得到多相橡胶/石墨烯的复合胎用母粒。 [0011]进一步的， 步骤S1中， 按质量份数计， 所述橡胶材料包括天然橡胶 50‑80份、 顺丁橡 胶10‑40份、 丁苯橡胶10 ‑50份、 丁腈橡胶0‑40份、 异戊橡胶0 ‑30份和集成橡胶0 ‑30份。 [0012]进一步的， 步骤S1中， 密炼机工作温度100～140℃， 转速30～100转/min， 时间3 ‑ 10min。 [0013]进一步的， 步骤S2中， 在 固相力化学反应器中碾磨 时， 碾磨次数5～100次， 磨盘温 度5～30℃， 磨盘转速为3 0～400r/min， 磨盘压力0～5 MPa。 [0014]本发明的第二目的在于提供一种多相橡胶/石墨烯复合胎用母粒， 采用上述的制 备方法得到 。说　明　书 1/6 页 3 CN 115418035 A 3