專利名稱：一種導(dǎo)熱天然橡膠復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橡膠復(fù)合材料，具體涉及一種導(dǎo)熱天然橡膠復(fù)合材料，本發(fā)明還涉及 該導(dǎo)熱天然橡膠復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
天然橡膠是橡膠工業(yè)使用最廣泛的品種，在橡膠工業(yè)中具有舉足輕重的地位。然 而，天然橡膠是熱的不良導(dǎo)體，在動態(tài)條件下所產(chǎn)生的熱不能夠快速的傳遞出去，導(dǎo)致材料 的溫度升高，性能變差，使用壽命縮短，因此，提高天然橡膠復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能十分必要。石墨具有與層狀硅酸鹽類似的片層結(jié)構(gòu)，其導(dǎo)熱性能優(yōu)異，導(dǎo)熱系數(shù)在116 235W/(m K)之間，與金屬相近，并且石墨易被濃硝酸、濃硫酸等氧化成為可膨脹石墨。可膨 脹石墨作為一種石墨層間化合物，經(jīng)高溫膨化后可得到疏松多孔的蠕蟲狀膨脹石墨。膨脹 石墨具有密度小、體積大的特點，在相同添加質(zhì)量份數(shù)的情況下，在復(fù)合材料中具有更大的 體積份數(shù)，從而更易形成有效的導(dǎo)熱網(wǎng)鏈，更有效的提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)。經(jīng)過表面處 理的膨脹石墨不但可以提高和天然橡膠的相容性，而且還可以改善在復(fù)合材料中的分散均 勻性，同時由于石墨價格低廉，因此還可以有效的降低成本。目前，還未見利用石墨來提高天然橡膠導(dǎo)熱性的報道，也沒有相應(yīng)的利用石墨來 制備導(dǎo)熱橡膠的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)無法通過利用石墨來制備導(dǎo)熱天然橡膠的問題，而提 供了 一種導(dǎo)熱天然橡膠復(fù)合材料及其制備方法。一種導(dǎo)熱天然橡膠復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟
(1)導(dǎo)熱填料的制備
將天然鱗片石墨浸沒在體積比為3:1的濃硫酸和濃硝酸的混合溶液中，天然鱗片 石墨的質(zhì)量與混合溶液的體積比為1(g): 5(mL)，40°C下超聲處理，超聲功率為50 300W, 0. 5 2小時，過濾，水洗至pH=6. 8 7. 2，40°C下真空干燥20 28小時后，用粉碎機(jī) 粉碎，得到可膨脹石墨，然后在馬弗爐中在900°C 1000°C膨脹1 3分鐘，得到蠕蟲狀的膨 脹石墨，即得導(dǎo)熱填料；
(2)導(dǎo)熱填料的表面處理
將導(dǎo)熱填料浸泡到濃度為廣5%的表面處理劑溶液中，超聲處理0. 5^2小時，超聲功率 為50 300W，過濾，真空干燥，得到經(jīng)過表面處理的導(dǎo)熱填料；
(3)導(dǎo)熱天然橡膠復(fù)合材料的制備
在開放式煉膠機(jī)上，先將天然橡膠塑煉，待其包輥后依次加入硬脂酸、氧化鋅、防老劑、 炭黑、導(dǎo)熱填料、石蠟油、促進(jìn)劑和硫化劑，其中天然橡膠、炭黑、導(dǎo)熱填料的質(zhì)量比為100 30 80 30 300，然后進(jìn)行混煉，混煉均勻后下片，得到混煉膠，將混煉膠在室溫下放置 24小時，然后硫化成型，即得成品。
進(jìn)一步地，所述的天然鱗片石墨的粒度為300 2000目。所述的表面處理劑為硅烷偶聯(lián)劑的乙醇溶液或鈦酸酯偶聯(lián)劑的乙醇溶液。所述的天然橡膠為煙片膠。所述的炭黑為乙炔炭黑。根據(jù)本發(fā)明所述方法制得的導(dǎo)熱天然橡膠復(fù)合材料。將依據(jù)本發(fā)明所述方法制得的導(dǎo)熱天然橡膠復(fù)合材料進(jìn)行性能測試?yán)煨阅馨?照GB/T528-92測定，導(dǎo)熱系數(shù)按照穩(wěn)態(tài)平板法測定，分別對添加粒度為300目、1000目、 1500目、2000目的石墨所制得的導(dǎo)熱橡膠的拉伸強(qiáng)度進(jìn)行測定，結(jié)果如下表所示
權(quán)利要求
一種導(dǎo)熱天然橡膠復(fù)合材料的制備方法，其特征是包括以下步驟(1)導(dǎo)熱填料的制備將天然鱗片石墨浸沒在體積比為3:1的濃硫酸和濃硝酸的混合溶液中，天然鱗片石墨的質(zhì)量與混合溶液的體積比為1(g): 5(mL)，40℃下超聲處理0.5~2小時，超聲功率為50～300W,過濾，水洗至pH=6.8～7.2，40℃下真空干燥20～28小時后，用粉碎機(jī)粉碎，得到可膨脹石墨，然后于馬弗爐中在900℃~1000℃膨脹1～3分鐘，得到蠕蟲狀的膨脹石墨，即為導(dǎo)熱填料；(2)導(dǎo)熱填料的表面處理將導(dǎo)熱填料浸泡到濃度為1~5%的表面處理劑溶液中，超聲處理0.5~2小時，超聲功率為50～300W,過濾，真空干燥，得到經(jīng)過表面處理的導(dǎo)熱填料；(3)導(dǎo)熱天然橡膠復(fù)合材料的制備在開放式煉膠機(jī)上，先將天然橡膠塑煉，待其包輥后依次加入硬脂酸、氧化鋅、防老劑、炭黑、導(dǎo)熱填料、石蠟油、促進(jìn)劑和硫化劑，其中天然橡膠、炭黑、導(dǎo)熱填料的質(zhì)量比為10030～8030～300，然后進(jìn)行混煉，混煉均勻后下片，得到混煉膠，將混煉膠在室溫下放置24小時，然后硫化成型，即得成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)熱天然橡膠復(fù)合材料的制備方法，其特征是所述的天 然鱗片石墨的粒度為300 2000目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種導(dǎo)熱天然橡膠復(fù)合材料的制備方法，其特征是所述 的表面處理劑為硅烷偶聯(lián)劑的乙醇溶液或鈦酸酯偶聯(lián)劑的乙醇溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種導(dǎo)熱天然橡膠復(fù)合材料的制備方法，其特征是所述 的天然橡膠為煙片膠。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種導(dǎo)熱天然橡膠復(fù)合材料的制備方法，其特征是所述 的炭黑為乙炔炭黑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的任何一種導(dǎo)熱天然橡膠復(fù)合材料的制備方法制得的導(dǎo)熱 天然橡膠復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種導(dǎo)熱天然橡膠復(fù)合材料及其制備方法，屬于橡膠復(fù)合材料領(lǐng)域，解決現(xiàn)有技術(shù)無法通過利用石墨的優(yōu)良性能，來提高天然橡膠的導(dǎo)熱性能的問題。制備方法包括(1)導(dǎo)熱填料的制備將天然鱗片石墨浸沒在濃硫酸和濃硝酸的混合溶液中，超聲處理,過濾，水洗，干燥粉碎，膨脹處理；(2)導(dǎo)熱填料的表面處理將導(dǎo)熱填料浸泡到表面處理劑溶液中，超聲處理，過濾干燥；(3)導(dǎo)熱天然橡膠復(fù)合材料的制備:先將天然橡膠塑煉，待其包輥后加入加入其它原料進(jìn)行混煉，然后硫化成型，即得成品。本發(fā)明利用膨脹石墨優(yōu)良的導(dǎo)熱性能和高的長徑比來制備導(dǎo)熱天然橡膠復(fù)合材料，制得的橡膠復(fù)合材料具有導(dǎo)熱性能優(yōu)異、易于散熱等優(yōu)點。
文檔編號C08K5/09GK101942122SQ20101051386
公開日2011年1月12日 申請日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者劉亞青, 張博, 張志毅, 趙貴哲 申請人:中北大學(xué)