本發(fā)明涉及一種橡膠及其制備方法，特別是涉及一種阻燃功能橡膠及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著科技的飛速發(fā)展，阻燃劑是僅次于增塑劑的第二大添加劑，廣泛應用于電子電氣、家具織物、建筑材料、交通工具等領(lǐng)域。它默默地為我們筑起一道防火墻，阻止或減緩火災的發(fā)生或蔓延。鹵素阻燃劑是最先被發(fā)現(xiàn)的阻燃劑，其阻燃原理主要是利用鹵元素在燃燒后產(chǎn)生大量不可燃氣體阻止材料進一步燃燒。膨脹型阻燃劑是一類發(fā)展極快的環(huán)保型阻燃劑。膨脹型阻燃劑以磷氮為主要阻燃元素，同時在高聚物受熱時會在表面產(chǎn)生一層均勻的炭層，隔熱、隔氧、抑煙、并能防止產(chǎn)生熔滴，而且不會產(chǎn)生有毒氣體。為了達到理想的阻燃效果，通常需要添加較大量的膨脹型阻燃劑，但是，體系中基體與阻燃劑、納米協(xié)效劑、納米增強劑的界面親和力主要依賴于它們之間的物理相互作用。由于它們之間表面能差異較大，界面相容性不好，從而在混煉膠時形成大量缺陷和空隙，導致橡膠體系的阻燃效率提高有限、力學性能下降明顯。同時，由于傳統(tǒng)膨脹型阻燃劑在材料基體中易團聚以及與材料基體相容性差的原因，會導致阻燃劑在材料基體中出現(xiàn)分散不均勻、易向基體表面遷移以及熱穩(wěn)定性差等現(xiàn)象。這大大影響了材料的力學性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種阻燃功能橡膠及其制備方法，本發(fā)明將石墨烯進行功能化，然后將功能化石墨烯接枝到環(huán)氧化天然橡膠上，極大的提高了天然橡膠的熱性能并保留了其原有的力學性能。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種阻燃功能橡膠，所述功能橡膠由下列物質(zhì)按質(zhì)量分數(shù)混合而成：天然橡膠 50~80份；石墨烯橡膠功能材料 20~50份；硬脂酸 1~4份；氧化鋅 3~5份；促進劑CZ 1~4份；防老劑4010 1~3份；炭黑10~30份；硫磺 1~3份；石蠟2~10份。

一種阻燃功能橡膠制備方法，所述方法包括以下制備具體步驟：

（1）苯甲酸功能化石墨烯的制備，1~2g對氨基苯甲酸和0.2~0.4g氫氧化鈉加入到反應容器中, 并加入50~100ml蒸餾水，然后在0~5℃情況下緩慢加入0.5~1g亞硝酸鈉和5~10ml濃度在20%的HCl并攪拌45~60min；把超聲后的0.2~0.5g石墨烯加入到溶液中并在0~5℃攪拌3~4h；最后把所得溶液的PH值調(diào)到2~3并用透析膜透析2~3次，最后把所得產(chǎn)品用有機溶劑洗到中性；

（2）環(huán)氧化天然橡膠的制備，10~50g含量為60%天然膠乳溶解到100~200ml蒸餾水中，然后加入20~40ml過氧乙酸在0~5℃超聲攪拌10~20h，所得產(chǎn)物進行干燥—漂洗—干燥得到環(huán)氧化天然橡膠；

（3）石墨烯橡膠功能材料的制備，準備10~50g環(huán)氧化天然橡膠并剪碎溶解到100~200ml二甲苯當中，然后在80~120℃下加入1~10ml N'N~二環(huán)己基碳二亞胺( DCC) 和1~5g 4－二甲氨基吡啶( DMAP)并攪拌5~20min，然后加入0.5~5g苯甲酸功能化石墨烯并攪拌2~8h，最后干燥得到石墨烯橡膠功能材料；

（4）最后將上述材料在開煉機上塑煉10~20分鐘，24小時后平板硫化即得。

本發(fā)明的優(yōu)點與效果是：

本發(fā)明將石墨烯進行功能化，然后將功能化石墨烯接枝到環(huán)氧化天然橡膠上。以日常生活和生產(chǎn)中應用廣泛的天然橡膠為基材，從分子設計角度出發(fā)將石墨烯進行功能化并和環(huán)氧化天然橡膠進行一體化，有效的改善了傳統(tǒng)阻燃劑在橡膠基體中易團聚、分散性差、抗表面遷移能力弱、與橡膠基體相容性差添加量大等問題，極大的提高了天然橡膠的熱性能并保留了其原有的力學性能。

附圖說明

圖1為苯甲酸功能化石墨烯的合成機理圖；

圖2為環(huán)氧化天然橡膠的合成機理圖；

圖3為阻燃劑和環(huán)氧化天然橡膠一體化的合成機理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

實施例1：

將50g環(huán)氧化天然橡膠溶解在200ml二甲苯中，然后加入10ml N'N~二環(huán)己基碳二亞胺( DCC) 和5g 4－二甲氨基吡啶( DMAP)并攪拌20min，最后加入20g苯甲酸功能化石墨烯并在95℃的情況下攪拌8h。然后干燥—洗滌—干燥，得到石墨烯橡膠功能材料，取功能橡膠20g；天然橡膠80 g；硫磺2.0 g；促進劑CZ 1g；硬脂酸4g；氧化鋅5 g；防老劑1 g；液體石蠟2 g；炭黑30 g置于開煉機中，于 55℃的溫度下混煉，24小時后平板硫化即得阻燃天然橡膠。

苯甲酸功能化石墨烯的合成機理式如圖1所示。

環(huán)氧化天然橡膠合成機理式如圖2所示。

阻燃劑和環(huán)氧化天然橡膠一體化的合成機理式如圖3所示。