技术摘要：
本发明提供一种石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合材料及其生产工艺，本发明通过乳液聚合法制备石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合材料，通过工艺控制使得本发明获得的石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合材料具有拉伸强度高、断裂伸长率大的特点，且获得的生胶易于加工和储存。
背景技术：
丙烯酸酯橡胶(简称ACM)是以丙烯酸烷基酯为主要单体与少量交联体单体共聚而 成的一类特种合成橡胶，由于结构上的特点，丙烯酸酯橡胶具有优良的耐热性、耐油性、抗 氧化性、耐候性以及耐油性。与此同时，丙烯酸酯橡胶在力学性能和加工性能相比较氟橡胶 和硅橡胶具有显著优势，价格较氟橡胶低廉。近些年来，以丙烯酸酯橡胶为基础的特种密封 件、液压油管、电缆护套等在汽车、航空航天等重要领域广泛应用，显现出其日益重要的商 业价值。 现有制备丙烯酸酯橡胶的方法获得的丙烯酸酯橡胶往往存在拉伸强度低、断裂伸 长率低的缺陷，且制备丙烯酸酯橡胶的生胶不易储存。
技术实现要素：
本发明的第一目的是提供一种石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合材料的生产工艺，用以 克服现有技术中丙烯酸酯橡胶往往拉伸强度低、断裂伸长率低、生胶不易储存等缺陷。 本发明的第二目的是提供一种石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合材料。 为了实现上述的第一目的，本发明提供一种石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合材料的生 产工艺，包括以下工序：(1)将2-5重量份的乳化剂与100重量份的去离子水投进预混釜内， 搅拌使之充分溶解后加入到反应釜中，此时反应釜内的温度加热到40-43℃并保温；(2)在 连续通氮气条件下将10-12重量份的丙烯酸乙酯、7-8重量份的丙烯酸丁酯、1-2重量份的氯 乙酸乙烯酯加入到预混釜中使三种单体充分混合，预混釜的温度控制在30-33℃；(3)在持 续通氮气条件下将步骤(2)的预混釜内的1/3料液流进入反应釜，反应釜升温达到80-82℃ 时，加入1-1.5重量份的引发剂，控制在此期间反应釜温度为82-85℃，反应1h后将反应釜降 温，当反应釜内温度降至40-43℃时，进行第二次加料进入反应釜，加料量仍为总量的1/3， 重复以上步骤直至反应料液反应完全后在80-82℃保温2小时，得到丙烯酸酯橡胶乳液；(4) 向丙烯酸酯橡胶乳液中加入5-8重量份的氧化石墨烯水溶液，充分搅拌均匀，得到石墨烯/ 丙烯酸酯橡胶乳液；(5)将石墨烯/丙烯酸酯橡胶乳液加入陈化釜内，控制乳液温度在50-55 ℃，自然陈化1-2h；(6)将陈化后的乳液和30-35％的NaCl溶液加入凝聚池中，在50-55℃的 温度范围内破乳凝聚成胶粒；(7)将胶粒送入烘房内进行烘胶，直至胶内无水为止，得到生 胶；(8)将生胶硫化，得石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合材料。 进一步的方案是，乳化剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠。 进一步的方案是，引发剂为K2S2O8/NaHSO3复合引发剂。 进一步的方案是，氧化石墨烯由Hummers法制备得到，氧化石墨烯的浓度为3％- 5％。 5 CN 111592613 A 说 明 书 2/5 页 优选地，包括以下工序：(1)将2重量份的乳化剂与100重量份的去离子水投进预混 釜内，搅拌使之充分溶解后加入到反应釜中，此时反应釜内的温度加热到42℃并保温；(2) 在连续通氮气条件下将11重量份的丙烯酸乙酯、7重量份的丙烯酸丁酯、2重量份的氯乙酸 乙烯酯加入到预混釜中使三种单体充分混合，预混釜的温度控制在32℃；(3)在持续通氮气 条件下将步骤(2)的预混釜内的1/3料液流进入反应釜，反应釜升温达到82℃时，加入1重量 份的引发剂，控制在此期间反应釜温度为85℃，反应1h后将反应釜降温，当反应釜内温度降 至40℃时，进行第二次加料进入反应釜，加料量仍为总量的1/3，重复以上步骤直至反应料 液反应完全后在82℃保温2小时，得到丙烯酸酯橡胶乳液；(4)向丙烯酸酯橡胶乳液中加入8 重量份的氧化石墨烯水溶液，充分搅拌均匀，得到石墨烯/丙烯酸酯橡胶乳液；(5)将石墨 烯/丙烯酸酯橡胶乳液加入陈化釜内，控制乳液温度在50℃，自然陈化2h；(6)将陈化后的乳 液和30％的NaCl溶液加入凝聚池中，在55℃的温度范围内破乳凝聚成胶粒；(7)将胶粒送入 烘房内进行烘胶，直至胶内无水为止，得到生胶；(8)将生胶硫化，得石墨烯/丙烯酸酯橡胶 复合材料。 优选地，包括以下工序：(1)将3重量份的乳化剂与100重量份的去离子水投进预混 釜内，搅拌使之充分溶解后加入到反应釜中，此时反应釜内的温度加热到43℃并保温；(2) 在连续通氮气条件下将12重量份的丙烯酸乙酯、7重量份的丙烯酸丁酯、1重量份的氯乙酸 乙烯酯加入到预混釜中使三种单体充分混合，预混釜的温度控制在33℃；(3)在持续通氮气 条件下将步骤(2)的预混釜内的1/3料液流进入反应釜，反应釜升温达到82℃时，加入1.2重 量份的引发剂，控制在此期间反应釜温度为85℃，反应1.5h后将反应釜降温，当反应釜内温 度降至43℃时，进行第二次加料进入反应釜，加料量仍为总量的1/3，重复以上步骤直至反 应料液反应完全后在80℃保温2小时，得到丙烯酸酯橡胶乳液；(4)向丙烯酸酯橡胶乳液中 加入5重量份的氧化石墨烯水溶液，充分搅拌均匀，得到石墨烯/丙烯酸酯橡胶乳液；(5)将 石墨烯/丙烯酸酯橡胶乳液加入陈化釜内，控制乳液温度在52℃，自然陈化1.3h；(6)将陈化 后的乳液和32％的NaCl溶液加入凝聚池中，在52℃的温度范围内破乳凝聚成胶粒；(7)将胶 粒送入烘房内进行烘胶，直至胶内无水为止，得到生胶；(8)将生胶硫化，得石墨烯/丙烯酸 酯橡胶复合材料。 优选地，包括以下工序：(1)将5重量份的乳化剂与100重量份的去离子水投进预混 釜内，搅拌使之充分溶解后加入到反应釜中，此时反应釜内的温度加热到42℃并保温；(2) 在连续通氮气条件下将10重量份的丙烯酸乙酯、8重量份的丙烯酸丁酯、2重量份的氯乙酸 乙烯酯加入到预混釜中使三种单体充分混合，预混釜的温度控制在30℃；(3)在持续通氮气 条件下将步骤(2)的预混釜内的1/3料液流进入反应釜，反应釜升温达到80℃时，加入1.5重 量份的引发剂，控制在此期间反应釜温度为85℃，反应1h后将反应釜降温，当反应釜内温度 降至40℃时，进行第二次加料进入反应釜，加料量仍为总量的1/3，重复以上步骤直至反应 料液反应完全后在81℃保温2小时，得到丙烯酸酯橡胶乳液；(4)向丙烯酸酯橡胶乳液中加 入6重量份的氧化石墨烯水溶液，充分搅拌均匀，得到石墨烯/丙烯酸酯橡胶乳液；(5)将石 墨烯/丙烯酸酯橡胶乳液加入陈化釜内，控制乳液温度在55℃，自然陈化1h；(6)将陈化后的 乳液和35％的NaCl溶液加入凝聚池中，在50℃的温度范围内破乳凝聚成胶粒；(7)将胶粒送 入烘房内进行烘胶，直至胶内无水为止，得到生胶；(8)将生胶硫化，得石墨烯/丙烯酸酯橡 胶复合材料。 6 CN 111592613 A 说 明 书 3/5 页 为了实现上述的第二目的，本发明提供的石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合材料采用上 述生产工艺获得。 进一步的方案是，石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合材料的拉伸强度为52.1-55.6MPa。 进一步的方案是，石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合材料的断裂伸长率为328-330％。 本发明的有益效果是：(1)本发明通过乳液聚合法制备石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合 材料，通过工艺控制使得本发明获得的石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合材料具有拉伸强度高、断 裂伸长率大的特点。 (2)本发明获得石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合材料生胶易于加工和储存。
本发明提供一种石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合材料及其生产工艺，本发明通过乳液聚合法制备石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合材料，通过工艺控制使得本发明获得的石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合材料具有拉伸强度高、断裂伸长率大的特点，且获得的生胶易于加工和储存。
背景技术：
丙烯酸酯橡胶(简称ACM)是以丙烯酸烷基酯为主要单体与少量交联体单体共聚而 成的一类特种合成橡胶，由于结构上的特点，丙烯酸酯橡胶具有优良的耐热性、耐油性、抗 氧化性、耐候性以及耐油性。与此同时，丙烯酸酯橡胶在力学性能和加工性能相比较氟橡胶 和硅橡胶具有显著优势，价格较氟橡胶低廉。近些年来，以丙烯酸酯橡胶为基础的特种密封 件、液压油管、电缆护套等在汽车、航空航天等重要领域广泛应用，显现出其日益重要的商 业价值。 现有制备丙烯酸酯橡胶的方法获得的丙烯酸酯橡胶往往存在拉伸强度低、断裂伸 长率低的缺陷，且制备丙烯酸酯橡胶的生胶不易储存。
技术实现要素：
本发明的第一目的是提供一种石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合材料的生产工艺，用以 克服现有技术中丙烯酸酯橡胶往往拉伸强度低、断裂伸长率低、生胶不易储存等缺陷。 本发明的第二目的是提供一种石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合材料。 为了实现上述的第一目的，本发明提供一种石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合材料的生 产工艺，包括以下工序：(1)将2-5重量份的乳化剂与100重量份的去离子水投进预混釜内， 搅拌使之充分溶解后加入到反应釜中，此时反应釜内的温度加热到40-43℃并保温；(2)在 连续通氮气条件下将10-12重量份的丙烯酸乙酯、7-8重量份的丙烯酸丁酯、1-2重量份的氯 乙酸乙烯酯加入到预混釜中使三种单体充分混合，预混釜的温度控制在30-33℃；(3)在持 续通氮气条件下将步骤(2)的预混釜内的1/3料液流进入反应釜，反应釜升温达到80-82℃ 时，加入1-1.5重量份的引发剂，控制在此期间反应釜温度为82-85℃，反应1h后将反应釜降 温，当反应釜内温度降至40-43℃时，进行第二次加料进入反应釜，加料量仍为总量的1/3， 重复以上步骤直至反应料液反应完全后在80-82℃保温2小时，得到丙烯酸酯橡胶乳液；(4) 向丙烯酸酯橡胶乳液中加入5-8重量份的氧化石墨烯水溶液，充分搅拌均匀，得到石墨烯/ 丙烯酸酯橡胶乳液；(5)将石墨烯/丙烯酸酯橡胶乳液加入陈化釜内，控制乳液温度在50-55 ℃，自然陈化1-2h；(6)将陈化后的乳液和30-35％的NaCl溶液加入凝聚池中，在50-55℃的 温度范围内破乳凝聚成胶粒；(7)将胶粒送入烘房内进行烘胶，直至胶内无水为止，得到生 胶；(8)将生胶硫化，得石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合材料。 进一步的方案是，乳化剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠。 进一步的方案是，引发剂为K2S2O8/NaHSO3复合引发剂。 进一步的方案是，氧化石墨烯由Hummers法制备得到，氧化石墨烯的浓度为3％- 5％。 5 CN 111592613 A 说 明 书 2/5 页 优选地，包括以下工序：(1)将2重量份的乳化剂与100重量份的去离子水投进预混 釜内，搅拌使之充分溶解后加入到反应釜中，此时反应釜内的温度加热到42℃并保温；(2) 在连续通氮气条件下将11重量份的丙烯酸乙酯、7重量份的丙烯酸丁酯、2重量份的氯乙酸 乙烯酯加入到预混釜中使三种单体充分混合，预混釜的温度控制在32℃；(3)在持续通氮气 条件下将步骤(2)的预混釜内的1/3料液流进入反应釜，反应釜升温达到82℃时，加入1重量 份的引发剂，控制在此期间反应釜温度为85℃，反应1h后将反应釜降温，当反应釜内温度降 至40℃时，进行第二次加料进入反应釜，加料量仍为总量的1/3，重复以上步骤直至反应料 液反应完全后在82℃保温2小时，得到丙烯酸酯橡胶乳液；(4)向丙烯酸酯橡胶乳液中加入8 重量份的氧化石墨烯水溶液，充分搅拌均匀，得到石墨烯/丙烯酸酯橡胶乳液；(5)将石墨 烯/丙烯酸酯橡胶乳液加入陈化釜内，控制乳液温度在50℃，自然陈化2h；(6)将陈化后的乳 液和30％的NaCl溶液加入凝聚池中，在55℃的温度范围内破乳凝聚成胶粒；(7)将胶粒送入 烘房内进行烘胶，直至胶内无水为止，得到生胶；(8)将生胶硫化，得石墨烯/丙烯酸酯橡胶 复合材料。 优选地，包括以下工序：(1)将3重量份的乳化剂与100重量份的去离子水投进预混 釜内，搅拌使之充分溶解后加入到反应釜中，此时反应釜内的温度加热到43℃并保温；(2) 在连续通氮气条件下将12重量份的丙烯酸乙酯、7重量份的丙烯酸丁酯、1重量份的氯乙酸 乙烯酯加入到预混釜中使三种单体充分混合，预混釜的温度控制在33℃；(3)在持续通氮气 条件下将步骤(2)的预混釜内的1/3料液流进入反应釜，反应釜升温达到82℃时，加入1.2重 量份的引发剂，控制在此期间反应釜温度为85℃，反应1.5h后将反应釜降温，当反应釜内温 度降至43℃时，进行第二次加料进入反应釜，加料量仍为总量的1/3，重复以上步骤直至反 应料液反应完全后在80℃保温2小时，得到丙烯酸酯橡胶乳液；(4)向丙烯酸酯橡胶乳液中 加入5重量份的氧化石墨烯水溶液，充分搅拌均匀，得到石墨烯/丙烯酸酯橡胶乳液；(5)将 石墨烯/丙烯酸酯橡胶乳液加入陈化釜内，控制乳液温度在52℃，自然陈化1.3h；(6)将陈化 后的乳液和32％的NaCl溶液加入凝聚池中，在52℃的温度范围内破乳凝聚成胶粒；(7)将胶 粒送入烘房内进行烘胶，直至胶内无水为止，得到生胶；(8)将生胶硫化，得石墨烯/丙烯酸 酯橡胶复合材料。 优选地，包括以下工序：(1)将5重量份的乳化剂与100重量份的去离子水投进预混 釜内，搅拌使之充分溶解后加入到反应釜中，此时反应釜内的温度加热到42℃并保温；(2) 在连续通氮气条件下将10重量份的丙烯酸乙酯、8重量份的丙烯酸丁酯、2重量份的氯乙酸 乙烯酯加入到预混釜中使三种单体充分混合，预混釜的温度控制在30℃；(3)在持续通氮气 条件下将步骤(2)的预混釜内的1/3料液流进入反应釜，反应釜升温达到80℃时，加入1.5重 量份的引发剂，控制在此期间反应釜温度为85℃，反应1h后将反应釜降温，当反应釜内温度 降至40℃时，进行第二次加料进入反应釜，加料量仍为总量的1/3，重复以上步骤直至反应 料液反应完全后在81℃保温2小时，得到丙烯酸酯橡胶乳液；(4)向丙烯酸酯橡胶乳液中加 入6重量份的氧化石墨烯水溶液，充分搅拌均匀，得到石墨烯/丙烯酸酯橡胶乳液；(5)将石 墨烯/丙烯酸酯橡胶乳液加入陈化釜内，控制乳液温度在55℃，自然陈化1h；(6)将陈化后的 乳液和35％的NaCl溶液加入凝聚池中，在50℃的温度范围内破乳凝聚成胶粒；(7)将胶粒送 入烘房内进行烘胶，直至胶内无水为止，得到生胶；(8)将生胶硫化，得石墨烯/丙烯酸酯橡 胶复合材料。 6 CN 111592613 A 说 明 书 3/5 页 为了实现上述的第二目的，本发明提供的石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合材料采用上 述生产工艺获得。 进一步的方案是，石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合材料的拉伸强度为52.1-55.6MPa。 进一步的方案是，石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合材料的断裂伸长率为328-330％。 本发明的有益效果是：(1)本发明通过乳液聚合法制备石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合 材料，通过工艺控制使得本发明获得的石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合材料具有拉伸强度高、断 裂伸长率大的特点。 (2)本发明获得石墨烯/丙烯酸酯橡胶复合材料生胶易于加工和储存。
