本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種石墨烯改性的TPR，將石墨烯經(jīng)過偶聯(lián)劑的作用后加入到特定性能的TPR、高分子聚合物、有機(jī)聚合物中，然后加入填料、抗氧化劑、助劑升溫反應(yīng)，最后在擠出機(jī)中擠出后冷卻烘干進(jìn)行造粒即得。所得的石墨烯改性的TPR具有適宜的硬度彈性、優(yōu)秀的抗老化性能、耐候性能、力學(xué)性能。其可以應(yīng)用于塑膠跑道，將所得熱塑性彈性體在螺桿擠出機(jī)中擠塑成基體卷材，然后將其鋪灑于上述基體卷材表面后進(jìn)入壓延輥，冷卻后即得性能優(yōu)異的塑膠跑道卷材。塑膠跑道卷材制備過程中選用的材料均為環(huán)保無污染的材料，而且所得合成橡膠體系中分子間作用力和交聯(lián)鏈的可調(diào)控性強(qiáng)，有利于后期對(duì)石墨烯改性的TPR的回收利用。墨烯改性的TPR的回收利用。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種石墨烯改性的TPR及應(yīng)用
[0001]本專利技術(shù)涉及的是TPR的應(yīng)用領(lǐng)域，C08K3/04，尤其涉及一種石墨烯改性的TPR及應(yīng)用。
技術(shù)介紹
[0002]健康的生活方式是人們所追求的，其中就包括健身跑步，有著塑膠跑道的地方往往會(huì)吸引更多的人群。塑膠跑道又稱全天候田徑運(yùn)動(dòng)跑道，理想的塑膠跑道應(yīng)具有平整度好、抗壓強(qiáng)度高、硬度彈性適當(dāng)、耐磨、耐拉伸性能好，有優(yōu)秀的地面附著力。高質(zhì)量的塑膠跑道有助于運(yùn)動(dòng)員速度和技術(shù)的發(fā)揮，也可以避免普通人群健身運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生嚴(yán)重摔傷，降低受傷程度。而由于塑膠跑道長(zhǎng)時(shí)間是處于露天環(huán)境的，因而，難免會(huì)遇到高溫、低溫交替發(fā)生的情況，這樣也就直接影響到了塑膠跑道的使用壽命。
[0003]石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3％的光，并且石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料，具有高填充性、獨(dú)特的抗菌性能和發(fā)射遠(yuǎn)紅外線的功能。因此，將石墨烯用于研究塑膠跑道可以從多方面改善其性能，延長(zhǎng)其使用年限。
[0004]專利CN201710459864.3公開了一種耐磨防滑塑膠跑道及制備方法，耐磨防滑塑膠跑道由上到下依次為防滑耐磨層、韌性加強(qiáng)層、基底層和水泥石粉穩(wěn)定層，通過將三元乙丙橡膠、聚苯硫醚、聚酯纖維和增塑劑熔融混合后加入石墨烯及其他助劑準(zhǔn)備耐磨防滑層，還同時(shí)利用石墨烯改性環(huán)氧樹脂制備膠黏劑，所得的塑膠跑道具有較好的防滑耐磨性、奶水耐腐蝕性，但是塑膠跑道的多層結(jié)構(gòu)隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)還是會(huì)不可避免的存在分層的問題。專利CN201910602926.0公開了一種耐磨型塑膠跑道澆筑材料的制備方法，提到將聚醚多元醇、多異氰酸酯、MDI、聚氨酯硫化劑中加入石墨烯及其他助劑制備所得的材料平整度好、摩擦力大、耐水耐腐蝕、耐磨，但是所用的材料中有些會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染問題，同時(shí)不可回收利用，增加成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0005]為了解決上述問題，本專利技術(shù)第一方面提供了一種石墨烯改性的TPR，按重量份計(jì)，其制備方法為：
[0006](1)稱取5
?
10份石墨烯，加入25
?
200份偶聯(lián)劑充分混合，在50～80℃環(huán)境下進(jìn)行攪拌反應(yīng)1～3h后，即得組合物；
[0007](2)于步驟(1)所得組合物中加入30
?
60份TPR、5
?
10份高分子聚合物、2
?
8份有機(jī)聚合物、10
?
30份助劑，升溫至150℃
?
180℃反應(yīng)2
?
4h，即得混合物A；
[0008](3)于步驟(2)所得混合物A中加入30
?
65份輔料、3
?
7份抗氧化劑，混合均勻后置于密閉容器中，減壓蒸餾出溶劑，繼續(xù)反應(yīng)1～3h，即得混合物B；
[0009](4)將步驟(3)中所得混合物B依次送入擠出機(jī)、造粒機(jī)，即得石墨烯改性的TPR。
[0010]作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，步驟(1)中，所述石墨烯為單層石墨烯、雙層石墨烯、3
?
10層石墨烯、11
?
20層石墨烯中的一種或多種；優(yōu)選地，所述石墨烯選自單層石墨烯；
[0011]作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述石墨烯的片徑為0.3
?
10μm，厚度為0.5
?
5nm；優(yōu)選地，所述石墨烯的片徑為0.5
?
5μm，厚度為0.8
?
1.2nm；
[0012]作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述偶聯(lián)劑選自硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋯酸酯偶聯(lián)劑中的一種或多種；優(yōu)選地，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑和鋯酸酯偶聯(lián)劑；
[0013]作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述硅烷偶聯(lián)劑和鋯酸酯偶聯(lián)劑的重量份之比為1：1.5
?
3；
[0014]作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述硅烷偶聯(lián)劑選自二氯苯二甲基硅烷、3
?
氨基丙基三甲氧基硅烷、3
?
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、氨丙基甲基二乙氧基硅烷、聚乙二醇三甲氧基硅丙基醚中的一種或多種；優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑為氨丙基甲基二乙氧基硅烷；
[0015]作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述鈦酸酯偶聯(lián)劑選自異丙氧基三(乙二胺基
?
N
?
乙氧基)鈦酸酯、鈦酸四丁酯、雙(乙酰基丙酮)乙氧基異丙氧基鈦酸酯、三異硬脂酰基鈦酸異丙酯中的一種或多種；
[0016]作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述鋯類偶聯(lián)劑選自Ken
?
React Nz 38、Ken
?
React NZ 97中的一種或多種；優(yōu)選地，所述鋯類偶聯(lián)劑為Ken
?
React Nz 38；
[0017]作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，步驟(2)中，所述TPR選用SEBS、SEPS、SBS、EVA、POE、TPE、TPV、TPU中的一種或多種；優(yōu)選地，所述TPR為SEBS、POE、TPU；
[0018]作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述SEBS、POE、TPU的重量份之比為1：1
?
2；1
?
3；
[0019]作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述SEBS的苯乙烯含量為30
?
40％，在25℃時(shí)10％甲苯液粘度為500
?
1000mpa
·
s；優(yōu)選地，所述SEBS的苯乙烯含量為35％，在25℃時(shí)10％甲苯液粘度為800mpa
·
s；
[0020]石墨烯是碳原子以sp2雜化鍵合而成的蜂窩狀二維材料，彼此相鄰的碳原子以σ鍵成鍵，未成鍵的π電子及p空軌道會(huì)構(gòu)成大π鍵，因此，其六元環(huán)的基本結(jié)構(gòu)單元穩(wěn)定性好，賦予其優(yōu)異的導(dǎo)熱性能以及力學(xué)性能，但同時(shí)也導(dǎo)致其在熱塑性彈性體中無法均勻分散，限制其優(yōu)異性能的發(fā)揮。本申請(qǐng)人研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)石墨烯具有單層結(jié)構(gòu)，在偶聯(lián)劑的協(xié)同作用下，可以在苯乙烯含量為30
?
40％，25℃時(shí)10％甲苯液粘度為500
?
1000mpa
·
s的SEBS樹脂中可以均勻分散，特別是片徑為0.3
?
10μm，厚度為0.5
?
5nm的單層石墨烯，其分散效果更加顯著。推測(cè)可能原因是偶聯(lián)劑作用后使石墨烯具有較低的表面能，與選用的SEBS橡膠具有相似的極性，改善了石墨烯與SEBS橡膠的相容性和潤(rùn)濕性，進(jìn)而促使石墨烯在SEBS橡膠中成彌散分布，不容易發(fā)生團(tuán)聚，降低了其沉降速度。石墨烯的加入使合成橡膠具有優(yōu)異的抗菌性、耐水耐腐蝕性，其發(fā)射的遠(yuǎn)紅外線也可以改善人體血液循壞，但是會(huì)嚴(yán)重影響所得橡膠的彈性和耐拉伸性能。
[0021]作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述POE的門尼粘度為35
?
35，邵氏A硬度為60
?
75；優(yōu)選地，所述POE的門尼粘度為31，邵氏A硬度為65；
[0022]基于上述石墨烯的分散性和橡膠的本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種石墨烯改性的TPR，按重量份計(jì)，其特征在于，其制備方法為：(1)稱取5
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10份石墨烯，加入25
?
200份偶聯(lián)劑充分混合，在50～80℃環(huán)境下進(jìn)行攪拌反應(yīng)1～3h后，即得組合物；(2)于步驟(1)所得組合物中加入30
?
60份TPR、5
?
10份高分子聚合物、2
?
8份有機(jī)聚合物、10
?
30份助劑，升溫至150℃
?
180℃反應(yīng)2
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4h，即得混合物A；(3)于步驟(2)所得混合物A中加入30
?
65份輔料、3
?
7份抗氧化劑，混合均勻后置于密閉容器中，減壓蒸餾出溶劑，繼續(xù)反應(yīng)1～3h，即得混合物B；(4)將步驟(3)中所得混合物B依次送入擠出機(jī)、造粒機(jī)，即得石墨烯改性的TPR。2.如權(quán)利要求1所述的一種石墨烯改性的TPR，其特征在于，所述石墨烯為單層石墨烯、雙層石墨烯、3
?
10層石墨烯、11
?
20層石墨烯中的一種或多種。3.如權(quán)利要求1或2所述的一種石墨烯改性的TPR，其特征在于，所述石墨烯的片徑為0.3
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10μm，厚度為0.5
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5nm。4.如權(quán)利要求1所述的一種石墨烯改性的TPR，其特征在于，所述偶聯(lián)劑選自硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋯酸酯偶...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：岑昶，岑光，岑建達(dá)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：道一高分子聚合物寧波有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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