CN115367743B - 石墨烯剥离剂、石墨烯的制备方法、石墨烯改性橡胶及其制备方法 - Google Patents

石墨烯剥离剂、石墨烯的制备方法、石墨烯改性橡胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯剥离剂、石墨烯的制备方法、石墨烯改性橡胶及其制备方法，该剥离剂由第一物质和第二物质经化学反应制备得到，所述第一物质为同时具有3‑10个芳香环和3‑10个羧酸基团的有机物；所述第二物质为具有C16‑C18碳链长度的长链烷基胺类或长链烷基醇类。通过该石墨烯剥离剂剥离得到的石墨烯产率高、缺陷少且结构规整，并且获得的石墨烯能够与橡胶稳定的结合，提高其与橡胶大分子长链结构的界面结合作用，提高橡胶的性能，具有广泛的应用前景和优异的经济效益。

Description

石墨烯剥离剂、石墨烯的制备方法、石墨烯改性橡胶及其制备 方法
技术领域
本发明属于高分子材料制备技术领域，特别涉及一种石墨烯剥离剂，以及由该石墨烯剥离剂剥离制备橡胶用石墨烯的方法，还涉及由该制备方法制备得到的石墨烯在石墨烯改性橡胶中的应用。
背景技术
橡胶是一种高弹性的高分子聚合物，具有可逆的形变、较低的玻璃化转变温度、绝缘性优良等特点，广泛应用于各个领域。当橡胶表面受到摩擦时，容易造成电荷积聚，形成静电，静电的释放容易危害人体健康、吸附尘埃、引发火灾，加速橡胶制品表面的老化，对交通运输特别是易燃易爆运输过程造成很大的隐患，如何消除静电的危害是橡胶行业的重要工作。由于橡胶本身的力学、耐磨、抗静电等性能达不到使用要求，不具有实际应用价值，因此一般都需要加入填料对其进行补强，根据其具体的应用领域对其相应功能进行改善。
通常情况下，通过引入相应的功能组分来改善橡胶的力学性能、耐磨性能、导热和抗静电能力。而传统的抗静电剂虽能够从根本上防止静电，但是它会与其他添加剂存在相互作用，可能会使得橡胶制品的其他性能产生大幅度降低；并且大部分抗静电剂属于表面活性剂，对人体存在一定的危害性。基于上述考量，已有研究表明选用各方面性能极佳的石墨烯作为橡胶填料，能够使橡胶既达到抗静电效果又能具有其他良好的性能；此外使用石墨烯作为橡胶的补强材料，不仅使得橡胶具有极佳的抗静电性，也会增强其耐磨性能、导热性能，得到性能优异的新型橡胶材料。比如公开号为CN108929469A的中国专利申请中公开了一种石墨烯复合橡胶材料及其制备方法，其在橡胶中添加有石墨烯，同时配合其他组分，使得橡胶具有优异的导热导电性能和机械强度，但该方法中使用的六甲基磷酸三胺分散剂对补强材料进行处理，其并未促进补强材料在橡胶中的均匀分散，两者仅为简单的机械共混，两者间不存在任何作用力，存在混合不均一的问题；同时对石墨烯、海泡石粉等补强材料需要经过研磨、喷雾干燥、硝酸酸化等复杂处理，后续与橡胶基体混炼过程也较为繁琐，无疑增加生产成本，经济效益不足。又如公开号为CN110256743A的中国专利申请中公开了一种轮胎用抗静电、耐磨石墨烯基橡胶，其中，其石墨烯经过离子液体修饰，从而改善了石墨烯和橡胶的相容性，使得该橡胶具有优异的抗静电和耐磨性能，但在该方法中是对石墨烯进行表面修饰，破坏了石墨烯本身的结构，使得相同石墨烯添加量时材料性能效果差，增加生产成本。
发明内容
有鉴于此，本发明有必要提供一种石墨烯剥离剂，该石墨烯剥离剂中具有多个苯环结构且连接有非极性的长链烷基链，采用该石墨烯剥离剂剥离制得的石墨烯浆料具有缺陷少、结构规整且少层的优势，提高了石墨烯的产率；获得的石墨烯能够在橡胶基体中均匀分散，使得石墨烯与橡胶能够更稳定的结合，提高其与橡胶大分子长链结构的界面结合作用，提高改性橡胶的性能，且具有低成本的优势。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种石墨烯剥离剂，其由第一物质和第二物质经化学反应制备得到，所述第一物质为同时具有3-10个芳香环和3-10个羧酸基团的有机物；所述第二物质为具有C16-C18碳链长度的长链烷基胺类或长链烷基醇类。
进一步方案，所述第一物质选自芘-1,3,6,8-四甲酸、3,6,8-四(4-羧基苯)芘、1,2,4,5-四(4'-羧基苯基)苯、1,3,6,8-四(3',5'-二羧基苯基)芘、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪、4,4',4”,4”'-(吡嗪-2,3,5,6-四烷基)四苯甲酸中的一种；所述第二物质选自十六烷基胺、十六烷基醇、十八烷基胺、十八烷基醇中的一种。
进一步方案，所述第一物质中羧酸基团与第二物质的摩尔比为1：(1.1-1.5)；
优选地，所述第一物质中羧酸基团与第二物质的摩尔比为1：1.2。
本发明进一步提供了一种石墨烯的制备方法，包括以下步骤：
将石墨粉与剥离剂、溶剂充分混合后，机械剥离得到固含量为1-5％的石墨烯浆料；其中，所述剥离剂采用如前所述的石墨烯剥离剂。
进一步方案，所述溶剂选自离子液体、有机溶剂中的一种；
优选地，所述有机溶剂选自烷烃类、酰胺类、酯类、苯系物或其衍生物、小分子类溶剂中的至少一种；
优选地，所述离子液体选用咪唑类、吡啶类、季铵盐和季磷盐中的至少一种。
进一步方案，所述石墨粉与剥离剂的质量比为1:(0.2-2)。
进一步方案，所述机械剥离的具体步骤为：在超声波环境下对所述石墨粉进行球磨剥离；
优选地，所述超声波的功率为2kW-10kW，球磨转速为2000-3000rpm，剥离时间为2-5h。
本发明进一步提供了一种石墨烯改性橡胶，以重量份计，所述石墨烯改性橡胶中包括橡胶100份、石墨烯5-15份、炭黑15-35份、活性剂5-8份、防老剂2-5份、硫磺粉1-3份、促进剂1-2份，其中，所述石墨烯采用如前所述的石墨烯的制备方法制备得到。
进一步方案，所述橡胶选自天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶中的至少一种。
本发明进一步提供了一种如前所述的石墨烯改性橡胶的制备方法，包括以下步骤：
将橡胶乳胶颗粒加入极性有机溶剂中，机械搅拌混合均匀后，加入石墨烯浆料，机械搅拌2-5h后，得到均匀的混合溶液；
将所述混合溶液流延、干燥，得到橡胶母胶；
将所述橡胶母胶与橡胶乳胶、炭黑、活性剂、防老剂、硫磺粉、促进剂混合，炼混均匀，经硫化得到石墨烯改性橡胶；
优选地，所述极性有机溶剂选自四氢呋喃、N-二甲基甲酰胺、甲基乙基酮、甲基异丁酮、氯仿、乙酸乙酯中的至少一种。
本发明的有益效果如下：
本发明制备了一种具有多个苯环结构且连接有非极性长链烷基链的石墨烯剥离剂，在该石墨烯剥离剂的作用下对石墨粉进行机械剥离，从而获得缺陷少、结构规整的少层石墨烯浆料。采用溶剂体系实现石墨烯的机械剥离，溶剂和剥离剂具有协同作用，一方面与石墨片层间形成微弱作用力，提高机械剥离石墨的产率；另一方面帮助石墨烯与橡胶基体进行混合。该制备方法使用协同作用的溶剂体系和机械剥离方式条件温和可控，石墨烯产率高，与橡胶基体相容性好，适合工业大批量制备，且具有良好的经济效益。
通过本发明中制备方法得到的石墨烯改性橡胶材料，使得获得的石墨烯改性橡胶材料具有较高的抗静电性能、导热性能，同时具有优异的力学性能和高耐磨性能，延长了橡胶材料的使用寿命，扩大了橡胶的使用范围。
附图说明
图1为实施例1中石墨烯剥离剂的结构示意图；
图2为实施例1中机械剥离所得的石墨烯的X射线衍射图；
图3为实施例1和对比例中石墨烯改性橡胶的DIN磨耗图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
本发明第一方面提供了一种石墨烯剥离剂，所述剥离剂由第一物质和第二物质经化学反应制备得到，所述第一物质为同时具有3-10个芳香环和3-10个羧酸基团的有机物；所述第二物质为具有C16-C18碳链长度的长链烷基胺类或长链烷基醇类。
具体的说，本发明的剥离剂由第一物质和第二物质经化学反应(如酸醇的酯化反应或羧酸与胺的缩合酰化反应)制备得到，石墨烯剥离剂具有星状结构。该石墨烯剥离剂中具有多个芳香环，从而易与石墨烯表面形成π-π共轭作用，借助机械剥离作用，逐步插层到石墨中，破坏层间的范德华力，从而剥离石墨得到石墨烯；并且剥离剂中含有多个非极性的长链烷基链，其能够阻止石墨烯片层堆积、稳定分散，与苯环具有微弱的协同玻璃石墨烯的作用，并且能够与橡胶基体产生作用力，帮助其在非极性橡胶基体中均匀分散，使得石墨烯与橡胶能够更稳定地结合，提高与橡胶大分子长链结构的界面粘合作用，从而提高橡胶的性能。
本文中所述第一物质为同时具有3-10个芳香环和3-10个羧酸基团的有机物，具体可提及的实例包括但不限于芘-1,3,6,8-四甲酸、3,6,8-四(4-羧基苯)芘、1,2,4,5-四(4'-羧基苯基)苯、1,3,6,8-四(3',5'-二羧基苯基)芘、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪、4,4',4”,4”'-(吡嗪-2,3,5,6-四烷基)四苯甲酸中的一种；所述第二物质为具有C16-C18碳链长度的长链烷基胺类或长链烷基醇类，具体可提及的实例包括但不限于十六烷基胺、十六烷基醇、十八烷基胺、十八烷基醇的一种。
进一步的，考虑第一物质中的羧酸基团需全部接上第二物质，以及酯化反应或者缩合酰化反应转化率的问题，在具体制备过程中，第二物质控制稍过量，根据本发明的实施例，所述第一物质中羧酸基团和第二物质的摩尔比为1：(1.1-1.5)；优选地，所述第一物质中羧酸基团与第二物质的摩尔比为1：1.2。
本发明第二方面提供了一种石墨烯的制备方法，包括以下步骤：
将石墨粉与剥离剂、溶剂充分混合后，机械剥离得到固含量为1-5％的石墨烯浆料；其中，剥离剂采用本发明第一方面公开的石墨烯剥离剂。
可以理解的是，本文中采用的石墨粉没有特别的限定，具体可提及的实例包括但不限于膨胀石墨、可膨胀石墨、天然鳞片石墨、人工石墨中的一种。具体的尺寸可根据实际需要进行选择，在本发明的一些典型的实施例中，石墨粉采用200目的鳞片石墨，粒径在75μm。
进一步的，所述溶剂选自离子液体、有机溶剂中的一种。本文中所述的离子液体和有机溶剂均可采用本领域中常规用于石墨剥离制备石墨烯中的物质，如所述离子液体选自咪唑类、吡啶类、季铵盐和季磷盐中的至少一种改变，具体可提及的实例有1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐中的至少一种。所述有机溶剂可选自与石墨烯表面能相接近的烷烃类、酰胺类、酯类、苯系物或其衍生物、小分子类溶剂中的至少一种，具体可提及的实例有N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、γ-丁内酯、邻二氯苯、二甲基亚砜中的至少一种。
进一步的，在剥离过程中，具体的配比可根据石墨粉的用量等进行调整，在本发明的一些具体的实施例中，所述石墨粉与剥离剂的质量比为1:(0.2-2)。
进一步的，本文中所述机械剥离的具体步骤为：在超声波环境下对所述石墨粉进行球磨剥离。通过超声波和球磨的协同作用，即使得石墨粉受到超声波作用的同时受到球磨的强剪切作用，从而提高剥离的效率和效果。
进一步的，具体的超声波和球磨参数可根据实际需要进行调整，在本发明的一些典型的实施例中，所述超声波的功率为2kW-10kW，球磨转速为2000-3000rpm，剥离时间为2-5h。
本发明第三方面提供了一种石墨烯改性橡胶，以重量份计，所述石墨烯改性橡胶中包括橡胶100份、石墨烯5-15份、炭黑15-35份、活性剂5-8份、防老剂2-5份、硫磺粉1-3份、促进剂1-2份，其中，所述石墨烯采用如本发明第二方面所述的石墨烯的制备方法制备得到。
其中，所述橡胶选自天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶中的至少一种；该改性橡胶中采用的活性剂、防老剂、促进剂等均可采用常规的橡胶组成成分，举例来说，所述的活性剂可以选自氧化锌、氧化镁、硬脂酸中的一种；防老剂可以选自硫醇基苯胼咪唑(MB)、苯基-2-萘胺(D)、N-苯基-N'-异丙基-对苯二胺、N-N'-二苯基-对苯二胺中的一种；促进剂可以选自2-硫醇基苯并噻唑(MBT)、二硫化二苯并噻唑(DM)、二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)中的一种。
本发明第四方面提供了一种石墨烯改性橡胶的制备方法，包括以下步骤：
将橡胶乳胶颗粒加入极性有机溶剂中，机械搅拌混合均匀后，加入石墨烯浆料，机械搅拌2-5h后，得到均匀的混合溶液；
将所述混合溶液流延、干燥，得到橡胶母胶；
将所述橡胶母胶与橡胶乳胶、炭黑、活性剂、防老剂、硫磺粉、促进剂混合，炼混均匀，经硫化得到石墨烯改性橡胶。
其中，所述极性有机溶剂具体可选自但不限于四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、甲基乙基酮、甲基异丁酮、氯仿、乙酸乙酯中的一种。
可以理解的是，在石墨烯改性橡胶的制备中，所述的流延、干燥、炼混、硫化等均为橡胶制备过程中的常规手段，其具体的工艺参数可根据实际需要进行调整，故没有特别的限定。此外，橡胶母胶、橡胶胶乳的配比可根据产品性能需要进行调整，故这里不再具体阐述。
本发明通过在橡胶基体中加入石墨烯不仅提高了原橡胶材料的机械强度、耐磨性、导热性能，延长了橡胶材料的使用寿命，同时赋予了绝缘橡胶一定的电导率，消除了摩擦产生的电荷，达到抗静电的效果。并且经济效益明显，制备工艺简单，易于实现工业化大规模生产。
下面通过具体实施例对本发明进行说明，需要说明的是，下面的具体实施例仅仅是用于说明的目的，而不以任何方式限制本发明的范围，另外，如无特别说明，未具体记载条件或者步骤的方法均为常规方法，所采用的试剂和材料均可从商业途径获得。如无特别的说明，本文中所述的份、份数等均指的是质量份。
实施例1
制备石墨烯浆料
按照质量份，称取2份石墨粉、2份剥离剂(0.9份1,3,6,8-四(3',5'-二羧基苯基)芘与1.1份十六醇，经过酯化反应得到剥离剂)、96份1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，充分混合后，在超声波环境下对石墨粉进行球磨的机械剥离，得到固含量为2％的石墨烯浆料(5层以内的石墨烯产率达到89％)；其中，超声功率为5kW，球磨转速为2000rpm，剥离时间为3h。
制备石墨烯改性橡胶
取20份天然橡胶乳胶颗粒加入到30份四氢呋喃溶液中，机械搅拌混合均匀；再加入20份2％的石墨烯浆料，机械强搅拌2-5h后，得到石墨烯固含量为1％的均匀混合溶液，在四氟乙烯板上流延、干燥，得到橡胶母胶；
将10份橡胶母胶与100份天然橡胶乳胶、15份炭黑、5份氧化锌活性剂、2份防老剂MB、1份硫磺粉、2份促进剂MBT混合，炼混均匀，经硫化得到石墨烯改性橡胶。
其中，图1示出了实施例1中剥离剂的结构示意图，可以看出其具有多苯环结构，且连接有非极性的长链烷基链。
图2示出了实施例1中机械剥离所得的石墨烯的X射线衍射图，图中在2θ＝26.52°处有一个衍射峰，这个衍射峰对应的是石墨烯材料的晶面，说明通过剥离剂和机械作用下成功的剥离出石墨烯。
图3示出了实施例1和对比例1-5中石墨烯改性橡胶的DIN磨耗图。可以看出，实施例1中的测试样的DIN相对磨耗体积均最小，耐磨性最好，这证明了本实施例中1,3,6,8-四(3',5'-二羧基苯基)芘与十六醇反应得到剥离剂对石墨烯的剥离起到较好的效果，石墨烯对橡胶的增强效果显著，利于提高复合材料的耐磨性。
实施例2
制备石墨烯浆料
按照质量份，称取2份石墨粉、2份剥离剂(0.9份芘-1,3,6,8-四甲酸与1.1份十六烷基胺，经缩合酰化反应得到剥离剂)、67份N,N-二甲基甲酰胺，充分混合后，在超声波环境下对石墨粉进行球磨的机械剥离，得到固含量为3％的石墨烯浆料(5层以内的石墨烯产率达到81.2％)；其中，超声功率为4kW，球磨转速为2500rpm，剥离时间为2.5h。
制备石墨烯改性橡胶
将20份顺丁橡胶乳胶颗粒加入30份的N,N-二甲基甲酰胺中，机械搅拌混合均匀。再加入20份3％的石墨烯浆料，机械强搅拌2-5h后，得到石墨烯固含量为1.5％的均匀混合溶液，在四氟乙烯板上流延、干燥，得到橡胶母胶；
将10份橡胶母胶与100份顺丁橡胶乳胶、25份炭黑、6份氧化镁活性剂、1份防老剂D、2份硫磺粉、1份促进剂DM混合，炼混均匀，经硫化得到石墨烯改性橡胶。
实施例3
制备石墨烯浆料
按照质量份，称取2份石墨粉、1份剥离剂(0.45份3,6,8-四(4-羧基苯)芘与0.55份十八醇，经过酯化反应得到剥离剂)、197份1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，充分混合后，在超声波环境下对石墨粉进行球磨的机械剥离，得到固含量1％的石墨烯浆料(5层以内的石墨烯产率达到90.3％)；其中，超声功率为8kW，球磨转速为2000rpm，剥离时间为2h。
制备石墨烯改性橡胶
将20份天然橡胶乳胶颗粒加入30份的甲基乙基酮溶液中，机械搅拌混合均匀。再加入20份1％的石墨烯浆料，机械强搅拌2-5h后，得到石墨烯固含量为0.5％的均匀混合溶液，在四氟乙烯板上流延、干燥，得到橡胶母胶；
将10份橡胶母胶与100份天然橡胶乳胶、35份炭黑、8份硬脂酸活性剂、3份防老剂N-苯基-N'-异丙基-对苯二胺、1份硫磺粉、2份促进剂TMTD混合，炼混均匀，经硫化得到石墨烯改性橡胶。
实施例4
制备石墨烯浆料
按照质量份，称取2份石墨粉、3份剥离剂(1.36份1,2,4,5-四(4'-羧基苯基)苯与1.64份十八胺，经缩合酰化反应得到剥离剂)、35份γ-丁内酯，充分混合后，在超声波环境下对石墨粉进行球磨的机械剥离，得到固含量5％的石墨烯浆料(5层以内的石墨烯产率达到93.6％)；其中，超声功率为10kW，球磨转速为2800rpm，剥离时间为3h。
制备石墨烯改性橡胶
将20份丁苯橡胶乳胶颗粒加入30份的甲基异丁酮溶液中，机械搅拌混合均匀。再加入20份5％的石墨烯浆料，机械强搅拌2-5h后，得到石墨烯固含量为2.5％的均匀混合溶液，在四氟乙烯板上流延、干燥，得到橡胶母胶；
将10份橡胶母胶与100份丁苯橡胶乳胶、20份炭黑、7份氧化镁活性剂、5份防老剂MB、3份硫磺粉、2份促进剂TMTD混合，炼混均匀，经硫化得到石墨烯改性橡胶。
实施例5
制备石墨烯浆料
按照质量份，称取2份石墨粉、4份剥离剂(1.8份1-蒽羧酸与2.2份十八醇，经酯化反应得到剥离剂)、94份二甲基亚砜，充分混合后，在超声波环境下对石墨粉进行球磨的机械剥离，得到固含量1％的石墨烯浆料(5层以内的石墨烯产率达到93.4％)；其中，超声功率为5kW，球磨转速为2800rpm，剥离时间为5h。
制备石墨烯改性橡胶
将20份丁苯橡胶乳胶颗粒加入30份氯仿溶液中，机械搅拌混合均匀。再加入20份1％的石墨烯浆料，机械强搅拌2-5h后，得到石墨烯固含量为0.5％的均匀混合溶液，在四氟乙烯板上流延、干燥，得到橡胶母胶；
将10份橡胶母胶与100份橡胶乳胶(含10份天然橡胶、70份丁苯橡胶、20份顺丁橡胶)、23份炭黑、5份硬脂酸活性剂、3份防老剂MB、2份硫磺粉、2份促进剂DM混合，炼混均匀，经硫化得到石墨烯改性橡胶。
对比例1
制备石墨烯浆料
采用同实施例1相同的实施方式，不同之处在于：不添加剥离剂。制备得到固含量为2％的石墨烯浆料，5层以内石墨烯的产率为9.8％。
制备石墨烯改性橡胶
采用同实施例1相同的实施方式制备得到石墨烯改性橡胶。
对比例2
制备石墨烯浆料
采用同实施例1相同的实施方式，制备得到固含量为2％的石墨烯浆料。
制备石墨烯改性橡胶
将石墨烯浆料干燥，获得石墨烯粉末，将石墨烯粉末直接与橡胶乳胶、炭黑、活性剂、防老剂、硫磺粉、促进剂机械混合、炼混、硫化，得到石墨烯改性橡胶。
对比例3
制备石墨烯浆料
采用同实施例1相同的实施方式，不同之处在于：将2份剥离剂替换为“2份1,3,6,8-四(3',5'-二羧基苯基)芘”，制备得到固含量为2％的石墨烯浆料，5层以内石墨烯的产率为13.2％。
制备石墨烯改性橡胶
采用同实施例1相同的实施方式制备得到石墨烯改性橡胶。
对比例4
采用同实施例1相同的实施方式，不同之处在于：将2份剥离剂替换为“0.9份1,3,6,8-四(3',5'-二羧基苯基)芘和1.1份十六烷基三甲基溴化铵”。制备得到固含量为2％的石墨烯浆料，5层以内石墨烯的产率为12.1％。
制备石墨烯改性橡胶
采用同实施例1相同的实施方式制备得到石墨烯改性橡胶。
对比例5
采用同实施例1相同的实施方式，不同之处在于：将2份剥离剂替换为“0.9份1,3,6,8-四(3',5'-二羧基苯基)芘和1.1份硬脂酰氯”，制备得到固含量为2％的石墨烯浆料，5层以内石墨烯的产率为11.5％。
制备石墨烯改性橡胶
采用同实施例1相同的实施方式制备得到石墨烯改性橡胶。
测试例
对实施例和制备得到的石墨烯改性橡胶制备成膜(膜厚均为1mm)进行相关性能测试，测试结果见表1。
表1性能测试结果
注：表1中的测试方法如下：
体积电阻率测试：使用SZT-2X数字式四探针电阻率仪室温下测试3次取平均值；
导热系数测试：按照DB23/T1905-2017石墨薄膜制品常温导热系数测定方法；
拉伸性能测试：按照GB/T528-1998进行测试，室温测试3次取平均值；
DIN磨耗：按照GB/T9867-88进行测试，室温测试3次取平均值。
通过实施例和对比例的体积电阻率和导热性能可以看出剥离的石墨烯质量下降、层数较多，导电导热性能下降；同时其与橡胶乳胶的分散性也受到影响。而本发明中使用剥离剂高效剥离出高质量、少层的石墨烯，并帮助石墨烯在橡胶中的分散，使得制备的石墨烯改性橡胶具有较高的抗静电性能、导热性能，同时具有优异的力学性能和高耐磨性，在橡胶行业具有广泛的应用前景和经济效益。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种石墨烯剥离剂，其特征在于，其由第一物质和第二物质经化学反应制备得到，所述第一物质为芘-1,3,6,8-四甲酸、1,2,4,5-四(4'-羧基苯基)苯、1,3,6,8-四(3',5'-二羧基苯基)芘、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪、4,4',4'',4'''-(吡嗪-2,3,5,6-四烷基)四苯甲酸中的一种；所述第二物质选自十六烷基胺、十六烷基醇、十八烷基胺、十八烷基醇中的一种；所述第一物质中羧酸基团与第二物质的摩尔比为1：（1.1-1.5）。
2.如权利要求1所述的石墨烯剥离剂，其特征在于，所述第一物质中羧酸基团与第二物质的摩尔比为1：1.2。
3.一种石墨烯浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将石墨粉与剥离剂、溶剂充分混合后，机械剥离得到固含量为1-5%的石墨烯浆料；其中，所述剥离剂采用如权利要求1或2所述的石墨烯剥离剂。
4.如权利要求3所述的石墨烯浆料的制备方法，其特征在于，所述溶剂选自离子液体、有机溶剂中的一种。
5.如权利要求4所述的石墨烯浆料的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自烷烃类、酰胺类、酯类、苯或其衍生物中的至少一种。
6.如权利要求4所述的石墨烯浆料的制备方法，其特征在于，所述离子液体选用咪唑类、吡啶类、季铵盐和季磷盐中的至少一种。
7.如权利要求3所述的石墨烯浆料的制备方法，其特征在于，所述石墨粉与剥离剂的质量比为1:(0.2-2)。
8.如权利要求3所述的石墨烯浆料的制备方法，其特征在于，所述机械剥离的具体步骤为：在超声波环境下对所述石墨粉进行球磨剥离。
9.如权利要求8所述的石墨烯浆料的制备方法，其特征在于，所述超声波的功率为2kW-10kW，球磨转速为2000-3000rpm，剥离时间为2-5h。
10.一种石墨烯改性橡胶，其特征在于，以重量份计，所述石墨烯改性橡胶中包括橡胶100份、石墨烯浆料5-15份、炭黑15-35份、活性剂5-8份、防老剂2-5份、硫磺粉1-3份、促进剂1-2份，其中，所述石墨烯浆料采用如权利要求3-9任一项所述的石墨烯浆料的制备方法制备得到。
11.如权利要求10所述的石墨烯改性橡胶，其特征在于，所述橡胶选自天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶中的至少一种。
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