本發(fā)明涉及橡膠助劑預分散造粒技術領域，具體是一種石墨烯-dotg復合預分散母膠粒及其制備方法。
背景技術：
石墨烯是一種碳原子在二維平面內緊密堆積形成二維蜂窩晶格的新型碳材料。目前石墨烯是世界上最薄但卻最堅硬的納米材料，其幾乎完全透明，僅吸收2.3%的光；其導熱系數達5300w/m·k，遠高于金剛石和碳納米管；常溫下，其電子遷移率達15000cm2/v·s，遠高于碳納米管和硅晶體；其電阻率約為10-6ω·cm，導電性優(yōu)異，與某些金屬相當；其具有高的比表面積，極限值可達2630m2/g。由于石墨烯表現(xiàn)出的獨特特性，其在橡膠、納米器件、復合材料、傳感器、鋰電池、儲氫材料等領域有著巨大的應用前景。
然而，石墨烯應用于橡膠中還存在較多問題。石墨烯厚度小，比表面積大，通常以多層形態(tài)存在，不光在日常貯存過程中易團聚，而且在橡膠混煉過程中團聚嚴重，導致其在橡膠中不能均勻分散，對橡膠品質造成不利影響。石墨烯的分散與石墨烯表面化學、石墨烯與橡膠界面關系以及復合材料的制備方法關系密切。石墨烯在橡膠矩陣中由于片與片之間的范德華力，具有較高的團聚趨勢，因此石墨烯在橡膠中的均勻分散是一個技術難題。另外，石墨烯的密度小，包裝和運輸不便，在使用中存在分散性差的問題。
二鄰甲苯胍（即dotg）是一種橡膠硫化促進劑，可延緩橡膠硫化開始時間和硫化速度。dotg與硫醇類、次磺酰胺類、秋蘭姆類或二硫代氨基甲酸鹽類促進劑并用時產生協(xié)同效應和二次促進效應，使硫化膠的交聯(lián)密度和硫化速度提高且力學性能和抗老化性能改善。dotg是一種白色或灰白色粉末，密度1.20g/cm3，初熔點167℃，溶于氯仿、丙酮、乙醇，微溶于苯，不溶于汽油和水。作為一種粉體助劑，dotg若直接應用于橡膠膠料中，存在包裝和運輸不便以及粉塵污染、分散不均勻的問題。
因此，針對石墨烯和dotg的分散性等問題，本發(fā)明提出一種石墨烯-dotg復合預分散母膠粒及其制備方法。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術問題是：針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種石墨烯-dotg復合預分散母膠粒及其制備方法，該預分散母膠粒含有石墨烯和dotg這兩種活性成分，能夠有效解決硫化橡膠制品中石墨烯和dotg的分散性問題，提高橡膠膠料的硫化性能和力學性能。
本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種石墨烯-dotg復合預分散母膠粒，其重量百分比組成為：石墨烯45～55%，二鄰甲苯胍20～35%，γ-巰丙基三甲氧基硅烷2～7%，丙烯酸酯橡膠6～13%，順-聚異戊二烯2～5%，eva樹脂1～2%，多元醇酯1～2%，氧化鋅1～3%，環(huán)烷油7～11%，以上組成的重量百分比之和為100%。
作為優(yōu)選，一種石墨烯-dotg復合預分散母膠粒，其重量百分比組成為：石墨烯50%，二鄰甲苯胍25%，γ-巰丙基三甲氧基硅烷4%，丙烯酸酯橡膠7%，順-聚異戊二烯3%，eva樹脂1%，多元醇酯1%，氧化鋅2%，環(huán)烷油7%。
上述石墨烯-dotg復合預分散母膠粒的制備方法包括以下步驟：
（1）按照配比準確稱取制備母膠粒所需各原料；
（2）將eva樹脂均為分兩份；之后將丙烯酸酯橡膠放入密煉機內，混煉2～4分鐘；然后向密煉機內加入1/2的eva樹脂，混煉3～5分鐘；再向密煉機內加入1/2的eva樹脂和順-聚異戊二烯，混煉至密煉機內的溫度升至80～85℃，排膠，得到基體膠料，將基體膠料在開煉機上常溫薄通三次導膠下片，得到基體橡膠，停放待用；
（3）將石墨烯和步驟（2）中得到的基體橡膠分別均分為三份；將密煉機加熱到80～85℃，在密煉機中首先投入1/3的基體橡膠和1/3的石墨烯，以100r/min的攪拌速度攪拌1～3分鐘，再投入1/3的石墨烯和γ-巰丙基三甲氧基硅烷，以100r/min的攪拌速度攪拌1～3分鐘，然后投入1/3的基體橡膠、1/3的石墨烯和飽和氧化鋅，以120r/min的攪拌速度攪拌2～3分鐘，最后投入1/3的基體橡膠、二鄰甲苯胍、多元醇酯和環(huán)烷油，以100r/min的攪拌速度攪拌2～6分鐘，使各原料混合均勻，在80～85℃溫度下出料，得到膠料；
（4）控制主機給定轉速為100r/min，將步驟（3）中得到的膠料喂料至擠出機，經100目的濾網過濾后擠出切粒，最終得到石墨烯-dotg復合預分散母膠粒。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
1、本發(fā)明預分散母膠粒中含有石墨烯和二鄰甲苯胍（即dotg）這兩種活性成分，具有協(xié)同促進作用，后續(xù)用于生產硫化橡膠時，可促進橡膠的硫化，提高橡膠的強度、硬度、斷裂伸長率、耐磨性能和老化性能；
2、γ-巰丙基三甲氧基硅烷起到分散劑的作用，減少石墨烯和dotg在基體橡膠中的團聚、結塊現(xiàn)象，提高石墨烯和dotg在母膠粒中的分散性，使石墨烯和dotg在后續(xù)硫化橡膠制品中得到均勻分散，保證硫化橡膠制品的品質；
3、eva樹脂、多元醇酯和環(huán)烷油起到進一步改善活性成分的分散性作用，同時可提高膠料的流動性和潤滑性，使制得的母膠粒表面平滑，尺寸可控性好，便于提高配料精度；氧化鋅可改善后續(xù)橡膠制品的力學性能；
4、本發(fā)明預分散母膠粒便于保存、運輸和稱量，可有效提高石墨烯和dotg在硫化橡膠中的利用率，降低成本，并解決粉塵污染問題；
5、本發(fā)明制備方法可操作性強，適合規(guī)?；I(yè)生產；制得的石墨烯-dotg復合預分散母膠粒具有較低的門尼粘度，可保留石墨烯和dotg的原有活性，使墨烯和dotg在母膠粒中得到均勻分散。
具體實施方式
以下結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
實施例一的石墨烯-dotg復合預分散母膠粒，其重量百分比組成為：石墨烯50%，二鄰甲苯胍25%，γ-巰丙基三甲氧基硅烷4%，丙烯酸酯橡膠7%，順-聚異戊二烯3%，eva樹脂1%，多元醇酯1%，氧化鋅2%，環(huán)烷油7%。
實施例二的石墨烯-dotg復合預分散母膠粒，其重量百分比組成為：石墨烯45%，二鄰甲苯胍25%，γ-巰丙基三甲氧基硅烷5%，丙烯酸酯橡膠6%，順-聚異戊二烯4%，eva樹脂1%，多元醇酯1%，氧化鋅2%，環(huán)烷油11%。
實施例三的石墨烯-dotg復合預分散母膠粒，其重量百分比組成為：石墨烯52%，二鄰甲苯胍20%，γ-巰丙基三甲氧基硅烷7%，丙烯酸酯橡膠7%，順-聚異戊二烯2%，eva樹脂2%，多元醇酯1%，氧化鋅1%，環(huán)烷油8%。
上述實施例所列石墨烯-dotg復合預分散母膠粒的制備方法包括以下步驟：
（1）按照配比準確稱取制備母膠粒所需各原料；
（2）將eva樹脂均為分兩份；之后將丙烯酸酯橡膠放入密煉機內，混煉3分鐘；然后向密煉機內加入1/2的eva樹脂，混煉4分鐘；再向密煉機內加入1/2的eva樹脂和順-聚異戊二烯，混煉至密煉機內的溫度升至80℃，排膠，得到基體膠料，將基體膠料在開煉機上常溫薄通三次導膠下片，得到基體橡膠，停放待用；
（3）將石墨烯和步驟（2）中得到的基體橡膠分別均分為三份；將密煉機加熱到80℃，在密煉機中首先投入1/3的基體橡膠和1/3的石墨烯，以100r/min的攪拌速度攪拌2分鐘，再投入1/3的石墨烯和γ-巰丙基三甲氧基硅烷，以100r/min的攪拌速度攪拌2分鐘，然后投入1/3的基體橡膠、1/3的石墨烯和飽和氧化鋅，以120r/min的攪拌速度攪拌2分鐘，最后投入1/3的基體橡膠、二鄰甲苯胍、多元醇酯和環(huán)烷油，以100r/min的攪拌速度攪拌4分鐘，使各原料混合均勻，在85℃溫度下出料，得到膠料；
（4）控制主機給定轉速為100r/min，將步驟（3）中得到的膠料喂料至擠出機，經100目的濾網過濾后擠出切粒，最終得到石墨烯-dotg復合預分散母膠粒。
經檢測，實施例一、實施例二和實施例三的石墨烯-dotg復合預分散母膠粒50℃的門尼粘度ml（1+4）分別為51.6、50.9和51.1。