一種改性橡膠材料的製作方法

2023-10-05 22:30:59 1

本發明屬於橡膠材料製備技術領域，具體涉及一種改性橡膠材料。

背景技術：

橡膠（Rubber）：具有可逆形變的高彈性聚合物材料。在室溫下富有彈性，在很小的外力作用下能產生較大形變，除去外力後能恢復原狀。橡膠屬於完全無定型聚合物，它的玻璃化轉變溫度（Tg）低，分子量往往很大，大於幾十萬。

橡膠一詞來源於印第安語cau-uchu，意為「流淚的樹」。天然橡膠就是由三葉橡膠樹割膠時流出的膠乳經凝固、乾燥後而製得。1770年，英國化學家J.普裡斯特利發現橡膠可用來擦去鉛筆字跡，當時將這種用途的材料稱為rubber，此詞一直沿用至今。橡膠的分子鏈可以交聯，交聯後的橡膠受外力作用發生變形時，具有迅速復原的能力，並具有良好的物理力學性能和化學穩定性。橡膠是橡膠工業的基本原料，廣泛用於製造輪胎、膠管、膠帶、電纜及其他各種橡膠製品。橡膠按原料分為天然橡膠和合成橡膠。按形態分為塊狀生膠、乳膠、液體橡膠和粉末橡膠。乳膠為橡膠的膠體狀水分散體；液體橡膠為橡膠的低聚物，未硫化前一般為粘稠的液體；粉末橡膠是將乳膠加工成粉末狀，以利配料和加工製作。20世紀60年代開發的熱塑性橡膠，無需化學硫化，而採用熱塑性塑料的加工方法成形。橡膠按使用又分為通用型和特種型兩類。是絕緣體，不容易導電，但如果沾水或不同的溫度的話，有可能變成導體。導電是關於物質內部分子或離子的電子的傳導容易情況。

2004年英國曼徹斯頓大學的Geim和Novoselov通過膠帶剝離高定向石墨獲得了獨立存在的二維石墨烯（Gra-phene，GN）晶體以來，石墨烯已經成為材料科學領域極受關注的研究熱點之一。石墨烯，實際上就是單原子層的石墨，它擁有獨特的二維結構和優異的力學、熱力學、光學和電學性能。

石墨烯是目前世界上最薄卻也是最堅硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，至吸收2.3%的光，導熱係數高達5300W/m·k，高於碳納米管和金剛石。石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料，具有強度高，比表面積大，高化學反應活性，高填充性的特點。

現有橡膠存在著阻燃性及其他力學性能差等問題，如何將石墨烯填充至橡膠中進行改性，從而獲得性能良好的橡膠，成為了一種研究趨勢。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種改性橡膠材料，以解決現有橡膠阻燃性及其他力學性能差等問題。本發明的改性橡膠材料阻燃效果好，抗衝擊能力強，韌性強，是一種性能優的改性橡膠材料，可廣泛應用於製造輪胎、膠管、膠帶、電纜及其他各種橡膠製品，具有顯著的經濟和社會效益。

為了解決以上技術問題，本發明採用以下技術方案：

一種改性橡膠材料，以重量份為單位，包括以下原料：環氧化天然橡膠80-101份、聚氨酯橡膠48-60份、石墨烯45-62份、磷酸三丁氧基乙酯26-33份、己二酸酯15-24份、三（2，4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯14-23份、丙烯酸硬脂酸酯12-15份、馬來酸酐接枝16-23份、氫氧化鎂4-6份、高嶺土7-10份、玻璃微珠5-9份、十六烷基磺酸鈣4-8份、二乙基二硫代氨基甲酸鋅5-12份、氯化聚乙烯12-16份、異戊二烯12-16份、溴化石蠟14-23份、聚氯乙烯纖維9-15份、二甲基矽油8-13份、碳纖維7-12份、聚醯胺纖維4-6份、羧乙基纖維素5-9份、表面活性劑0.6-1.2份、引發劑0.4-0.6份、擴鏈劑0.6-0.8份、交聯劑0.3-0.5份、脫氣劑0.3-0.4份、流平劑0.4-0.7份、催化劑0.2-0.4份、促進劑0.2-0.3份、增塑劑0.3-0.5份、分散劑0.2-0.4份、增粘劑0.3-0.4份、固化劑0.7-1.1份、抗菌劑0.6-1.2份、抗氧劑0.4-0.6份、光穩定劑0.2-0.4份、熱穩定劑0.1-0.2份、抗老劑0.6-1.2份、紫外線吸收劑0.4-0.6份、阻燃劑1.2-1.5份、抑煙劑0.5-0.8份；

所述分散劑為分散劑NC；

所述增粘劑為丁基三甲氧基矽烷；

所述固化劑為環氧類樹脂固化劑；

所述抗菌劑為碳酸鋰；

所述抗氧劑為抗氧劑1010；

所述光穩定劑為光穩定劑770；

所述熱穩定劑為二鹽基鄰苯二甲酸鉛；

所述抗老劑為巴斯夫UV-234抗老劑;

所述紫外線吸收劑為鄰羥基苯甲酸苯酯；

所述阻燃劑以重量份為單位，包括以下原料：乙二醇乙醚醋酸酯48-65份、無苯環氧樹脂20-34份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨18-25份、三季戊四醇12-22份、尿素10-16份、氧化鋁7-12份、三氧化二銻9-12份、氧化錳5-9份、活性白土8-12份、滲透劑1.3-1.8份、增效劑0.8-1.2份；

所述抑煙劑以重量份為單位，包括以下原料：三丁基氧化錫22-43份、氫氧化鉬12-20份、高嶺土10-16份、氧化鋁6-12份、八鉬酸銨4-7份、硬脂酸1.2-2份；

所述改性橡膠材料的製備方法，包括以下步驟：

S1：將石墨烯粉碎，過300-500目篩子，製得粉末，所得粉末在磁場強度為5830-6250GS，超聲波功率為350-480W，溫度為42-53℃，轉速為200-300r/min下，攪拌22-36min，製得石墨烯能量粉末；

S2：向步驟S1製得的石墨烯能量粉末中加入表面活性劑，在溫度為63-74℃，轉速為120-150r/min下活化0.9-1.4h，製得活化石墨烯能量粉末；

S3：在氮氣保護下，向步驟S2製得的活化石墨烯能量粉末中加入環氧化天然橡膠、聚氨酯橡膠、磷酸三丁氧基乙酯、己二酸酯、三（2，4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯、丙烯酸硬脂酸酯、馬來酸酐接枝、氫氧化鎂、高嶺土、玻璃微珠、十六烷基磺酸鈣、二乙基二硫代氨基甲酸鋅、氯化聚乙烯、異戊二烯、溴化石蠟、聚氯乙烯纖維、二甲基矽油、碳纖維、聚醯胺纖維、羧乙基纖維素、引發劑、擴鏈劑、交聯劑、脫氣劑、流平劑、催化劑、促進劑、增塑劑、分散劑、增粘劑，在微波功率為219-258W，溫度為129-137℃，轉速為300-500r/min下攪拌3.2-4.6h，製得混合物Ⅰ；

S4：向步驟S3製得的混合物Ⅰ中加入固化劑、抗菌劑、抗氧劑、光穩定劑、熱穩定劑、抗老劑、紫外線吸收劑、阻燃劑、抑煙劑，在溫度為70-79℃，轉速為100-200r/min下攪拌1.2-1.5h，製得混合物Ⅱ；

所述阻燃劑的製備方法，包括以下步驟：

（a）將脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨、水240-300份加入微波反應器中，在攪拌轉速為400-600r/min下攪拌6-10min，製得混合物A；

（b）向步驟a製得的混合物A中加入乙二醇乙醚醋酸酯、無苯環氧樹脂、三季戊四醇、尿素、氧化鋁、三氧化二銻、氧化錳、活性白土、滲透劑、增效劑，在攪拌轉速為300-500r/min，微波功率為220-250W，溫度為86-93℃下攪拌2-2.5h，製得混合物B；

（c）將步驟b製得的混合物B冷卻至室溫後，將沉澱物過濾，在轉速為3000-5000r/min下離心乾燥至含水量≤3.4%，製得阻燃劑；

所述抑煙劑的製備方法，包括以下步驟：

（A）將三丁基氧化錫、氫氧化鉬、高嶺土、氧化鋁、八鉬酸銨、硬脂酸混合，在攪拌轉速為200-400r/min，微波功率為200-250W，溫度為106-118℃下攪拌1.3-1.8h，製得混合物C；

（B）將步驟A製得的混合物C冷卻至室溫後，將沉澱物過濾，在轉速為3000-5000r/min下離心乾燥至含水量≤2.8%，製得抑煙劑；

S5：向步驟S4製得的混合物Ⅱ加入雙螺杆擠出機中，在溫度為224-235℃，轉速為400-600r/min 的條件下熔融擠出，通過水槽拉條並在切粒機中造粒，製得改性橡膠材料。

進一步地，所述表面活性劑為表面活性劑TRITONCF-10。

進一步地，所述引發劑為過氧化二苯甲醯。

進一步地，所述擴鏈劑為二苯基甲烷二異氰酸酯。

進一步地，所述交聯劑為甲基丙烯醯胺。

進一步地，所述脫氣劑為硬脂酸。

進一步地，所述流平劑為聚醚聚酯改性有機矽氧烷。

進一步地，所述催化劑為三（二甲氨基丙基）六氫三嗪。

進一步地，所述促進劑為無色鈷。

進一步地，所述增塑劑為檸檬酸酯。

本發明具有以下有益效果：

（1）本發明的改性橡膠材料具有高阻燃性能和抑煙效果，在高溫下不會釋放有毒有害物質，避免對人體的二次傷害；

（2）本發明的改性橡膠材料阻燃效果好，抗衝擊能力強，韌性強，是一種性能優的改性橡膠材料，製備成本低，可推廣應用，有顯著的經濟和社會效益。

（3）本發明的改性橡膠材料可廣泛應用於製造輪胎、膠管、膠帶、電纜及其他各種橡膠製品，阻燃效果好，無法燃燒及形成火焰，性能穩定可靠。

具體實施方式

為便於更好地理解本發明，通過以下實施例加以說明，這些實施例屬於本發明的保護範圍，但不限制本發明的保護範圍。

在實施例中，所述改性橡膠材料，以重量份為單位，包括以下原料：環氧化天然橡膠80-101份、聚氨酯橡膠48-60份、石墨烯45-62份、磷酸三丁氧基乙酯26-33份、己二酸酯15-24份、三（2，4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯14-23份、丙烯酸硬脂酸酯12-15份、馬來酸酐接枝16-23份、氫氧化鎂4-6份、高嶺土7-10份、玻璃微珠5-9份、十六烷基磺酸鈣4-8份、二乙基二硫代氨基甲酸鋅5-12份、氯化聚乙烯12-16份、異戊二烯12-16份、溴化石蠟14-23份、聚氯乙烯纖維9-15份、二甲基矽油8-13份、碳纖維7-12份、聚醯胺纖維4-6份、羧乙基纖維素5-9份、表面活性劑0.6-1.2份、引發劑0.4-0.6份、擴鏈劑0.6-0.8份、交聯劑0.3-0.5份、脫氣劑0.3-0.4份、流平劑0.4-0.7份、催化劑0.2-0.4份、促進劑0.2-0.3份、增塑劑0.3-0.5份、分散劑0.2-0.4份、增粘劑0.3-0.4份、固化劑0.7-1.1份、抗菌劑0.6-1.2份、抗氧劑0.4-0.6份、光穩定劑0.2-0.4份、熱穩定劑0.1-0.2份、抗老劑0.6-1.2份、紫外線吸收劑0.4-0.6份、阻燃劑1.2-1.5份、抑煙劑0.5-0.8份；

所述表面活性劑為表面活性劑TRITONCF-10；

所述引發劑為過氧化二苯甲醯；

所述擴鏈劑為二苯基甲烷二異氰酸酯；

所述交聯劑為甲基丙烯醯胺；

所述脫氣劑為硬脂酸；

所述流平劑為聚醚聚酯改性有機矽氧烷；

所述催化劑為三（二甲氨基丙基）六氫三嗪；

所述促進劑為無色鈷；

所述增塑劑為檸檬酸酯；

所述分散劑為分散劑NC；

所述增粘劑為丁基三甲氧基矽烷；

所述固化劑為環氧類樹脂固化劑；

所述抗菌劑為碳酸鋰；

所述抗氧劑為抗氧劑1010；

所述光穩定劑為光穩定劑770；

所述熱穩定劑為二鹽基鄰苯二甲酸鉛；

所述抗老劑為巴斯夫UV-234抗老劑;

所述紫外線吸收劑為鄰羥基苯甲酸苯酯；

所述阻燃劑以重量份為單位，包括以下原料：乙二醇乙醚醋酸酯48-65份、無苯環氧樹脂20-34份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨18-25份、三季戊四醇12-22份、尿素10-16份、氧化鋁7-12份、三氧化二銻9-12份、氧化錳5-9份、活性白土8-12份、滲透劑1.3-1.8份、增效劑0.8-1.2份；

所述抑煙劑以重量份為單位，包括以下原料：三丁基氧化錫22-43份、氫氧化鉬12-20份、高嶺土10-16份、氧化鋁6-12份、八鉬酸銨4-7份、硬脂酸1.2-2份；

所述改性橡膠材料的製備方法，包括以下步驟：

S1：將石墨烯粉碎，過300-500目篩子，製得粉末，所得粉末在磁場強度為5830-6250GS，超聲波功率為350-480W，溫度為42-53℃，轉速為200-300r/min下，攪拌22-36min，製得石墨烯能量粉末；

S2：向步驟S1製得的石墨烯能量粉末中加入表面活性劑，在溫度為63-74℃，轉速為120-150r/min下活化0.9-1.4h，製得活化石墨烯能量粉末；

S3：在氮氣保護下，向步驟S2製得的活化石墨烯能量粉末中加入環氧化天然橡膠、聚氨酯橡膠、磷酸三丁氧基乙酯、己二酸酯、三（2，4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯、丙烯酸硬脂酸酯、馬來酸酐接枝、氫氧化鎂、高嶺土、玻璃微珠、十六烷基磺酸鈣、二乙基二硫代氨基甲酸鋅、氯化聚乙烯、異戊二烯、溴化石蠟、聚氯乙烯纖維、二甲基矽油、碳纖維、聚醯胺纖維、羧乙基纖維素、引發劑、擴鏈劑、交聯劑、脫氣劑、流平劑、催化劑、促進劑、增塑劑、分散劑、增粘劑，在微波功率為219-258W，溫度為129-137℃，轉速為300-500r/min下攪拌3.2-4.6h，製得混合物Ⅰ；

S4：向步驟S3製得的混合物Ⅰ中加入固化劑、抗菌劑、抗氧劑、光穩定劑、熱穩定劑、抗老劑、紫外線吸收劑、阻燃劑、抑煙劑，在溫度為70-79℃，轉速為100-200r/min下攪拌1.2-1.5h，製得混合物Ⅱ；

所述阻燃劑的製備方法，包括以下步驟：

（a）將脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨、水240-300份加入微波反應器中，在攪拌轉速為400-600r/min下攪拌6-10min，製得混合物A；

（b）向步驟a製得的混合物A中加入乙二醇乙醚醋酸酯、無苯環氧樹脂、三季戊四醇、尿素、氧化鋁、三氧化二銻、氧化錳、活性白土、滲透劑、增效劑，在攪拌轉速為300-500r/min，微波功率為220-250W，溫度為86-93℃下攪拌2-2.5h，製得混合物B；

（c）將步驟b製得的混合物B冷卻至室溫後，將沉澱物過濾，在轉速為3000-5000r/min下離心乾燥至含水量≤3.4%，製得阻燃劑；

所述抑煙劑的製備方法，包括以下步驟：

（A）將三丁基氧化錫、氫氧化鉬、高嶺土、氧化鋁、八鉬酸銨、硬脂酸混合，在攪拌轉速為200-400r/min，微波功率為200-250W，溫度為106-118℃下攪拌1.3-1.8h，製得混合物C；

（B）將步驟A製得的混合物C冷卻至室溫後，將沉澱物過濾，在轉速為3000-5000r/min下離心乾燥至含水量≤2.8%，製得抑煙劑；

S5：向步驟S4製得的混合物Ⅱ加入雙螺杆擠出機中，在溫度為224-235℃，轉速為400-600r/min 的條件下熔融擠出，通過水槽拉條並在切粒機中造粒，製得改性橡膠材料。

下面通過更具體實施例對本發明進行說明。

實施例1

一種改性橡膠材料，以重量份為單位，包括以下原料：環氧化天然橡膠76-104份、聚氨酯橡膠55份、石墨烯52份、磷酸三丁氧基乙酯30份、己二酸酯20份、三（2，4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯22份、丙烯酸硬脂酸酯14份、馬來酸酐接枝20份、氫氧化鎂5份、高嶺土8份、玻璃微珠7份、十六烷基磺酸鈣6份、二乙基二硫代氨基甲酸鋅8份、氯化聚乙烯14份、異戊二烯14份、溴化石蠟18份、聚氯乙烯纖維12份、二甲基矽油12份、碳纖維10份、聚醯胺纖維5份、羧乙基纖維素7份、表面活性劑0.9份、引發劑0.5份、擴鏈劑0.7份、交聯劑0.4份、脫氣劑0.3份、流平劑0.6份、催化劑0.3份、促進劑0.2份、增塑劑0.4份、分散劑0.3份、增粘劑0.3份、固化劑0.9份、抗菌劑0.8份、抗氧劑0.5份、光穩定劑0.3份、熱穩定劑0.1份、抗老劑0.9份、紫外線吸收劑0.5份、阻燃劑1.4份、抑煙劑0.7份；

所述表面活性劑為表面活性劑TRITONCF-10；

所述引發劑為過氧化二苯甲醯；

所述擴鏈劑為二苯基甲烷二異氰酸酯；

所述交聯劑為甲基丙烯醯胺；

所述脫氣劑為硬脂酸；

所述流平劑為聚醚聚酯改性有機矽氧烷；

所述催化劑為三（二甲氨基丙基）六氫三嗪；

所述促進劑為無色鈷；

所述增塑劑為檸檬酸酯；

所述分散劑為分散劑NC；

所述增粘劑為丁基三甲氧基矽烷；

所述固化劑為環氧類樹脂固化劑；

所述抗菌劑為碳酸鋰；

所述抗氧劑為抗氧劑1010；

所述光穩定劑為光穩定劑770；

所述熱穩定劑為二鹽基鄰苯二甲酸鉛；

所述抗老劑為巴斯夫UV-234抗老劑;

所述紫外線吸收劑為鄰羥基苯甲酸苯酯；

所述阻燃劑以重量份為單位，包括以下原料：乙二醇乙醚醋酸酯56份、無苯環氧樹脂26份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨22份、三季戊四醇18份、尿素14份、氧化鋁10份、三氧化二銻10份、氧化錳7份、活性白土10份、滲透劑1.6份、增效劑1份；

所述抑煙劑以重量份為單位，包括以下原料：三丁基氧化錫32份、氫氧化鉬16份、高嶺土14份、氧化鋁8份、八鉬酸銨6份、硬脂酸1.6份；

所述改性橡膠材料的製備方法，包括以下步驟：

S1：將石墨烯粉碎，過400目篩子，製得粉末，所得粉末在磁場強度為6000GS，超聲波功率為420W，溫度為46℃，轉速為260r/min下，攪拌30min，製得石墨烯能量粉末；

S2：向步驟S1製得的石墨烯能量粉末中加入表面活性劑，在溫度為67℃，轉速為140r/min下活化1.2h，製得活化石墨烯能量粉末；

S3：在氮氣保護下，向步驟S2製得的活化石墨烯能量粉末中加入環氧化天然橡膠、聚氨酯橡膠、磷酸三丁氧基乙酯、己二酸酯、三（2，4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯、丙烯酸硬脂酸酯、馬來酸酐接枝、氫氧化鎂、高嶺土、玻璃微珠、十六烷基磺酸鈣、二乙基二硫代氨基甲酸鋅、氯化聚乙烯、異戊二烯、溴化石蠟、聚氯乙烯纖維、二甲基矽油、碳纖維、聚醯胺纖維、羧乙基纖維素、引發劑、擴鏈劑、交聯劑、脫氣劑、流平劑、催化劑、促進劑、增塑劑、分散劑、增粘劑，在微波功率為230W，溫度為132℃，轉速為400r/min下攪拌3h，製得混合物Ⅰ；

S4：向步驟S3製得的混合物Ⅰ中加入固化劑、抗菌劑、抗氧劑、光穩定劑、熱穩定劑、抗老劑、紫外線吸收劑、阻燃劑、抑煙劑，在溫度為70℃，轉速為150r/min下攪拌1.5 h，製得混合物Ⅱ；

所述阻燃劑的製備方法，包括以下步驟：

（a）將脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨、水280份加入微波反應器中，在攪拌轉速為500r/min下攪拌8min，製得混合物A；

（b）向步驟a製得的混合物A中加入乙二醇乙醚醋酸酯、無苯環氧樹脂、三季戊四醇、尿素、氧化鋁、三氧化二銻、氧化錳、活性白土、滲透劑、增效劑，在攪拌轉速為400r/min，微波功率為240W，溫度為90℃下攪拌2.3h，製得混合物B；

（c）將步驟b製得的混合物B冷卻至室溫後，將沉澱物過濾，在轉速為4000r/min下離心乾燥至含水量為3.4%，製得阻燃劑；

所述抑煙劑的製備方法，包括以下步驟：

（A）將三丁基氧化錫、氫氧化鉬、高嶺土、氧化鋁、八鉬酸銨、硬脂酸混合，在攪拌轉速為300r/min，微波功率為220W，溫度為112℃下攪拌1.5h，製得混合物C；

（B）將步驟A製得的混合物C冷卻至室溫後，將沉澱物過濾，在轉速為4000r/min下離心乾燥至含水量為2.8%，製得抑煙劑；

S5：向步驟S4製得的混合物Ⅱ加入雙螺杆擠出機中，在溫度為232℃，轉速為500r/min 的條件下熔融擠出，通過水槽拉條並在切粒機中造粒，製得改性橡膠材料。

實施例2

一種改性橡膠材料，以重量份為單位，包括以下原料：環氧化天然橡膠80份、聚氨酯橡膠48份、石墨烯45份、磷酸三丁氧基乙酯26份、己二酸酯15份、三（2，4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯14份、丙烯酸硬脂酸酯12份、馬來酸酐接枝16份、氫氧化鎂4份、高嶺土7份、玻璃微珠5份、十六烷基磺酸鈣4份、二乙基二硫代氨基甲酸鋅5份、氯化聚乙烯12份、異戊二烯12份、溴化石蠟14份、聚氯乙烯纖維9份、二甲基矽油8份、碳纖維7份、聚醯胺纖維4份、羧乙基纖維素5份、表面活性劑0.6份、引發劑0.4份、擴鏈劑0.6份、交聯劑0.3份、脫氣劑0.3份、流平劑0.4份、催化劑0.2份、促進劑0.2份、增塑劑0.3份、分散劑0.2份、增粘劑0.3份、固化劑0.7份、抗菌劑0.6份、抗氧劑0.4份、光穩定劑0.2份、熱穩定劑0.1份、抗老劑0.6份、紫外線吸收劑0.4份、阻燃劑1.2份、抑煙劑0.5份；

所述表面活性劑為表面活性劑TRITONCF-10；

所述引發劑為過氧化二苯甲醯；

所述擴鏈劑為二苯基甲烷二異氰酸酯；

所述交聯劑為甲基丙烯醯胺；

所述脫氣劑為硬脂酸；

所述流平劑為聚醚聚酯改性有機矽氧烷；

所述催化劑為三（二甲氨基丙基）六氫三嗪；

所述促進劑為無色鈷；

所述增塑劑為檸檬酸酯；

所述分散劑為分散劑NC；

所述增粘劑為丁基三甲氧基矽烷；

所述固化劑為環氧類樹脂固化劑；

所述抗菌劑為碳酸鋰；

所述抗氧劑為抗氧劑1010；

所述光穩定劑為光穩定劑770；

所述熱穩定劑為二鹽基鄰苯二甲酸鉛；

所述抗老劑為巴斯夫UV-234抗老劑;

所述紫外線吸收劑為鄰羥基苯甲酸苯酯；

所述阻燃劑以重量份為單位，包括以下原料：乙二醇乙醚醋酸酯48份、無苯環氧樹脂20份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨18份、三季戊四醇12份、尿素10份、氧化鋁7份、三氧化二銻9份、氧化錳5份、活性白土8份、滲透劑1.3份、增效劑0.8份；

所述抑煙劑以重量份為單位，包括以下原料：三丁基氧化錫22份、氫氧化鉬12份、高嶺土10份、氧化鋁6份、八鉬酸銨4份、硬脂酸1.2份；

所述改性橡膠材料的製備方法，包括以下步驟：

S1：將石墨烯粉碎，過300目篩子，製得粉末，所得粉末在磁場強度為5830GS，超聲波功率為350W，溫度為42℃，轉速為200r/min下，攪拌36min，製得石墨烯能量粉末；

S2：向步驟S1製得的石墨烯能量粉末中加入表面活性劑，在溫度為63℃，轉速為120r/min下活化1.4h，製得活化石墨烯能量粉末；

S3：在氮氣保護下，向步驟S2製得的活化石墨烯能量粉末中加入環氧化天然橡膠、聚氨酯橡膠、磷酸三丁氧基乙酯、己二酸酯、三（2，4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯、丙烯酸硬脂酸酯、馬來酸酐接枝、氫氧化鎂、高嶺土、玻璃微珠、十六烷基磺酸鈣、二乙基二硫代氨基甲酸鋅、氯化聚乙烯、異戊二烯、溴化石蠟、聚氯乙烯纖維、二甲基矽油、碳纖維、聚醯胺纖維、羧乙基纖維素、引發劑、擴鏈劑、交聯劑、脫氣劑、流平劑、催化劑、促進劑、增塑劑、分散劑、增粘劑，在微波功率為219W，溫度為129℃，轉速為400r/min下攪拌3.9h，製得混合物Ⅰ；

S4：向步驟S3製得的混合物Ⅰ中加入固化劑、抗菌劑、抗氧劑、光穩定劑、熱穩定劑、抗老劑、紫外線吸收劑、阻燃劑、抑煙劑，在溫度為70-79℃，轉速為100-200r/min下攪拌1.2-1.5h，製得混合物Ⅱ；

所述阻燃劑的製備方法，包括以下步驟：

（a）將脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨、水240份加入微波反應器中，在攪拌轉速為400r/min下攪拌10min，製得混合物A；

（b）向步驟a製得的混合物A中加入乙二醇乙醚醋酸酯、無苯環氧樹脂、三季戊四醇、尿素、氧化鋁、三氧化二銻、氧化錳、活性白土、滲透劑、增效劑，在攪拌轉速為300r/min，微波功率為220W，溫度為86℃下攪拌2.5h，製得混合物B；

（c）將步驟b製得的混合物B冷卻至室溫後，將沉澱物過濾，在轉速為3000r/min下離心乾燥至含水量為3.2%，製得阻燃劑；

所述抑煙劑的製備方法，包括以下步驟：

（A）將三丁基氧化錫、氫氧化鉬、高嶺土、氧化鋁、八鉬酸銨、硬脂酸混合，在攪拌轉速為200r/min，微波功率為200W，溫度為106℃下攪拌1.8h，製得混合物C；

（B）將步驟A製得的混合物C冷卻至室溫後，將沉澱物過濾，在轉速為3000r/min下離心乾燥至含水量為2.3%，製得抑煙劑；

S5：向步驟S4製得的混合物Ⅱ加入雙螺杆擠出機中，在溫度為224℃，轉速為400r/min 的條件下熔融擠出，通過水槽拉條並在切粒機中造粒，製得改性橡膠材料。

實施例3

一種改性橡膠材料，以重量份為單位，包括以下原料：環氧化天然橡膠101份、聚氨酯橡膠60份、石墨烯62份、磷酸三丁氧基乙酯33份、己二酸酯24份、三（2，4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯23份、丙烯酸硬脂酸酯15份、馬來酸酐接枝23份、氫氧化鎂6份、高嶺土10份、玻璃微珠9份、十六烷基磺酸鈣8份、二乙基二硫代氨基甲酸鋅12份、氯化聚乙烯16份、異戊二烯16份、溴化石蠟23份、聚氯乙烯纖維15份、二甲基矽油13份、碳纖維12份、聚醯胺纖維6份、羧乙基纖維素9份、表面活性劑1.2份、引發劑0.6份、擴鏈劑0.8份、交聯劑0.5份、脫氣劑0.4份、流平劑0.7份、催化劑0.4份、促進劑0.3份、增塑劑0.5份、分散劑0.4份、增粘劑0.4份、固化劑1.1份、抗菌劑1.2份、抗氧劑0.6份、光穩定劑0.4份、熱穩定劑0.2份、抗老劑1.2份、紫外線吸收劑0.6份、阻燃劑1.5份、抑煙劑0.8份；

所述表面活性劑為表面活性劑TRITONCF-10；

所述引發劑為過氧化二苯甲醯；

所述擴鏈劑為二苯基甲烷二異氰酸酯；

所述交聯劑為甲基丙烯醯胺；

所述脫氣劑為硬脂酸；

所述流平劑為聚醚聚酯改性有機矽氧烷；

所述催化劑為三（二甲氨基丙基）六氫三嗪；

所述促進劑為無色鈷；

所述增塑劑為檸檬酸酯；

所述分散劑為分散劑NC；

所述增粘劑為丁基三甲氧基矽烷；

所述固化劑為環氧類樹脂固化劑；

所述抗菌劑為碳酸鋰；

所述抗氧劑為抗氧劑1010；

所述光穩定劑為光穩定劑770；

所述熱穩定劑為二鹽基鄰苯二甲酸鉛；

所述抗老劑為巴斯夫UV-234抗老劑;

所述紫外線吸收劑為鄰羥基苯甲酸苯酯；

所述阻燃劑以重量份為單位，包括以下原料：乙二醇乙醚醋酸酯65份、無苯環氧樹脂34份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨25份、三季戊四醇22份、尿素16份、氧化鋁12份、三氧化二銻12份、氧化錳9份、活性白土12份、滲透劑1.8份、增效劑1.2份；

所述抑煙劑以重量份為單位，包括以下原料：三丁基氧化錫43份、氫氧化鉬20份、高嶺土16份、氧化鋁12份、八鉬酸銨7份、硬脂酸2份；

所述改性橡膠材料的製備方法，包括以下步驟：

S1：將石墨烯粉碎，過500目篩子，製得粉末，所得粉末在磁場強度為6250GS，超聲波功率為480W，溫度為53℃，轉速為300r/min下，攪拌22min，製得石墨烯能量粉末；

S2：向步驟S1製得的石墨烯能量粉末中加入表面活性劑，在溫度為74℃，轉速為150r/min下活化0.9h，製得活化石墨烯能量粉末；

S3：在氮氣保護下，向步驟S2製得的活化石墨烯能量粉末中加入環氧化天然橡膠、聚氨酯橡膠、磷酸三丁氧基乙酯、己二酸酯、三（2，4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯、丙烯酸硬脂酸酯、馬來酸酐接枝、氫氧化鎂、高嶺土、玻璃微珠、十六烷基磺酸鈣、二乙基二硫代氨基甲酸鋅、氯化聚乙烯、異戊二烯、溴化石蠟、聚氯乙烯纖維、二甲基矽油、碳纖維、聚醯胺纖維、羧乙基纖維素、引發劑、擴鏈劑、交聯劑、脫氣劑、流平劑、催化劑、促進劑、增塑劑、分散劑、增粘劑，在微波功率為252W，溫度為133℃，轉速為500r/min下攪拌3.4h，製得混合物Ⅰ；

S4：向步驟S3製得的混合物Ⅰ中加入固化劑、抗菌劑、抗氧劑、光穩定劑、熱穩定劑、抗老劑、紫外線吸收劑、阻燃劑、抑煙劑，在溫度為78℃，轉速為200r/min下攪拌1 h，製得混合物Ⅱ；

所述阻燃劑的製備方法，包括以下步驟：

（a）將脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨、水300份加入微波反應器中，在攪拌轉速為600r/min下攪拌6min，製得混合物A；

（b）向步驟a製得的混合物A中加入乙二醇乙醚醋酸酯、無苯環氧樹脂、三季戊四醇、尿素、氧化鋁、三氧化二銻、氧化錳、活性白土、滲透劑、增效劑，在攪拌轉速為500r/min，微波功率為250W，溫度為93℃下攪拌2h，製得混合物B；

（c）將步驟b製得的混合物B冷卻至室溫後，將沉澱物過濾，在轉速為5000r/min下離心乾燥至含水量為3.2%，製得阻燃劑；

所述抑煙劑的製備方法，包括以下步驟：

（A）將三丁基氧化錫、氫氧化鉬、高嶺土、氧化鋁、八鉬酸銨、硬脂酸混合，在攪拌轉速為400r/min，微波功率為250W，溫度為118℃下攪拌1.3h，製得混合物C；

（B）將步驟A製得的混合物C冷卻至室溫後，將沉澱物過濾，在轉速為5000r/min下離心乾燥至含水量為2.2%，製得抑煙劑；

S5：向步驟S4製得的混合物Ⅱ加入雙螺杆擠出機中，在溫度為235℃，轉速為600r/min 的條件下熔融擠出，通過水槽拉條並在切粒機中造粒，製得改性橡膠材料。

本實施例1-3製備的改性橡膠材料經檢測，其性能如下表所示：

由上表可知，本發明的改性橡膠材料阻燃效果好，抗衝擊能力強，韌性強，是一種性能優的改性橡膠材料，可推廣應用，有顯著的經濟和社會效益。

以上內容不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明，對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明由所提交的權利要求書確定的專利保護範圍。