剪切模量不大於0.35MPa的隔震支座疊層膠組合物的製作方法
2023-05-18 01:46:21 3
專利名稱：剪切模量不大於0.35MPa的隔震支座疊層膠組合物的製作方法
技術領域：
本發明屬橡膠製造技術，具體涉及剪切模量不大於0.35Mpa的橡膠組合物，特別適用於生產建築與橋梁用隔震疊層橡膠支座的疊層膠。
背景技術：
基礎隔震技術是在建築物(或橋梁)上部結構與基礎之間設置隔震系統，使建築物與地基基礎隔開，由於隔震橡膠層較柔軟，地震時能產生很大的變形，吸收地震的能量，從而隔震系統起到減輕振動和耗散地震能量的作用，上部結構振動反應減輕，實現地震時建築物只發生較輕微的運動和變形，從而保障建築物的安全。隔震建築的隔震效能主要是通過隔震橡膠支座來實現，主要依靠橡膠的變形來調節平移和扭轉。疊層膠的剪切模量表徵了橡膠的變形難易程度，剪切模量越低，變形越容易，建築的隔震層中，隔震橡膠支座採用超低剪切模量的橡膠，可以更好的使隔震建築的位移滯後，減輕上部結構振動，同時橡膠層的大剪切位移更好的消耗能量。 申請號為97181733.2的中國專利文件公布的用於隔震層的橡膠組合物，包含至少I種二烯橡膠，以及以每I O O重量份二烯橡膠計，4 O I 6 O重量份C T A B比表面積為I 2 O 3 7 O (m2/g)且C T A B比表面積(m2/g) /碘吸收(mg/g)最高為I.0的碳黑。該技術方案目的在於提高阻尼能力硬化性能，而不是獲得超低剪切模量的橡膠。申請號為201110148458.8的中國專利文件公布的建築隔震支座用橡膠，將天然橡膠NR、順丁橡膠BR、S、促進劑DM、促進劑CZ、ZnO、偶聯劑Si_69、炭黑N774和N330、硬脂酸StA、芳烴油、防護蠟、古馬隆、防老劑4010NA、防老劑RD和防老劑防AW，採用密煉、開煉、下片、硫化膠片工藝。該技術方案目的在於平衡各種性能和提高膠料的抗返原性能，熱老化性能，而不是獲得超低剪切模量的橡膠。申請號為201110204981.8的中國專利文件公布的橡膠組合物，包含煙片膠100份、硫化劑廣2.5份、助交聯劑5 10份、高阻尼性添加劑2(Γ35份、增塑劑1(Γ 5份和補強劑4(Γ50份。該技術方案目的在於保證產品強度、耐老化性的同時，提高阻尼性，降低成本，而不是獲得超低剪切模量的橡膠。申請號為201210163033.9的中國專利文件公布的橡膠組合物，按質量計的組份配方是:標準全乳顆粒100份、異戊橡膠50-70份、順丁橡膠40-60份、選自C5/C9共聚石油樹脂中的高阻尼添加劑80-110份、鎂強粉40份、補強劑140-170份、硫化劑8份、硫化促進齊[J 2-4份、活性劑12-17份和防老化劑2-4份。該技術方案目的在於獲得超過110°C的寬溫域範圍具有高阻尼性能，而不是獲得超低剪切模量的橡膠。
發明內容
本發明的目的是提供一種剪切模量不大於0.35MPa的隔震支座疊層膠組合物，從而能製作出耗能量更高的隔震橡膠支座，減少地震災害對人身財產造成危害。本發明選用天然橡膠為主體材料，採用具有協同效應的防老劑並用體系、增塑劑並用體系和以單硫鍵、雙硫鍵為主的半有硫硫化體系，以降低膠的剪切模量和提高物理機械性能和加工工藝性能。本發明橡膠組合物的配方重量比組成為:天然橡膠100份；防老劑D I 3份；防老劑4010NA I 4份；炭黑12 30份；松焦油3 6份；石油樹脂3 5份；D0P 2 4份；促進劑NOBS 0.3 1.8份；促進劑DTDM 0.3 1.8份；硫磺0.7 1.5份；氧化鋅
3.0 4.5份；氧化鎂2 4份，硬脂酸2 3份。上述橡膠材料由橡膠基料、防老體系、填料體系、增塑體系和硫化體系組合而成。橡膠基料選用天然橡膠；防老體系包括防老劑D，防老劑4010NA ;填料體系為炭黑；軟化體系包括松焦油、石油樹脂、DOP ;硫化體系包括促進劑N0BS，促進劑DTDM和硫磺、氧化鋅、氧
化鎂、硬脂酸。見圖2，其中I為本發明橡膠組合物在實驗溫度為150°C時測得的硫化曲線圖，2為現有橡膠硫化曲線。本發明橡膠材料的有益效果是:(I)具有超低剪切模量，剪切模量不大於0.35MPa。採用天然橡膠更有利於降低硫化膠的剪切模量，滿足隔震橡膠支座的力學性能要求。天然橡膠具有自補強性能，在配方設計中可以降低補強填充劑的應用量。採用具有協同效應的軟化劑松焦油系與石油系並用，更有利於塑性變形，降低剪切模量，獲得較大位移。(2)加工工藝性能好。(3)耐久性能得到了提高。天然橡膠具有很好的加工工藝性能，但是耐候性能較差，採用具有協同效應的防老劑D與對苯二胺類防老劑並用更有利於提高膠料的耐久性。
圖1為在實驗溫度為150°C時測得的硫化曲線圖，其中I為本發明橡膠組合物硫化曲線，2為現有技術硫化曲線。圖2膠料的剪切模量測試曲線，其中左側為實施例1橡膠的剪切模量測試曲線，右側對照橡膠的剪切模量測試曲線。圖3為相同結構的LNR600支座的力學性能100%形變的推剪實驗滯回曲線，其中左側為使用實施例1橡膠的支座的推剪滯回曲線，右側為使用對照橡膠的支座的推剪滯回曲線。
具體實施例方式實施例1。本實施例橡膠組合物的配方重量比組成為:天然橡膠100份；防老劑D1.8份；防老劑4010NA 1.7份；炭黑15份；松焦油4份；石油樹脂5份；D0P 2份；促進劑NOBS 0.8份；促進劑DTDM 0.7份；硫磺1.5份；氧化鋅3.5份；氧化鎂2.5份，硬脂酸2.5份。對照橡膠組 合物的配方重量比組成為:天然橡膠100份；防老劑D 5份；防老劑401ONA O份；炭黑30份；松焦油7份；石油樹脂O份；D0P 5份；促進劑NOBS I份；促進劑DTDM O份；硫磺1.6份；氧化鋅3份；氧化鎂3.5份，硬脂酸4份。分別按照實施例橡膠組合物和對照橡膠組合物的組分組量稱好各種物料，在開煉機上先對天然橡膠進行塑煉，輥距控制在0.5 1mm，生膠包輥後，打三角包直至表面光滑，無空洞、無顆粒後進行打卷下片，膠料停放8h以上進行二段塑煉，測定可塑度達到0.35
0.4為合格，塑煉膠停放12小時以上可進行混煉，混煉加料順序為:先加入塑煉膠包輥,依次加入石油樹脂、氧化鋅、氧化鎂、硬脂酸、防老劑D、防老劑4010NA，左右割刀吃粉，待吃粉完畢後加入半補強炭黑和軟化劑DOP、松焦油，吃粉完畢再加入不溶性硫磺和促進劑NOBS、促進劑DTDM，調整輥距至6 7mm，倒膠翻煉3 5min，調整輥距下片，混煉膠停放8小時以上，方可進行硫化。按照國家標準對性能測試，兩種橡膠的物理性能對比見下表。
權利要求
1.一種剪切模量不大於0.35MPa的隔震支座疊層膠組合物，其特徵在於配方重量比組成為:天然橡膠100份；防老劑D I 3份；防老劑4010NA I 4份；炭黑12 30份；松焦油3 6份；石油樹脂3 5份；DOP 2 4份；促進劑NOBS 0.3 1.8份；促進劑DTDM0.3 1.8份；硫磺0.7 1.5份；氧化鋅3.0 4.5份；氧化鎂2 4份，硬脂酸2 3份。
2.如權利要求1所說的剪切模量不大於0.35MPa的隔震支座疊層膠組合物，其特徵在於配方重量比組成為:天然橡膠100份；防老劑D 1.8份；防老劑4010嫩1.7份；炭黑15份；松焦油4份；石油樹脂5份；D0P 2份；促進劑NOBS 0.8份；促進劑DTDM 0.7份；硫磺1.5份；氧化鋅3.5份；氧化鎂2.5份`，硬脂酸2.5份。
全文摘要
剪切模量不大於0.35MPa的隔震支座疊層膠組合物，屬橡膠製造技術領域。配方重量比組成為天然橡膠100份；防老劑D 1～3份；防老劑4010NA 1～4份；炭黑12～30份；松焦油3～6份；石油樹脂3～5份；DOP 2～4份；促進劑NOBS 0.3～1.8份；促進劑DTDM 0.3～1.8份；硫磺0.7～1.5份；氧化鋅3.0～4.5份；氧化鎂2～4份，硬脂酸2～3份。優點是產品具有不大於0.35MPa的超低剪切模量，採用具有協同效應的軟化劑松焦油系與石油系並用，更有利於塑性變形，降低剪切模量，獲得較大位移；加工工藝性能好；耐久性能得到了提高。天然橡膠具有很好的加工工藝性能，但是耐候性能較差，採用具有協同效應的防老劑D與對苯二胺類防老劑並用更有利於提高膠料的耐候性。
文檔編號C08L93/00GK103102513SQ20131003306
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月29日 優先權日2013年1月29日
發明者朱維, 王賢彬, 趙嬌, 李天鵬 申請人:雲南震安減震技術有限公司