CN102418389A - 建筑物隔震橡胶支座均匀硫化方法 - Google Patents
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Abstract
建筑物隔震橡胶支座均匀硫化方法,属建筑物的橡胶支座隔震技术领域。需要硫化的橡胶支座上开设有多个自上而下贯通的小孔，放入模具的橡胶支座于小孔内插入导热金属棒，导热金属棒的上、下端分别与金属模具的上、下壁面接触，然后采用平板硫化机进行硫化，硫化完成后取出导热金属棒。有益效果：使橡胶支座硫化更加均匀，提高了产品质量和材料利用率，在保证均匀硫化的同时也提高了硫化速度。
Description
技术领域
本发明属建筑物的橡胶支座隔震技术领域，适用于大直径厚橡胶制品的硫化过程，具体为一种使建筑物隔震橡胶支座均匀硫化的方法。
背景技术
地震是人类遭受的严重自然灾害之一。如何减轻地震的危害是世界关注的重大课题。橡胶垫隔震是重要的工程抗震新技术，该技术将过去传统的“硬抗”技术转变为“软抗”，在建筑物基础柱子上设置是橡胶垫隔震层，也就是使用隔震橡胶支座将建筑物的上部结构和基础隔开。柔性的橡胶垫隔震层可以有效地隔离地面的强烈震动，从而大大减小建筑物结构在地震中的摇晃。加了隔震橡胶支座的结构可以由剧烈的摆动变为缓慢的平动，整个上部结构基本上处于弹性工作状态，这样能有效地吸收和阻断地震能量向建筑物上部结构的输入，从而减小建筑物上部结构的地震反应，提高建筑物的抗震能力。
隔震橡胶支座一般是由薄钢板和薄橡胶层交替叠合，经高温高压硫化而成。在隔震橡胶支座的生产过程中，硫化是最后一道加工工序。在这道工序中，橡胶经过一系列复杂的化学反应，由线型结构变成体型结构，失去了混炼胶的可塑性具有了交联橡胶的高弹性，进而获得优良的物理机械性能和化学稳定性。
隔震橡胶支座的橡胶硫化质量直接关系到其隔震性能的优劣。橡胶支座属于厚制品，为保证产品的硫化程度，一般情况下采用低温长时间硫化方式。随着硫化程度的增加，橡胶支座的抗压弹性模量和抗剪弹性模量都增大。这主要是因为硫化程度直接影响了制品的交联程度。硫化程度小，分子间没有化学键交联，制品在受到剪切力的同时，分子链发生相对滑移的趋势也越大，导致制品的变形程度加大。在外力撤去时，分子链之间由于缺乏相互的约束力，变形很难恢复，导致制品变形。在保证生产效率的同时，应尽量提高橡胶支座的硫化程度。目前在橡胶支座的硫化过程中，通常采用平板硫化机进行硫化。平板硫化机的功能是提供硫化所需的压力和温度。平板硫化机在对橡胶支座硫化的时候，主要通过上下两个加热平板来给支座提供硫化所需热能。由于橡胶支座厚度大而橡胶的传热性较差，导致橡胶支座表面硫化的程度比内部的硫化程度大，造成硫化不均匀，生产出来的橡胶支座的性能也不均匀，严重影响产品质量。换句话说，由于硫化机只有上下加热板，所以在硫化时只能加热模具上下面，在硫化中，橡胶支座中心部位受热不足，或等到中心温度达到了，而上下面的橡胶则出现过硫。由于橡胶支座结构的特殊性，质量不合格的橡胶支座其制作材料不能重复利用，造成原材料的浪费，生产效率低、经济性差。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种能使橡胶支座均匀硫化的方法。
本发明方法是：需要硫化的橡胶支座上开设有多个自上而下贯通的小孔，放入模具的橡胶支座于小孔内插入导热金属棒，导热金属棒的上、下端分别与金属模具的上、下壁面接触，然后采用平板硫化机进行硫化，硫化完成后取出导热金属棒。
平板硫化机进行硫化的工艺参数与通常采用的相同。
小孔最好在整个橡胶支座截面上均匀分布。
导热金属棒的截面形状最好为圆形，但也可以为其他形状，如椭圆形，方形，正六边形等等。
若导热金属棒的截面形状为圆形，则其直径最好为30~40mm。
各个导热金属棒的截面积可以相同也可以不同，但最好相同。
导热金属棒的材质可以是钢或铁，但优选导热率高的金属或其合金，如铜、铝等。
本发明方法的原理见附图1：由于金属模具1的上、下壁面分别与平板硫化机的上加热平板2和下热平板3密切接触，因此在硫化过程中，导热金属棒4能够将热量自平板硫化机的上下两个加热平板通过金属模具的上、下壁面传导至橡胶支座内部，使橡胶支座的表面和内部的温度均匀化，从而让硫化程度均匀。图中5为橡胶支座盖板。
本发明的有益效果是:
（1）橡胶支座硫化更加均匀；
（2）提高了产品质量。采用这种方法可以使橡胶支座硫化更加均匀，同时力学性能也更加均匀，产品质量更容易得到保证；
（3）材料利用率高，经济性好；
（4）生产效率高；由于在硫化过程中内置了导热棒，在保证均匀硫化的同时也提高了硫化的速度，从而缩短了整个硫化时间，硫化过程在橡胶支座的生产过程中占有很大的比重，故生产效率得到了一定的提高。
附图说明
图1为本发明的工作原理示意图。
图2为实施例1中金属棒导热棒的分布示意图。
具体实施方式
实施例1。 用本发明方法对高400mm、直径1000mm、30层的叠成橡胶支座在120℃×14h×20Mpa条件下硫化。实施例1的钢质圆形截面导热棒的分布形式见图1，图1中6为橡胶支座盖板，7为金属导热棒。直径均为38 mm的圆柱状铜质金属导热棒7呈均匀分布，共5个。
对比例1 用传统的方法对高400mm、直径1000mm、30层的叠成橡胶支座在120℃×14h×20Mpa条件下硫化。
注：实施例1和对比例1的橡胶配方相同。
性能测试：
按照《GB/T 528-2009 硫化橡胶或热塑性橡胶 拉伸应力应变性能的测定》、《GB/T 531.1-2008 硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法 第1部分：邵氏硬度计法(邵尔硬度)》等对胶料进行性能测试。实验仪器为万能电子拉力试验机（型号CMT6000）、邵氏硬度计（A型）。
得出的各层胶片性能如下表：
实施例1
| 层数 | 拉伸强度，MPa | 扯断伸长率，% | 扯断永久变形，% | 邵尔硬度A，度 |
| 1 | 20.2 | 850 | 8.8 | 44 |
| 3 | 22.2 | 680 | 10.2 | 44 |
| 5 | 20.5 | 780 | 11.4 | 45 |
| 7 | 24.1 | 680 | 12.4 | 46 |
| 9 | 24.3 | 690 | 13.0 | 45 |
| 11 | 23.9 | 700 | 13.2 | 48 |
| 13 | 23.5 | 690 | 14.0 | 44 |
| 15 | 22.3 | 650 | 11.6 | 44 |
| 17 | 21.9 | 700 | 13.2 | 42 |
| 19 | 22.9 | 700 | 13.8 | 44 |
| 21 | 22.9 | 700 | 12.8 | 46 |
| 23 | 22.3 | 700 | 12.2 | 44 |
| 25 | 21.1 | 670 | 11.6 | 44 |
| 27 | 19.7 | 760 | 9.8 | 44 |
| 29 | 20.6 | 700 | 9.0 | 40 |
对比例1
| 层数 | 拉伸强度，MPa | 扯断伸长率，% | 扯断永久变形，% | 邵尔硬度A，度 |
| 1 | 15.2 | 850 | 8.8 | 44 |
| 3 | 16.2 | 680 | 9.2 | 44 |
| 5 | 18.5 | 780 | 15.2 | 45 |
| 7 | 23.1 | 680 | 14.4 | 46 |
| 9 | 25.3 | 690 | 14.0 | 45 |
| 11 | 24.9 | 700 | 13.2 | 48 |
| 13 | 16.5 | 690 | 15.2 | 44 |
| 15 | 15.3 | 650 | 12.6 | 44 |
| 17 | 15.9 | 700 | 13.2 | 42 |
| 19 | 23.9 | 700 | 16.8 | 44 |
| 21 | 24.9 | 700 | 12.0 | 46 |
| 23 | 25.3 | 700 | 9.6 | 44 |
| 25 | 18.1 | 670 | 12.4 | 44 |
| 27 | 16.7 | 680 | 8.8 | 44 |
| 29 | 15.6 | 700 | 8.4 | 40 |
| 13 | 16.5 | 690 | 15.2 | 44 |
| 15 | 15.3 | 650 | 12.6 | 44 |
| 17 | 15.9 | 700 | 13.2 | 42 |
| 19 | 23.9 | 700 | 16.8 | 44 |
| 21 | 24.9 | 700 | 12.0 | 46 |
| 23 | 25.3 | 700 | 9.6 | 44 |
| 25 | 18.1 | 670 | 12.4 | 44 |
| 27 | 16.7 | 680 | 8.8 | 44 |
| 29 | 15.6 | 700 | 8.4 | 40 |
表格中参数意义如下：
拉伸强度（MPa）：试样拉伸至断裂过程中的最大拉伸应力；
扯断伸长率（%）：试样断裂时的百分比伸长率；
扯断永久变形（%）：试样断裂后产生的永久变形；
绍尔硬度A（度）：橡胶硬度的一种量度。在一定条件下，用特定的压入器压入试样的初始压入深度。
根据《GB 20688.3——2006 橡胶支座》，拉伸强度(Mpa)≥15；扯断伸长率(%)≥600；邵尔硬度A(度)为：40±5时胶片硫化才比较充分，其力学性能才能满足产品的使用要求。由以上数据可知，实施例1的叠成层橡胶支座内部各橡胶片的物理力学性能都比较稳定，且均满足有关国标规定的硫化充分的要求；对比例1，是用传统的方法在经过相同时间和相同条件的硫化结果，由于热量只能通过模具向内传递，中间部分的受热情况往往不充分，从而导致硫化不均匀，靠近热源近的胶片硫化程度就比较好，而内部的胶片硫化不充分，其力学性能也比较差。
系列试验结果还表明，不论具体细节如何，只要在硫化的橡胶支座上开设有多个自上而下贯通的小孔，放入模具的橡胶支座于小孔内插入导热金属棒，导热金属棒的上、下端分别与金属模具的上、下壁面接触，然后采用平板硫化机进行硫化，硫化完成后取出导热金属棒，就能让橡胶支座硫化更加均匀。
Claims (4)
1.一种建筑物隔震橡胶支座均匀硫化方法，其特征在于：需要硫化的橡胶支座上开设有多个自上而下贯通的小孔，放入模具的橡胶支座于小孔内插入导热金属棒，导热金属棒的上、下端分别与金属模具的上、下壁面接触，然后采用平板硫化机进行硫化，硫化完成后取出导热金属棒。
2. 如权利要求1所说的建筑物隔震橡胶支座均匀硫化方法，其特征在于：小孔在整个橡胶支座截面上均匀分布。
3.如权利要求1所说的建筑物隔震橡胶支座均匀硫化方法，其特征在于：导热金属棒的截面形状为圆形，其直径为30~40mm。
4.如权利要求3所说的建筑物隔震橡胶支座均匀硫化方法，其特征在于：各个导热金属棒的截面积相同。
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2011
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