CN102658616A - 一种测定大直径叠层厚橡胶制品硫化程度的简易方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种测定大直径叠层橡胶制品硫化程度的新方法。本方法主要是在钢板表面涂上隔离剂(硅油)，使橡胶和钢板在硫化后能够分离，运用这种新方法，可以轻易取出大直径叠层橡胶制品中的各层橡胶片，判断出各层橡胶片的硫化程度。

Description

一种测定大直径叠层厚橡胶制品硫化程度的简易方法

技术领域

本发明适用于大直径厚橡胶制品的硫化过程，主要用于橡胶硫化程度的测定。

背景技术

关于橡胶制品硫化程度的测定方法有很多，在工艺上常用的测定方法可分为物理-化学法、物理机械性能法和专用仪器法三大类。

前两类方法是在选定的硫化温度下，用不同的硫化时间制得硫化胶试片，测定各项性能，然后绘成曲线图，从曲线上找出最佳值作为评价橡胶制品硫化程度的依据。最后一类方法则是在选定的硫化温度下，连续地测出硫化曲线，从而评定其硫化程度。

在进行大直径叠层厚橡胶制品的硫化时，现有的方法为：先建立小胶片的硫化温度、硫化时间与硫化程度的关系，然后在大直径叠层厚橡胶制品内部放置温度计或温度传感器来掌控内部的温度，并据此间接推定硫化程度。这种方法的主要缺陷是硫化温度与硫化程度之间的变异性很大，据此确定的硫化工艺参数往往不准确，直接影响批量生产出来的产品的质量，特别是在大直径隔震橡胶支座的情形中，由于橡胶与金属叠层减震支座的平面面积较大、层次较多、体积较大，因此在产品硫化过程中，分布在型腔中的橡胶本体温度不一，会使得橡胶硫化程度不一，有的地方硫化不足而有的地方硫化过度，会造成橡胶与金属叠层减震支座中的橡胶内应力分布不均，形成隐含缺陷，从而大大影响叠层橡胶支座的承载能力和抗疲劳寿命；而且操作过程复杂，投入过大，由于温度计或温度传感器的置入还会对模具造成损害，模具只能用于测定橡胶制品硫化程度的实验操作，造成模具的闲置浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种操作简单、测定硫化程度更加准确、直观、更加经济可行的的新方法。出乎意料地，发明人发现，在橡胶制品的制造过程中，如果在承载橡胶的金属材料上涂上隔离剂，在硫化之后，就可以轻易地将各层分开，测定各层硫化程度，操控硫化过程。

在本发明的一方面中，本发明提供了一种测定大直径叠层厚橡胶制品硫化程度的简易方法，所述方法包括以下步骤：

(1)在大直径叠层厚橡胶制品制作过程中，在金属板表面涂上隔离剂硅油，然后用金属板对各层橡胶组合物进行分隔；

对所述隔离剂的厚度并没有任何限制，其可以为任何适宜的厚度，该厚度可以由本领域技术人员根据橡胶组合物的具体情形适当选择，最优选3～5μm。

(2)对叠层橡胶制品进行硫化；

(3)使橡胶和金属板在硫化后分离，将制品中的橡胶直接取出，确定各层橡胶片的硫化程度。

在上述方法中，所述大直径叠层厚橡胶制品可以是任意类型的橡胶支座，优选隔震橡胶支座，所述隔震橡胶支座可以为铅芯橡胶支座或者天然橡胶支座。

在上述方法的步骤(1)中，所述金属板包括但不限于钢板。

在上述方法的步骤(2)中，所述硫化方式可以为适合所述橡胶制品的任意硫化方式，既可以是恒温硫化，也可以是在不同温度下，利用不同的加热温度进行硫化。

在上述方法的步骤(3)中，可以利用本领域熟知的方式确定橡胶的硫化程度，例如，通过测定各层橡胶片的性能，从而推断各层橡胶片的硫化程度。

本发明所述的隔离剂为硅油，涂抹范围为叠层橡胶制品各橡胶片与金属板的接触面，要求涂抹要均匀，保证橡胶片与钢板之间的接触面全部都有隔离剂的覆盖。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，表明了钢板与隔离层、橡胶之间的位置关系。

在图1中，a为铅芯橡胶支座，b为天然橡胶支座，1为上连接板，2为下连接板，3为橡胶，4为钢板，5为铅芯，6为隔离剂

具体实施方式

实施例1

运用本发明对高400mm、直径Φ1000mm、30层橡胶隔震支座的硫化程度进行测试，步骤如下：

模具准备：按照实验要求准备好模具，检查模具内部的平整度，保证内部清洁、无锈；检查钢板的平整度、尺寸，保证钢板清洁、无锈；

橡胶组合物制备：按照以下配方制备橡胶组合物：天然橡胶100质量份，促进剂1质量份，氧化锌4质量份，硬脂酸4质量份，硫化剂5质量份，防老剂D2质量份，防老剂(对苯二胺类)2质量份，炭黑35质量份，软化剂10质量份。

兹就以上所给出的成分说明如下：

天然橡胶为：标准5#胶，购自海南橡胶集团

促进剂：DM，购自天津拉勃

氧化锌：粒径为200目，购自昆明行锌兴

硬脂酸：十八烷酸，购自湖南湘潭

硫化剂：硫磺，购自贵州毕节

防老剂D：N-苯基-β-萘胺，购自天津拉勃

防老剂(对苯二胺类)：防老剂4010，购自天津拉勃

炭黑：N330，购自四川攀枝花

软化剂：DOP，购自安阳金茂祥树脂厂

材料装模：先在模具内部周围涂上一层隔离剂(硅油)，保证涂抹均匀，然后按照橡胶片厚度要求放入第一层橡胶片，在钢板表面涂抹一层均匀的隔离剂(硅油)后放在第一层橡胶片上面，依次重复以上操作放入所有的橡胶片和钢板，最后封模；

硫化方法：

(1)在100-110℃将所述组合物硫化2h；

(2)然后，在120℃下将其硫化14h；和

(3)在100℃下硫化2小时。

性能测试：

参照《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)》、《GB/T 3512-2001硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验》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)、老化箱、邵氏硬度计(A型)。

其各层胶片性能如下：

兹就各表格中给出的成分说明如下(均为GB 20688.2-2006《橡胶支座》相关规定)：

拉伸强度(MPa)：试样拉伸至断裂过程中的最大拉伸应力(≥15Mpa时表示胶片硫化程度较好)

扯断伸长率(％)：试样断裂时的百分比伸长率(≥500％时表示胶片硫化程度较好)

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。(45±5时表示胶片硫化程度较好)

压缩永久变形(％)：橡胶老化后与老化前扯断伸长率的变化率。(≤35％时表示胶片硫化程度较好)

由实施例可知，隔震支座里面每一层胶片的力学性能都达到了正硫化的要求，说明隔震支座硫化程度较好。

由此可知，由于此方法可以将厚橡胶制品中各层胶片取出来，从而可以直观的测出各层橡胶片的力学性能参数，根据胶片的相关力学性能参数就可以准确地把握橡胶制品的硫化程度。最后我们就可以进行反复的实验，通过大量的实验数据建立橡胶制品硫化温度、硫化时间、硫化程度之间的关系。

本发明的有益效果是：

(1)实验结果更加准确。可以直接确定各层橡胶的硫化程度。

(2)操作过程简单。无需在橡胶制品内部埋置温度计或温度传感器。整个实验过程操作简单、明了。

(3)实验投入少，更加经济。采用的隔离剂(硅油)取材方便，价格低，并且实验过程中省去了温度计或温度传感器的投入，总体上降低了实验的成本。

(4)资源利用充分。由于无需在橡胶制品内部埋置温度计或温度传感器，所以实验所用模具保存完好，在产品批量生产的时候可以重复利用。

Claims (4)

1.一种测定大直径叠层厚橡胶制品硫化程度的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)在大直径叠层厚橡胶制品制作过程中，在与橡胶组合物接触的金属板表面涂上隔离剂硅油，然后用金属板对各层橡胶组合物进行分隔；

(2)对叠层橡胶制品进行硫化；

(3)使橡胶和金属板在硫化后分离，将制品中的橡胶直接取出，测定各层橡胶片的硫化程度。

2.根据权利要求1的方法，其中所述大直径叠层厚橡胶制品为隔震橡胶支座。

3.根据权利要求1的方法，其中在步骤(1)中，所述金属板为钢板。

4.根据权利要求1的方法，其中在步骤(2)中，所述硫化方式是恒温硫化或者是在不同温度下，利用不同的加热温度进行硫化。