CN104356492A - 一种竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座及其制作方法。所述隔震支座包括支座主体,所述支座主体包括橡胶片与竹塑纤维复合板,所述橡胶片与竹塑纤维复合板交替叠加,所述支座主体两外层为橡胶片,所述支座主体包括1-10层竹塑纤维复合板。所述隔震支座的制作方法,包括以下步骤:S1、竹塑纤维复合板的制作,S2、橡胶片的制作,S3、支座主体的制作。本发明以竹塑纤维复合板取代钢板,将橡胶片与竹塑纤维复合板交替叠加,经硫化成型后得到一种可用于村镇和山区1-5层建筑隔震的新型竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座,其重量轻、成本低,在村镇和山区1-5层低层建筑隔震领域具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及隔震技术领域,具体涉及一种竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座,该叠层隔震支座可作为村镇和山区建筑的隔震结构;本发明还涉及这种叠层隔震支座的制作方法。
背景技术
叠层隔震支座已广泛应用于隔震减振领域。目前实际应用较为成熟的隔震支座是钢板/橡胶叠层隔震支座,其成本较高且重量较大,一般用于5层以上建筑隔震领域。我国村镇和山区1-5层低层建筑占比极大,钢板/橡胶叠层隔震支座难以推广应用;同时,国内村镇和山区建筑抗震设计标准普遍较低,一旦发生类似汶川大地震的高级别地震必将造成大量人员伤亡和财产损失,因此亟需开发成本较低、重量较轻、易于安装的新型隔震支座产品。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座产品。其通过以下技术方案予以实现:
一种竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座,包括支座主体,所述支座主体包括橡胶片与竹塑纤维复合板,所述橡胶片与竹塑纤维复合板交替叠加,所述支座主体两外层为橡胶片,所述支座主体包括1-10层竹塑纤维复合板。
优选的,所述竹塑纤维复合板的厚度为2-10mm。
优选的,所述支座主体水平截面为矩形或圆形。
本发明的第二个目的是提供上述竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作方法。其通过以下技术方案予以实现:
一种竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作方法,包括以下步骤:
S1、竹塑纤维复合板的制作:
S101、在高速混合机中,将聚烯烃40-60质量份、竹粉30-50质量份、短切无碱玻璃纤维原丝5-15质量份、填料A 5-10质量份在200-300r/min转速下分散1-3h后,升温至110-115℃,再加入偶联剂A 1-2.5质量份、增溶剂2-6质量份,在300-500r/min转速下分散3-8min后,放入冷混锅中冷却,待温度降到45℃时放料,得到初混料;
S102、将初混料置于温度为170-190℃、转速为50-80r/min的双螺杆挤出机中混炼0.5-1h后挤出,得到混炼料;
S103、采用平板硫化机,将混炼料在180-200℃、15-25MPa下热压成型5-12h,制备得到竹塑纤维复合板;
S2、橡胶片的制作:
S201、将橡胶100质量份塑炼8-15min,得到塑炼胶,室温放置12-18h;
S202、在75-80℃下,将填料B 40-55质量份、活性剂4-7质量份、偶联剂B0.8-2质量份、主增塑剂2-3质量份以及步骤S201制得的塑炼胶在开炼机中混炼5-12min;
S203、再向开炼机中添加辅助增塑剂1-2.5质量份、促进剂1-2.5质量份、防老剂0.7-1.7质量份,,在75-80℃下混炼5-10min;
S204、再向开炼机中添加硫化剂2-5质量份,在70-75℃下混炼8-15min,得到混炼胶基材;
S205、采用压辊将混炼胶基材压延至预定厚度,再按预定尺寸裁剪得到橡胶片,室温放置18-32h待用;
S3、支座主体的制作:
S301、按预定尺寸选取竹塑纤维复合板,采用机械打磨法对竹塑纤维复合板进行表面处理,打磨厚度控制在10um以内;
S302、采用涂刷法,在竹塑纤维复合板的双表面均匀涂覆粘胶剂I,涂胶干膜厚度控制为5-10um,并在室温下干燥40-60min待用;
S303、采用涂刷法,在两块橡胶片的单表面、其余橡胶片的双表面和已涂覆粘胶剂I的竹塑纤维复合板的双表面分别均匀涂覆粘胶剂II,所有涂胶干膜厚度控制为5-10um,并在室温下干燥50-65min待用;
S304、按照橡胶片的尺寸和叠层隔震支座的预定高度选择相应模具,取单表面涂胶橡胶片一块,未涂胶面与模具底部贴合放置;然后取双表面涂胶的竹塑纤维复合板和橡胶片,按竹塑纤维复合板、橡胶片的次序在模具中交替整齐叠加,直至模具中竹塑纤维复合板和橡胶片的总层数与叠层隔震支座的预定层数相差一层;再取单表面涂胶橡胶片一块,按涂胶面与竹塑纤维复合板粘合放置好后,盖上模具顶板,在140-160℃下硫化处理160-210min,得到竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座主体。
优选的,在步骤S101之前增加竹粉的预处理步骤:将竹粉置于高速混合机中,在110℃下真空干燥1h后,再降温至95℃下真空干燥6h,待用。
进一步优选的,所述的竹粉粒径为60-100目。
优选的,所述步骤S1中的聚烯烃为高密度聚乙烯、等规聚丙烯或聚1-丁烯中的一种。其中,高密度聚乙烯的密度(ASTM D-792)为0.940-0.965g/cm3,熔体流动速率(ASTM D-1238)为5.0-8.0g/10min;等规聚丙烯的密度(ISO 1183)为0.900-0.910g/cm3,熔体流动速率(230℃,2.16kg;ISO 1133)为19-21g/10min;聚1-丁烯的密度(ISO 1183)为0.890-0.915g/cm3,熔体流动速率(230℃,2.16kg;ISO 1133)为0.5-1.5g/10min。
优选的,所述步骤S1中的短切无碱玻璃纤维原丝,其单丝直径为9-13μm,R2O含量≤0.80%,烧失率≤1.6%,含水率≤0.1%;其短切长度为3mm或4.5mm中的一种。
优选的,所述步骤S1中的填料A为轻质碳酸钙、针状硅灰石或滑石粉中的一种,填料A的粒径为10-30μm。
优选的,所述步骤S1中的偶联剂A为硅烷偶联剂。进一步优选的,所述偶联剂为美国联碳公司牌号为A-151或A-171的硅烷偶联剂。
优选的,所述步骤S1中的增溶剂为马来酸酐接枝聚乙烯或马来酸酐接枝聚丙烯中的一种。
优选的,所述步骤S2中的橡胶为天然橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、丁苯橡胶或丁腈橡胶中的一种。
进一步优选的,所述步骤S2中的促进剂依据橡胶的类型选择;即天然橡胶和三元乙丙橡胶采用促进剂M,顺丁橡胶、丁苯橡胶和异戊橡胶采用促进剂NS,丁腈橡胶采用促进剂DM。
优选的,所述步骤S2中的硫化剂为不溶性固体硫磺。
优选的,所述步骤S2中的活性剂为氧化锌。
优选的,所述步骤S2中的主增塑剂为硬脂酸。
优选的,所述步骤S2中的辅助增塑剂为RX-80树脂、邻苯二甲酸二辛脂或磷酸三甲苯酯中的一种。
优选的,所述步骤S2中的填料B为炉法炭黑或槽法炭黑中的一种。
优选的,所述步骤S2中的防老剂为橡胶防老剂D-50、防老剂4020、防老剂2246或防老剂4010NA中的一种。
优选的,所述步骤S2中的偶联剂B为钛酸酯类偶联剂。进一步优选的,所述钛酸酯类偶联剂为仪征天扬化工有限公司的炭黑分散剂TM-931。
优选的,所述步骤S3中的粘胶剂I采用美国LORD公司牌号为CH205的粘胶剂。
优选的,所述步骤S3中的粘胶剂II采用美国LORD公司牌号为CH233、CH252X或CH220的粘胶剂。
本发明以竹塑纤维复合板取代钢板,将橡胶片与竹塑纤维复合板交替叠加,经硫化成型后得到一种可用于村镇和山区1-5层建筑隔震的新型竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座,其科技含量高,具创新性,在村镇和山区1-5层低层建筑隔震领域具有良好的应用前景。与现有的叠层钢板/橡胶隔震支座相比较,本发明以竹塑纤维复合板取代钢板,具有以下优势:
(1)成本较低。基于材料和制作成本核算,本发明竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作方法中使用竹粉等材料,使竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座的成本低于相同规格的叠层钢板/橡胶隔震支座,更适合在村镇和山区地区大面积推广应用。
(2)重量较轻,运输和安装便利。竹塑纤维复合板的密度比钢板的密度小,因此,本发明竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座比相同规格的钢板/橡胶叠层隔震支座轻,尤其利于在交通不便的山区等村镇地区长途运输和安装。
附图说明
图1为本发明村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座的结构示意图。附图标记说明如下:
1:支座主体,2:竹塑纤维复合板,3橡胶片。
具体实施方式
为了更好的说明本发明,下面结合附图作进一步说明。本发明中使用的竹粉、聚烯烃、短切无碱玻璃纤维原丝、填料A、偶联剂A、橡胶、增溶剂、促进剂、硫化剂、活性剂、主增塑剂、辅助增塑剂、填料B、防老剂、偶联剂B、粘胶剂I和粘胶剂II均为市售产品。
实施例1
如图1所示,一种竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座,包括支座主体1,所述支座主体包括橡胶片3与竹塑纤维复合板2,所述橡胶片3与竹塑纤维复合板2交替叠加,所述支座主体1两外层为橡胶片3,所述支座主体1包括1-10层竹塑纤维复合板2。优选的,所述竹塑纤维复合板2的厚度为2-10mm。进一步优选的,所述竹塑纤维复合板2的水平截面为矩形或圆形。本发明以竹塑纤维复合板取代钢板,将涂胶干燥后的橡胶片与竹塑纤维复合板在模具中交替叠加,经硫化成型得到一种可用于村镇和山区1-5层建筑隔震的新型竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座。
实施例2
一种竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作方法,包括以下步骤:
S1、竹塑纤维复合板的制作:
将粒径为100目的竹粉置于高速混合机中,在110℃下真空干燥1h后,再降温至95℃下真空干燥6h,待用。
S101、将等规聚丙烯60质量份、竹粉45质量份、长度为4.5mm的无碱玻璃纤维原丝10质量份和粒径为30μm的针状硅灰石8质量份装入高速混合机中,在300r/min转速下分散2h后,升温至115℃,再加入A-171的硅烷偶联剂2质量份和马来酸酐接枝聚丙烯4质量份,在300r/min转速下分散8min后,放入冷混锅中冷却,待温度降到45℃时放料,得到初混料;
S102、将初混料置于温度为180℃、转速为70r/min的双螺杆挤出机中混炼1h后挤出,得到混炼料;
S103、采用平板硫化机,将混炼料在190℃、20MPa下热压成型8h,制备得到竹塑纤维复合板。
上述步骤S101中的等规聚丙烯的密度(ISO 1183)为0.905g/cm3,熔体流动速率(230℃,2.16kg;ISO 1133)为20g/10min。
所述的短切无碱玻璃纤维原丝,其单丝直径为9-13μm,R2O含量≤0.80%,烧失率≤1.6%,含水率≤0.1%。上述步骤S1制作的竹塑纤维复合板的厚度为6mm,其水平截面为直径为200mm的圆形,其弯曲强度为148MPa,拉伸强度为110MPa。
S2、橡胶片的制作:
按各组分的用量称取以下组分备用,即顺丁橡胶100质量份、硫化剂不溶性固体硫磺3质量份、促进剂NS(N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺)1.5质量份、活性剂氧化锌4质量份、主增塑剂硬脂酸2.2质量份、辅助增塑剂邻苯二甲酸二辛脂1质量份、填料B槽法炭黑45质量份、防老剂4020(N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺)0.7质量份、偶联剂B炭黑分散剂TM-931(仪征天扬化工有限公司)1.2质量份。
S201、将顺丁橡胶塑炼10min,得到塑炼胶,室温放置14h;
S202、在76℃下,将填料B槽法炭黑、活性剂氧化锌、偶联剂B炭黑分散剂TM-931、主增塑剂硬脂酸以及塑炼胶在开炼机中混炼7min;
S203、再向开炼机中添加辅助增塑剂邻苯二甲酸二辛脂、促进剂NS、防老剂4020,在79℃下混炼10min;
S204、再向开炼机中添加硫化剂不溶性固体硫磺,在71℃下混炼10min,得到混炼胶基材;
S205、采用压辊将混炼胶基材压延至6mm厚度,再裁剪成水平截面为直径为200mm的圆形橡胶片后,室温放置22h待用。
S3、支座主体的制作:
S301、按预定尺寸选取竹塑纤维复合板,采用机械打磨法对竹塑纤维复合板进行表面处理,打磨厚度控制在10um以内;
S302、采用涂刷法,将粘胶剂I(CH205)均匀涂覆于竹塑纤维复合板双表面,涂胶干膜厚度控制为5-10um,并在室温下干燥45min待用;
S303、采用涂刷法,在两块橡胶片的单表面、其余橡胶片的双表面和已涂覆粘胶剂I的竹塑纤维复合板的双表面分别均匀涂覆粘胶剂II(CH233),所有涂胶干膜厚度控制为5-10um,并在室温下干燥60min待用;
S304、按照橡胶片的尺寸和叠层隔震支座的预定高度采用相应模具,取单表面涂胶橡胶片一块,按未涂胶面与模具底部贴合放置;然后取双表面涂胶的竹塑纤维复合板和橡胶片,按竹塑纤维复合板、橡胶片的次序在模具中交替整齐叠加,直至模具中竹塑纤维复合板和橡胶片的总层数为12;再取单表面涂胶橡胶片一块,按涂胶面与竹塑纤维复合板粘合放置好后,盖上模具顶板,在145℃下硫化处理210min后,得到竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座。该支座主体中竹塑纤维复合板层数为6,橡胶片层数为7。
上述步骤中所述的室温为15-35℃。
实施例3
一种竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作方法,包括以下步骤:
S1、竹塑纤维复合板的制作:
将粒径为60目的竹粉置于高速混合机中,在110℃下真空干燥1h后,再降温至95℃下真空干燥6h,待用。
S101、将高密度聚乙烯40质量份、竹粉50质量份、长度为3mm的无碱玻璃纤维原丝5质量份和粒径为10μm的轻质碳酸钙5质量份装入高速混合机中,在200r/min转速下分散1h后,升温至110℃,再加入A-151硅烷偶联剂1质量份和马来酸酐接枝聚乙烯2质量份,在400r/min转速下分散6min后,放入冷混锅中冷却,待温度降到45℃时放料,得到初混料;
S102、将初混料置于温度为170℃、转速为50r/min的双螺杆挤出机中混炼0.5h后挤出,得到混炼料;
S103、采用平板硫化机,将混炼料在180℃、25MPa下热压成型5h,制备得到竹塑纤维复合板。
上述步骤S101中的高密度聚乙烯的密度(ASTM D-792)为0.960g/cm3,熔体流动速率(ASTM D-1238)为7.0g/10min。
所述的短切无碱玻璃纤维原丝,其单丝直径为9-13μm,R2O含量≤0.80%,烧失率≤1.6%,含水率≤0.1%。上述步骤S1制作的竹塑纤维复合板的厚度为2mm,其水平截面为直径为100mm的圆形,其弯曲强度为103MPa,拉伸强度为76MPa。
S2、橡胶片的制作:
按各组分的用量称取以下组分备用,即天然橡胶100质量份、硫化剂2质量份、促进剂M(2-硫醇基苯并噻唑)1质量份、活性剂5质量份、主增塑剂2质量份、辅助增塑剂磷酸三甲苯酯1.5质量份、填料B炉法炭黑40质量份、防老剂D-50(聚羟基对苯基甲酸锌)1.1质量份、偶联剂B 0.8质量份。其中,本实施例所述的硫化剂、活性剂、主增塑剂和偶联剂B与实施例2相同。
S201、将天然橡胶塑炼8min,得到塑炼胶,室温放置12h;
S202、在75℃下,将填料B炉法炭黑、活性剂、偶联剂B、主增塑剂以及塑炼胶在开炼机中混炼5min;
S203、再向开炼机中添加辅助增塑剂磷酸三甲苯酯、促进剂M、防老剂D-50,在80℃下混炼8min;
S204、再向开炼机中添加硫化剂,在70℃下混炼8min,得到混炼胶基材;
S205、采用压辊将混炼胶基材压延至2mm厚度,再裁剪成水平截面为直径为100mm的圆形橡胶片后,室温放置18h待用。
S3、支座主体的制作:
S301、按预定尺寸选取竹塑纤维复合板,采用机械打磨法对竹塑纤维复合板进行表面处理,打磨厚度控制在10um以内;
S302、采用涂刷法,将粘胶剂I(CH205)均匀涂覆于竹塑纤维复合板表面,涂胶干膜厚度控制为5-10um,并在室温下干燥40min待用;
S303、采用涂刷法,将粘胶剂II(CH220)分别均匀涂覆于橡胶片和已涂覆粘胶剂I的竹塑纤维复合板表面,其中的两块橡胶片仅单表面涂胶,所有涂胶干膜厚度控制为5-10um,并在室温下干燥65min待用;
S304、按照橡胶片的尺寸和叠层隔震支座的预定高度采用相应模具,取单表面涂胶橡胶片一块,按未涂胶面与模具底部贴合放置;然后取双表面涂胶的竹塑纤维复合板和橡胶片,按竹塑纤维复合板、橡胶片的次序在模具中交替整齐叠加,直至模具中竹塑纤维复合板和橡胶片的总层数18;再取的单表面涂胶橡胶片一块,按涂胶面与竹塑纤维复合板粘合放置好后,盖上模具顶板,在140℃下硫化处理190min后,得到竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座。该支座主体中竹塑纤维复合板层数为9,橡胶片层数为10。
上述步骤中所述的室温为15-35℃。
实施例4
一种竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作方法,包括以下步骤:
S1、竹塑纤维复合板的制作:
将粒径为85目的竹粉置于高速混合机中,在110℃下真空干燥1h后,再降温至95℃下真空干燥6h,待用。
S101、将等规聚丙烯50质量份、竹粉45质量份、长度为4.5mm的无碱玻璃纤维原丝9质量份和粒径为20μm的针状硅灰石6质量份装入高速混合机中,在280r/min转速下分散2h后,升温至113℃,再加入A-171的硅烷偶联剂1.5质量份和马来酸酐接枝聚乙烯4.5质量份,在400r/min转速下分散4min后,放入冷混锅中冷却,待温度降到45℃时放料,得到初混料;
S102、将初混料置于温度为175℃、转速为60r/min的双螺杆挤出机中混炼1h后挤出,得到混炼料;
S103、采用平板硫化机,将混炼料在190℃、19MPa下热压成型7h,制备得到竹塑纤维复合板。
上述步骤S101中的等规聚丙烯的密度(ISO 1183)为0.910g/cm3,熔体流动速率(230℃,2.16kg;ISO 1133)为19g/10min。
所述的短切无碱玻璃纤维原丝,其单丝直径为9-13μm,R2O含量≤0.80%,烧失率≤1.6%,含水率≤0.1%。上述步骤S1制作的竹塑纤维复合板的厚度为8mm,其水平截面形状为280mm×120mm的矩形,其弯曲强度为150MPa,拉伸强度为122MPa。
S2、橡胶片的制作:
按各组分的用量称取以下组分备用,即丁腈橡胶100质量份、硫化剂3.5质量份、促进剂DM(2,2'-二硫代二苯并噻唑)2.3质量份、活性剂6.5质量份、主增塑剂3质量份、辅助增塑剂RX-80树脂1.3质量份、填料B槽法炭黑52质量份、防老剂4010NA(N-异丙基-N’-苯基对苯二胺)1.7质量份、偶联剂B 1.8质量份。其中,本实施例所述的硫化剂、活性剂、主增塑剂和偶联剂B与实施例2相同。
S201、将丁腈橡胶塑炼14min,得到塑炼胶,室温放置15h;
S202、在80℃下,将填料B槽法炭黑、活性剂、偶联剂B、主增塑剂及塑炼胶在开炼机中混炼12min;
S203、再向开炼机中添加辅助增塑剂RX-80树脂、促进剂DM、防老剂4010NA,在75-℃下混炼5min;
S204、再向开炼机中添加硫化剂,在75℃下混炼15min,得到混炼胶基材;
S205、采用压辊将混炼胶基材压延至8mm厚度,再裁剪成水平截面形状为280mm×120mm的矩形橡胶片后,室温放置32h待用。
S3、支座主体的制作:
S301、按预定尺寸选取竹塑纤维复合板,采用机械打磨法对竹塑纤维复合板进行表面处理,打磨厚度控制在10um以内;
S302、采用涂刷法,将粘胶剂I(CH205)均匀涂覆于竹塑纤维复合板表面,涂胶干膜厚度控制为5-10um,并在室温下干燥50min待用;
S303、采用涂刷法,将粘胶剂II(CH252X)分别均匀涂覆于橡胶片和已涂覆粘胶剂I的竹塑纤维复合板表面,其中的两块橡胶片仅单表面涂胶,所有涂胶干膜厚度控制为5-10um,并在室温下干燥62min待用;
S304、按照橡胶片的尺寸和叠层隔震支座的预定高度采用相应模具,取单表面涂胶橡胶片一块,按未涂胶面与模具底部贴合放置;然后取双表面涂胶的竹塑纤维复合板和橡胶片,按竹塑纤维复合板、橡胶片的次序在模具中交替整齐叠加,直至模具中竹塑纤维复合板和橡胶片的总层数为10;再取单表面涂胶橡胶片一块,按涂胶面与竹塑纤维复合板粘合放置好后,盖上模具顶板,在150℃下硫化处理180min后,得到竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座。该支座主体中竹塑纤维复合板层数为5,橡胶片层数为6。
上述步骤中所述的室温为15-35℃。
实施例5
一种竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作方法,包括以下步骤:
S1、竹塑纤维复合板的制作:
将粒径为90目的竹粉置于高速混合机中,在110℃下真空干燥1h后,再降温至95℃下真空干燥6h,待用。
S101、将高密度聚乙烯55质量份、竹粉45质量份、长度为3mm的无碱玻璃纤维原丝12质量份和粒径为10μm的滑石粉7质量份装入高速混合机中,在280r/min转速下分散2h后,升温至115℃,再加入A-171的硅烷偶联剂2.0质量份和马来酸酐接枝聚丙烯5质量份,在450r/min转速下分散5min后,放入冷混锅中冷却,待温度降到45℃时放料,得到初混料;
S102、将初混料置于温度为180℃、转速为70r/min的双螺杆挤出机中混炼0.5h后挤出,得到混炼料;
S103、采用平板硫化机,将混炼料在185℃、20MPa下热压成型9h,制备得到竹塑纤维复合板。
上述步骤S101中的高密度聚乙烯的密度(ASTM D-792)为0.940g/cm3,熔体流动速率(ASTM D-1238)为8.0g/10min。
所述的短切无碱玻璃纤维原丝,其单丝直径为9-13μm,R2O含量≤0.80%,烧失率≤1.6%,含水率≤0.1%。上述步骤1制作的竹塑纤维复合板的厚度为4mm,其水平截面形状为200mm×200mm的正方形,其弯曲强度为145MPa,拉伸强度为120MPa。
S2、橡胶片的制作:
按各组分的用量称取以下组分备用,即三元乙丙橡胶100质量份、硫化剂2-5质量份、促进剂M(2-硫醇基苯并噻唑)1.7质量份、活性剂7质量份、主增塑剂2.8质量份、辅助增塑剂邻苯二甲酸二辛脂2.2质量份、填料B炉法炭黑43质量份、防老剂2246(2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚))1.5质量份、偶联剂B 1质量份。其中,本实施例所述的硫化剂、活性剂、主增塑剂和偶联剂B与实施例2相同。
S201、将三元乙丙橡胶塑炼15min,得到塑炼胶,室温放置18h;
S202、在79℃下,将填料B炉法炭黑、活性剂、偶联剂B、主增塑剂以及塑炼胶在开炼机中混炼10min;
S203、再向开炼机中添加辅助增塑剂邻苯二甲酸二辛脂、促进剂M、防老剂2246,在76℃下混炼6min;
S204、再向开炼机中添加硫化剂,在74℃下混炼14min,得到混炼胶基材;
S205、采用压辊将混炼胶基材压延至4mm厚度,再裁剪成水平截面形状为200mm×200mm的正方形橡胶片后,室温放置30h待用。
S3、支座主体的制作:
S301、按预定尺寸选取竹塑纤维复合板,采用机械打磨法对竹塑纤维复合板进行表面处理,打磨厚度控制在10um以内;
S302、采用涂刷法,将粘胶剂I(CH205)均匀涂覆于竹塑纤维复合板表面,涂胶干膜厚度控制为5-10um,并在室温下干燥60min待用;
S303、采用涂刷法,将粘胶剂II(CH233)分别均匀涂覆于橡胶片和已涂覆粘胶剂I的竹塑纤维复合板表面,其中的两块橡胶片仅单表面涂胶,所有涂胶干膜厚度控制为5-10um,并在室温下干燥58min待用;
S304、按照橡胶片的尺寸和叠层隔震支座的预定高度采用相应模具,取单表面涂胶橡胶片一块,按未涂胶面与模具底部贴合放置;然后取双表面涂胶的竹塑纤维复合板和橡胶片,按竹塑纤维复合板、橡胶片的次序在模具中交替整齐叠加,直至模具中竹塑纤维复合板和橡胶片的总层数为16;再取单表面涂胶橡胶片一块,按涂胶面与竹塑纤维复合板粘合放置好后,盖上模具顶板,在160℃下硫化处理170min后,得到竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座。该支座主体中竹塑纤维复合板层数为8,橡胶片层数为9。
上述步骤中所述的室温为15-35℃。
实施例6
一种竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作方法,包括以下步骤:
S1、竹塑纤维复合板的制作:
将粒径为80目的竹粉置于高速混合机中,在110℃下真空干燥1h后,再降温至95℃下真空干燥6h,待用。
S101、将聚1-丁烯50质量份、竹粉30质量份、长度为3mm的无碱玻璃纤维原丝15质量份和粒径为20μm的滑石粉10质量份装入高速混合机中,在260r/min转速下分散3h后,升温至112℃,再加入A-151的硅烷偶联剂1.8质量份和马来酸酐接枝聚乙烯3质量份,在500r/min转速下分散3min后,放入冷混锅中冷却,待温度降到45℃时放料,得到初混料;
S102、将初混料置于温度为190℃、转速为80r/min的双螺杆挤出机中混炼0.5h后挤出,得到混炼料;
S103、采用平板硫化机,将混炼料在200℃、15MPa下热压成型12h,制备得到竹塑纤维复合板。
上述步骤S101中的聚1-丁烯的密度(ISO 1183)为0.890g/cm3,熔体流动速率(230℃,2.16kg;ISO 1133)为1.5g/10min。
所述的短切无碱玻璃纤维原丝,其单丝直径为9-13μm,R2O含量≤0.80%,烧失率≤1.6%,含水率≤0.1%。上述步骤1制作的竹塑纤维复合板的厚度为10mm,其水平截面为直径为300mm的圆形,其弯曲强度为155MPa,拉伸强度为129MPa。
S2、橡胶片的制作:
按各组分的用量称取以下组分备用,即异戊橡胶100质量份、硫化剂4质量份、促进剂NS(N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺)2质量份、活性剂5.5质量份、主增塑剂2.4质量份、辅助增塑剂RX-80树脂2质量份、填料B炉法炭黑50质量份、防老剂2246(2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚))0.9质量份、偶联剂B 1.6质量份。其中,本实施例所述的硫化剂、活性剂、主增塑剂和偶联剂B与实施例2相同。
S201、(2)将上述步骤(1)备好的异戊橡胶塑炼12min,得到塑炼胶,室温放置16h;
S201、在77℃下,将填料B炉法炭黑、活性剂、偶联剂、主增塑剂及塑炼胶在开炼机中混炼8min;
S203、再向开炼机中添加辅助增塑剂RX-80树脂、促进剂NS、防老剂2246,在78℃下混炼9min;
S204、再向开炼机中添加硫化剂,在72℃下混炼12min,得到混炼胶基材;
S205、采用压辊将混炼胶基材压延至10mm厚度,再裁剪成水平截面为直径为300mm的圆形橡胶片后,室温放置25h待用。
S3、支座主体的制作:
S301、按预定尺寸选取竹塑纤维复合板,采用机械打磨法对竹塑纤维复合板进行表面处理,打磨厚度控制在10um以内;
S302、采用涂刷法,将粘胶剂I(CH205)均匀涂覆于竹塑纤维复合板表面,涂胶干膜厚度控制为5-10um,并在室温下干燥50min待用;
S303、采用涂刷法,将粘胶剂II(CH220)分别均匀涂覆于橡胶片和已涂覆粘胶剂I的竹塑纤维复合板表面,其中的两块橡胶片仅单表面涂胶,所有涂胶干膜厚度控制为5-10um,并在室温下干燥55min待用;
S304、按照橡胶片的尺寸和叠层隔震支座的预定高度采用相应模具,取单表面涂胶橡胶片一块,按未涂胶面与模具底部贴合放置;然后取双表面涂胶的竹塑纤维复合板和橡胶片,按竹塑纤维复合板、橡胶片的次序在模具中交替整齐叠加,直至模具中竹塑纤维复合板和橡胶片的总层数为8;再取单表面涂胶橡胶片一块,按涂胶面与竹塑纤维复合板粘合放置好后,盖上模具顶板,在150℃下硫化处理200min后,得到竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座。该支座主体中竹塑纤维复合板层数为4,橡胶片层数为5。
上述步骤中所述的室温为15-35℃。
实施例7
一种竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作方法,包括以下步骤:
S1、竹塑纤维复合板的制作:
将粒径为70目的竹粉置于高速混合机中,在110℃下真空干燥1h后,再降温至95℃下真空干燥6h,待用。
S101、将等规聚丙烯45质量份、竹粉40质量份、长度4.5mm的无碱玻璃纤维原丝14质量份和粒径为30μm的轻质碳酸钙9质量份装入高速混合机中,在220r/min转速下分散2.5h后,升温至110℃,再加入A-151的硅烷偶联剂2.5质量份和马来酸酐接枝聚丙烯6质量份,在350r/min转速下分散7min后,放入冷混锅中冷却,待温度降到45℃时放料,得到初混料;
S102、将初混料置于温度为185℃、转速为60r/min的双螺杆挤出机中混炼1h后挤出,得到混炼料;
S103、采用平板硫化机,将混炼料在195℃、25MPa下热压成型10h,制备得到竹塑纤维复合板。
等规聚丙烯的密度(ISO 1183)为0.900g/cm3,熔体流动速率(230℃,2.16kg;ISO 1133)为21g/10min。
所述的短切无碱玻璃纤维原丝,其单丝直径为9-13μm,R2O含量≤0.80%,烧失率≤1.6%,含水率≤0.1%。上述步骤1制作的竹塑纤维复合板的厚度为5mm,其水平截面形状为200mm×100mm的矩形,其弯曲强度为160MPa,拉伸强度为135MPa。
S2、橡胶片的制作:
按各组分的用量称取以下组分备用,即丁苯橡胶100质量份、硫化剂5质量份、促进剂NS(N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺)2.5质量份、活性剂6质量份、主增塑剂2.6质量份、辅助增塑剂磷酸三甲苯酯2.5质量份、填料B槽法炭黑55质量份、防老剂4020(N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺)1.3质量份、偶联剂B 2质量份。其中,本实施例中所述的硫化剂、活性剂、主增塑剂和偶联剂B与实施例2相同。
S201、将丁苯橡胶塑炼14min,得到塑炼胶,室温放置17h;
S202、在78℃下,将填料B槽法炭黑、活性剂、偶联剂B、主增塑剂及塑炼胶在开炼机中混炼9min;
S203、再向开炼机中添加辅助增塑剂磷酸三甲苯酯、促进剂NS(N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺)、防老剂4020(N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺),添加到上述步骤(3)的开炼机中,在77℃下混炼7min;
S204、再向开炼机中添加硫化剂,添加到上述步骤(4)的开炼机中,在73℃下混炼13min,得到混炼胶基材;
S205、采用压辊将混炼胶基材压延至5mm厚度,再裁剪成水平截面形状为200mm×100mm的矩形橡胶片后,室温放置27h待用。
S3、支座主体的制作:
S301、按预定尺寸选取竹塑纤维复合板,采用机械打磨法对竹塑纤维复合板进行表面处理,打磨厚度控制在10um以内;
S302、采用涂刷法,将粘胶剂I(CH205)均匀涂覆于竹塑纤维复合板表面,涂胶干膜厚度控制为5-10um,并在室温下干燥55min待用;
S303、采用涂刷法,将粘胶剂II(CH252X)分别均匀涂覆于橡胶片和已涂覆粘胶剂I的竹塑纤维复合板表面,其中的两块橡胶片仅单表面涂胶,所有涂胶干膜厚度控制为5-10um,并在室温下干燥50min待用;
S304、按照橡胶片的尺寸和叠层隔震支座的预定高度采用相应模具,取单表面涂胶橡胶片一块,按未涂胶面与模具底部贴合放置;然后取双表面涂胶的竹塑纤维复合板和橡胶片,按竹塑纤维复合板、橡胶片的次序在模具中交替整齐叠加,直至模具中竹塑纤维复合板和橡胶片的总层数为14;再取单表面涂胶橡胶片一块,按涂胶面与竹塑纤维复合板粘合放置好后,盖上模具顶板,在155℃下硫化处理160min后,得到竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座。该支座主体中竹塑纤维复合板层数为7,橡胶片层数为8。
上述步骤中所述的室温为15-35℃。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座,其特征在于,包括支座主体,所述支座主体包括橡胶片与竹塑纤维复合板,所述橡胶片与竹塑纤维复合板交替叠加,所述支座两外层为橡胶片,竹塑纤维复合板的层数为1-10层。
2.根据权利要1所述的竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座,其特征在于,所述竹塑纤维复合板的厚度为2-10mm。
3.根据权利要1所述的竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座,其特征在于,所述支座主体的水平截面为矩形或圆形。
4.一种竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、竹塑纤维复合板的制作:
S101、在高速混合机中,将聚烯烃40-60质量份、竹粉30-50质量份、短切无碱玻璃纤维原丝5-15质量份、填料A 5-10质量份在200-300r/min转速下分散1-3h后,升温至110-115℃,再加入偶联剂A 1-2.5质量份、增溶剂2-6质量份,在300-500r/min转速下分散3-8min后,放入冷混锅中冷却,待温度降到45℃时放料,得到初混料;
S102、将初混料置于温度为170-190℃、转速为50-80r/min的双螺杆挤出机中混炼0.5-1h后挤出,得到混炼料;
S103、采用平板硫化机,将混炼料在180-200℃、15-25MPa下热压成型5-12h,制备得到竹塑纤维复合板;
S2、橡胶片的制作:
S201、将橡胶100质量份塑炼8-15min,得到塑炼胶,室温放置12-18h;
S202、在75-80℃下,将塑炼胶及填料B 40-55质量份、活性剂4-7质量份、偶联剂B 0.8-2质量份、主增塑剂2-3质量份在开炼机中混炼5-12min;
S203、再向开炼机中添加辅助增塑剂1-2.5质量份、促进剂1-2.5质量份、防老剂0.7-1.7质量份,,在75-80℃下混炼5-10min;
S204、再向开炼机中添加硫化剂2-5质量份,在70-75℃下混炼8-15min,得到混炼胶基材;
S205、采用压辊将混炼胶基材压延至预定厚度,再按预定尺寸裁剪得到橡胶片,室温放置18-32h待用;
S3、支座主体的制作:
S301、按预定尺寸选取竹塑纤维复合板,采用机械打磨法对竹塑纤维复合板进行表面处理,打磨厚度控制在10um以内;
S302、采用涂刷法,在竹塑纤维复合板的双表面均匀涂覆粘胶剂I,涂胶干膜厚度控制为5-10um,并在室温下干燥40-60min待用;
S303、采用涂刷法,在两块橡胶片的单表面、其余橡胶片的双表面和已涂覆粘胶剂I的竹塑纤维复合板的双表面分别均匀涂覆粘胶剂II,所有涂胶干膜厚度控制为5-10um,并在室温下干燥50-65min待用;
S304、按照橡胶片的尺寸和叠层隔震支座的预定高度选择相应模具,取单表面涂胶橡胶片一块,未涂胶面与模具底部贴合放置;然后取双表面涂胶的竹塑纤维复合板和橡胶片,按竹塑纤维复合板、橡胶片的次序在模具中交替整齐叠加,直至模具中竹塑纤维复合板和橡胶片的总层数与叠层隔震支座的预定层数相差一层;再取单表面涂胶橡胶片一块,按涂胶面与竹塑纤维复合板粘合放置好后,盖上模具顶板,在140-160℃下硫化处理160-210min,得到竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座主体。
5.根据权利要求4所述的竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作方法,其特征在于,所述步骤S1中的聚烯烃为高密度聚乙烯、等规聚丙烯或聚1-丁烯中的一种;所述的填料A为轻质碳酸钙、针状硅灰石或滑石粉中的一种,填料A的粒径为10-30μm;所述的短切无碱玻璃纤维原丝,其单丝直径为9-13μm,R2O含量≤0.80%,烧失率≤1.6%,含水率≤0.1%;其短切长度为3mm或4.5mm中的一种;所述的增溶剂为马来酸酐接枝聚乙烯或马来酸酐接枝聚丙烯中的一种;所述的偶联剂A为硅烷偶联剂。
6.根据权利要求4所述的竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作方法,其特征在于,所述步骤S2中的橡胶为天然橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、丁苯橡胶或丁腈橡胶中的一种;所述的辅助增塑剂为RX-80树脂、邻苯二甲酸二辛脂或磷酸三甲苯酯中的一种;所述的填料B为炉法炭黑或槽法炭黑中的一种;所述的防老剂为橡胶防老剂D-50、防老剂4020、防老剂2246或防老剂4010NA中的一种。
7.根据权利要求6所述的竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作方法,其特征在于,所述的促进剂依据橡胶的类型选择;即天然橡胶和三元乙丙橡胶采用促进剂M,顺丁橡胶、丁苯橡胶和异戊橡胶采用促进剂NS,丁腈橡胶采用促进剂DM。
8.根据权利要求4所述的竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作方法,其特征在于,所述的硫化剂为不溶性固体硫磺;所述的活性剂为氧化锌;所述的主增塑剂为硬脂酸,所述的偶联剂B为钛酸酯类偶联剂。
9.根据权利要求4所述的竹塑纤维复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作方法,其特征在于,所述步骤S3中的粘胶剂I为美国LORD公司牌号为CH205的粘胶剂;所述的粘胶剂II为美国LORD公司牌号为CH233、CH252X或CH220的粘胶剂。
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