CN104452974A - 村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座及其制备方法。所述支座包括支座主体，所述支座主体包括橡胶片与木塑复合板，所述橡胶片与木塑复合板交替叠加，所述支座主体的两外层为橡胶片，所述支座主体包括5-10层木塑复合板。所述支座的制作方法，包括以下步骤：S1、各原料经初混/挤出/硫化后制得木塑复合板的制作；S2、将橡胶片与木塑复合板交替涂抹粘胶剂后叠加，常温加压粘结成型得支座主体。本发明以密度小的木塑复合板取代钢板，比相同规格的叠层钢板/橡胶隔震支座轻，尤其利于在交通不便的山区等村镇地区的长途运输和安装。

Description

村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座及其制作方法

技术领域

本发明涉及隔震技术领域，具体是涉及一种木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座，该叠层隔震支座可作为村镇低层建筑的隔震结构；本发明还涉及这种叠层隔震支座的制作方法。

背景技术

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，它的制作工艺是将未硫化橡胶片和施行过粘接处理的内插钢板层贴合，成型后，再将它放入模具内高温定型硫化(赵瑞时.隔震用迭层橡胶座的硫化过程及其热分析[J].世界橡胶工业，2003，2：36-41)。尽管钢板/橡胶叠层隔震支座性能优异，但其制作工艺较复杂，成本较高，且重量较重，一般用于高层建筑隔震领域。我国村镇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，国内村镇建筑抗震设计标准普遍较低，一旦发生高烈度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，且重量较轻、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村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座。为了实现本发明的第一个目的，本发明采用了如下技术方案：

一种村镇低层建筑用木塑复合板/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木塑复合板，所述橡胶片与木塑复合板交替叠加，所述支座主体的两外层为橡胶片，所述支座主体包括5-10层木塑复合板。

优选的，所述木塑复合板的厚度为2-8mm，所述橡胶片的厚度为2-8mm。

优选的，所述支座主体的水平截面为矩形或圆形。

优选的，所述低层建筑为1-5层的建筑。

本发明的第二个目的是提供所述的村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作方法。为了实现本发明的第二个目的，本发明采用了以下技术方案：

一种村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作方法，包括以下步骤：

S1、木塑复合板的制作：

S101、在高速混合机中，将聚烯烃50-70质量份、木粉25-45质量份、填料5-15质量份在150-300r/min转速下分散1-2h，之后升温至100-110℃，再加入相容剂2-5质量份、偶联剂0.5-1.8质量份，在200-400r/min转速下分散3-5min后，转入冷混锅中冷却，待温度降到50℃时放料，得到初混料；

S102、将初混料置于温度为170-190℃、转速为40-70r/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180-195℃、15-20MPa下热压成型5-10h，制备得到木塑复合板；

S2、支座主体的制作：

将橡胶片与上述步骤S1制备的木塑复合板交替涂抹粘胶剂后叠加，再经常温加压粘结成型。

优选的，所述木粉在90-95℃下真空干燥12h后使用。

优选的，所述木粉粒径为40-100目。

优选的，所述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，所述的填料为滑石粉、轻质碳酸钙或针状硅灰石中的一种，填料的粒径为10-40μm。

优选的，所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯或马来酸酐接枝聚乙烯中的一种。

优选的，所述的偶联剂为美国联碳公司A-171或A-151硅烷偶联剂。

优选的，步骤S2中的成型压力为2-5MPa，加压时间为24-36h。

优选的，所述步骤S2中的常温为20-35℃。

优选的，所述步骤S2中的粘胶剂为Henkel公司Loctite 3038或Loctite H4800中的一种。

上述步骤S2中的橡胶片为市售产品，其水平截面的形状和尺寸与木塑复合板相同，其厚度为2-8mm，其性能达到建筑隔震橡胶支座用橡胶材料的国标(GB20688.3-2006)所规定的要求。

本发明以木塑复合板取代钢板，采用粘胶剂，将木塑复合板与橡胶片交替叠加，经常温加压粘结成型，制备得到一种适用于村镇1-5层低层建筑隔震的新型木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座。本发明所述的木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座科技含量高，具创新性，在村镇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，本发明以木塑复合板取代钢板，将具有以下显著优势：

(1)制作工艺更简便，质量更可控。现有的叠层钢板/橡胶隔震支座需在高温条件下经较长时间硫化成型，当橡胶内部欠硫橡胶和内插钢板之间粘接不良、当制品的水平弹性常数与设计目标值相差过大时，固有震动频率发生变化，就会起不到预期的隔震效果，所以迭层橡胶硫化条件设定确实存在着相当的难度(赵瑞时.隔震用迭层橡胶座的硫化过程及其热分析[J].世界橡胶工业，2003，2：36-41)。由于本发明直接采用已硫化成型、性能稳定的橡胶，可以避免叠层橡胶硫化中橡胶内部欠硫橡胶或内插钢板之间粘接不良等问题；而且，本发明提供的叠层支座的制作不需要高温硫化定型，只需常温加压粘结即可成型，因此，其制作工艺更简便，质量更可控。

(2)成本较低。本发明中木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作不需要高温硫化定型环节，其制作工艺更简便。基于材料和加工成本核算，木塑复合板/橡胶片叠层支座的成本低于相同规格的叠层钢板/橡胶隔震支座，非常适合在村镇地区广泛推广应用。

(3)重量较轻，运输和安装便利。木塑复合板的密度比钢板的密度小，因此，木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座比相同规格的叠层钢板/橡胶隔震支座轻，尤其利于在交通不便的山区等村镇地区的长途运输和安装。

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：木塑复合板，3橡胶片。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合附图对本发明作进一步说明。其中本发明中使用的聚烯烃、木粉、填料、相容剂和偶联剂均为市售产品。

实施例1

如图1所示，本发明村镇低层建筑用木塑复合板/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与木塑复合板2，所述橡胶片3与木塑复合板2交替叠加，所述支座主体1的两外层为橡胶片3，所述支座主体1包括5-10层木塑复合板2。优选的，所述低层建筑为1-5层的建筑。优选的，所述木塑复合板2的厚度为2-8mm，所述橡胶片3的厚度为2-8mm。进一步优选的，所述支座主体1的水平截面为矩形或圆形。

实施例2

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制作法，包括以下步骤：

S1、木塑复合板的制作：

将粒径为40目的木粉置于高速混合机中，在90℃下真空干燥12h，待用；

S101、将等规聚丙烯65质量份、木粉25质量份和粒径为40μm的针状硅灰石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105℃，再加入马来酸酐接枝聚丙烯2质量份和A-171硅烷偶联剂0.5质量份，在300r/min转速下分散3min后，放入冷混锅中冷却，待温度降到50℃时放料，得到初混料；

S102、将初混料置于温度为180℃、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185℃、18MPa下热压成型7h，制备得到木塑复合板；

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。

上述步骤S1制作的木塑复合板的厚度为4mm，其水平截面为直径为200mm的圆形，其弯曲强度为83MPa，拉伸强度为65MPa；

S2、支座主体的制作：

选取市售橡胶片，其水平截面为直径为200mm的圆形，其厚度为4mm，其性能达到GB 20688.3-2006所规定的要求。采用Henkel公司Loctite H4800胶，将上述步骤S1的木塑复合板与橡胶片交替涂胶叠加后，再在25℃和2MPa的条件下加压时间28h即粘结成型。所述支座主体1中木塑复合板层数为8，橡胶片层数为9。

实施例3

本实施例中村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作法，包括以下步骤：

S1、木塑复合板的制作：

将粒径为80目的木粉置于高速混合机中，在95℃下真空干燥12h，待用；

S101、将聚1-丁烯60质量份、木粉30质量份和粒径为20μm的滑石粉15质量份装入高速混合机中，在260r/min转速下分散2h，之后升温至110℃，再加入马来酸酐接枝聚丙烯4质量份和A-151硅烷偶联剂0.9质量份，在350r/min转速下分散5min后，放入冷混锅中冷却，待温度降到50℃时放料，得到初混料；

S102、将初混料置于温度为190℃、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℃、20MPa下热压成型8h，制备得到木塑复合板；

上述步骤S101中的聚1-丁烯的密度(ISO 1183)为0.915g/cm³，熔体流动速率(230℃，2.16kg；ISO 1133)为0.5g/10min。

上述步骤S1制作的木塑复合板的厚度为6mm，其水平截面为200mm×100mm的矩形，其弯曲强度为92MPa，拉伸强度为70MPa；

S2、支座主体的制作：

选取市售橡胶片，其水平截面为200mm×100mm的矩形，其厚度为6mm，其性能达到GB 20688.3-2006所规定的要求。采用Henkel公司Loctite H3038胶，将上述步骤S1的木塑复合板与橡胶片交替涂胶叠加后，再在35℃和4MPa的条件下加压时间32h即粘结成型。该支座主体中木塑复合板层数为7，橡胶片层数为8。

实施例4

本实施例中村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作法，包括以下步骤：

S1、木塑复合板的制作：

将粒径为60目的木粉置于高速混合机中，在95℃下真空干燥12h，待用；

S101、将高密度聚乙烯50质量份、木粉40质量份和粒径为10μm的轻质碳酸钙10质量份装入高速混合机中，在150r/min转速下分散1.5h后，升温至100℃，再加入马来酸酐接枝聚乙烯3质量份和A-171硅烷偶联剂1.5质量份，在200r/min转速下分散4min后，放入冷混锅中冷却，待温度降到50℃时放料，得到初混料；

S102、将初混料置于温度为170℃、转速为40r/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℃、15MPa下热压成型5h，制备得到木塑复合板；

上述步骤S101中的高密度聚乙烯的密度(ASTM D-792)为0.965g/cm³，熔体流动速率(ASTM D-1238)为5.0g/10min。

上述步骤S1制作的木塑复合板的厚度为2mm，其水平截面为直径为100mm的圆形，其弯曲强度为76MPa，拉伸强度为51MPa；

S2、支座主体的制作：

选取市售橡胶片，其水平截面为直径为100mm的圆形，其厚度为2mm，其性能达到GB 20688.3-2006所规定的要求；采用Henkel公司Loctite H4800胶，将上述步骤S1的木塑复合板与橡胶片交替涂胶后叠加后，再在20℃和3MPa的条件下加压时间36h即粘结成型。该支座主体中木塑复合板层数为9，橡胶片层数为10。

实施例5

本实施例中村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作法，包括以下步骤：

S1、木塑复合板的制作：

将粒径为100目的木粉置于高速混合机中，在92℃下真空干燥12h，待用。

S101、将等规聚丙烯70份、木粉45份和粒径为40μm的轻质碳酸钙15份装入高速混合机中，在300r/min转速下分散2h后，升温至110℃，再加入马来酸酐接枝聚乙烯2.5份和A-151硅烷偶联剂1.8份，在400r/min转速下分散4.5min后，放入冷混锅中冷却，待温度降到50℃时放料，得到初混料；

S102、将初混料置于温度为185℃、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℃、16MPa下热压成型10h，制备得到木塑复合板；

上述步骤S101中的等规聚丙烯的密度(ISO 1183)为0.900g/cm³，熔体流动速率(230℃，2.16kg；ISO 1133)为21g/10min。

上述步骤S1制作的木塑复合板的厚度为8mm，其水平截面形状为150mm×150mm的正方形，其弯曲强度为106MPa，拉伸强度为84MPa；

S2、支座主体的制作：

选取市售橡胶片，其水平截面形状为150mm×150mm的正方形，其厚度为8mm，其性能达到GB 20688.3-2006所规定的要求；采用Henkel公司LoctiteH3038胶，将上述步骤1的木塑复合板与橡胶片交替涂胶后叠加后，再在30℃和5MPa的条件下加压时间30h即粘结成型。该支座主体中木塑复合板层数为6，橡胶片层数为7。

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)

1.一种村镇低层建筑用木塑复合板/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木塑复合板，所述橡胶片与木塑复合板交替叠加，所述支座主体的两外层为橡胶片；所述支座主体包括5-10层木塑复合板。

2.根据权利要求1所述的村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座，其特征在于，所述木塑复合板的厚度为2-8mm，所述橡胶片的厚度为2-8mm。

3.根据权利要求1所述的村镇低层建筑用木塑复合板/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.根据权利要求1所述的村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座，其特征在于，所述低层建筑为1-5层的建筑。

5.权利要求1所述的村镇低层建筑用木塑复合板/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、木塑复合板的制作：

S101、在高速混合机中，将聚烯烃50-70质量份、木粉25-45质量份、填料5-15质量份在150-300r/min转速下分散1-2h，之后升温至100-110℃，再加入相容剂2-5质量份、偶联剂0.5-1.8质量份，在200-400r/min转速下分散3-5min后，转入冷混锅中冷却，待温度降到50℃时放料，得到初混料；

S102、将初混料置于温度为170-190℃、转速为40-70r/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180-195℃、15-20MPa下热压成型5-10h，制备得到木塑复合板；

S2、支座主体的制作：

将橡胶片与上述步骤S1制备的木塑复合板交替涂抹粘胶剂后叠加，再经常温加压粘结成型。

6.权利要求5所述的村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作方法，其特征在于，所述木粉在90-95℃下真空干燥12h后使用；所述木粉粒径为40-100目。

7.权利要求5所述的村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作方法，其特征在于，所述聚烯烃为高密度聚乙烯、等规聚丙烯或聚1-丁烯中的一种；所述的填料为滑石粉、轻质碳酸钙或针状硅灰石中的一种，填料的粒径为10-40μm；所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯或马来酸酐接枝聚乙烯中的一种；所述的偶联剂为美国联碳公司A-171或A-151硅烷偶联剂。

8.权利要求5所述的村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作方法，其特征在于，步骤S2中的成型压力为2-5MPa，加压时间为24-36h；所述步骤S2中的常温为20-35℃。

9.权利要求5所述的村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作方法，其特征在于，所述步骤S2中的粘胶剂为Henkel公司Loctite 3038或Loctite H4800中的一种。