CN104877244A - 一种桥梁用复合橡胶防护带及其制备方法和应用 - Google Patents

一种桥梁用复合橡胶防护带及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种桥梁用复合橡胶防护带及其制备方法和应用，该桥梁用复合橡胶防护带由氯磺化聚乙烯橡胶和网格布压延而成，氯磺化聚乙烯橡胶由30-50份氯磺化聚乙烯、36-50份填料、10-12份邻苯二甲酸二辛酯、0.5-2份季戊四醇、0.5-2份TRA、0.1-0.3份颜料、1-4份氧化镁和1-2份添加剂经塑炼、混炼而成。本发明提供了一种以网格布作为增强骨架的桥梁用复合橡胶防护带，该复合橡胶防护带的机械强度和耐候性更高，采用预制成型的方式，在施工过程中，焊接与硫化过程同步进行，减少了施工工序，降低了对施工技术的要求，更加容易施工。

Description

一种桥梁用复合橡胶防护带及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及技术领域一种复合橡胶带，具体涉及桥梁用复合橡胶防护带。
背景技术
桥梁是重要的基础设施之一，桥梁的腐蚀是影响桥梁使用寿命最主要的原因之一。参考交通行业标准JT/T 694-2007《悬索桥主缆系统防腐涂装技术条件》文件的相关描述，传统的桥梁缆索使用聚硫密封剂作为表面的防腐材料，该材料性能稳定且使用历史悠久是目前桥梁缆索普遍采用的方案，然而在长期的使用过程中聚硫密封剂也暴露出了其很多缺点，例如：其高粘度双组份的原料特性，使得其很难被搅拌均匀，而双组份混合后必须在半个小时内使用完毕否则将会因发生组分间的硫化反应导致材料再无使用价值；通过人工糊贴的方式施工，需要很多施工人员同时施工，效率低下，且工程质量受施工人员的技能影响很大，无法做到准确控制涂装的厚度大小和均匀性；单一的颜色很难适应当今桥梁兼顾城市景观需求特性，需要额外对桥主缆表面进行景观涂装；过低的物理强度，无法适应现今越来越普遍的主缆除湿系统，容易发生泄漏，造成主缆防腐除湿系统效果减弱。
而目前市场上存在的一些氯磺化聚乙烯桥梁防腐产品，主要是通过将氯磺化聚乙烯制备成防腐漆，再进行涂装，如专利CN103342927A公开了一种氯磺化聚乙烯防腐底漆及其制备方法，该氯磺化聚乙烯防腐底漆是一种双组分氯磺化聚乙烯防腐底漆。该种防腐底漆同时也存在制备后必须尽快进行施工，需要较高的施工技术，施工工艺将直接影响防腐效果；同时施工后形成的防腐涂层的强度有限，在机械力的作用下容易造成损坏，进而破损，从而影响整体的防腐效果。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种更易于施工、强度高的桥梁用复合橡胶防护带。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
本发明的目的之一在于提供一种桥梁用复合橡胶防护带，由氯磺化聚乙烯橡胶和网格布压延而成，所述氯磺化聚乙烯橡胶由以重量份计的以下原料制备而成：
氯磺化聚乙烯：30-50份；
填料：36-50份；
邻苯二甲酸二辛酯：10-12份；
季戊四醇：0.5-2份；
TRA：0.5-2份；
颜料：0.1-0.3份；
氧化镁：1-4份；
添加剂：1-2份；
该氯磺化聚乙烯橡胶总计100份；
所述填料为白炭黑、重质碳酸钙、钛白粉中一种或两种以上；
所述添加剂为炭黑和/或PE腊。
作为优选，所述氯磺化聚乙烯橡胶由以重量份计的以下原料制备而成：
氯磺化聚乙烯：30-50份；
白炭黑:10-15份；
重质碳酸钙:20-30份；
钛白粉:6-12份；
邻苯二甲酸二辛酯：10-12份；
季戊四醇：1-2份；
TRA：1-2份；
颜料：0.1-2份；
氧化镁：1-4份；
炭黑：0.005-0.02份；
PE腊：0.98-1.995份；
该氯磺化聚乙烯橡胶总计100份。
作为优选，所述氯磺化聚乙烯橡胶由以重量份计的以下原料制备而成：
氯磺化聚乙烯：40份；
白炭黑:10份；
重质碳酸钙:25份；
钛白粉:8份；
邻苯二甲酸二辛酯：10份；
季戊四醇：1.5份；
TRA：1份；
颜料：0.1份；
氧化镁：2.89份；
炭黑：0.01份；
PE腊：1.5份。
作为优选，所述网格布经丙烯酸胶浸渍处理。
本发明的目的之二在于提供制备上述桥梁用复合橡胶防护带的方法，包括以下步骤:
1)塑炼：取配方量的氯磺化聚乙烯，投至炼机，在100℃±5进行塑炼；
2)混炼：投入配方量的填料，搅拌混合均匀，加入配方量的邻苯二甲酸二辛酯、季戊四醇、TRA、氧化镁、颜料和添加剂，在100℃±5进行塑炼；
3)压延：采用四辊压延机对网格布进行上下两层胶料同时压延作业，辊温为90-110℃，得桥梁用复合橡胶防护带。
作为优选，步骤3)中，采用L型四辊压延机进行压延作业，将所述网格布至于L型四辊压延机的第二压辊和第三压辊中间，第一压辊辊温90-110℃，第二压辊辊温100-110℃，第三压辊辊温100-110℃，第四压辊辊温90-100℃。
作为优选，将步骤3)所述的桥梁用复合橡胶防护带分切成100mm-250mm。
本发明的目的之三在于提供上述桥梁用复合橡胶防护带在桥梁防腐上应用。
本发明的目的之四在于提供上述桥梁用复合橡胶防护带的施工方法，包括以下步骤：
1)采用模具贴合；
2)在150-170℃下加热5-8min，同时焊接和硫化。
作为优选，步骤1)中，模具压力为0.01Mpa；步骤2)中，在160±5℃加热6min。
相比现有技术，本发明具有以下技术效果：
1.本发明提供了一种以网格布作为增强骨架的桥梁用复合橡胶防护带，该复合橡胶防护带的机械强度更高，在机械外力的作用下不易破损，使用寿命更长，防腐效果更优；
2.本发明提供的复合橡胶防护带采用预制成型的方式，即在未施工前氯磺化聚乙烯橡胶是未经硫化的半成品，在施工过程中，焊接与硫化过程同步进行，减少了施工工序，降低了对施工技术的要求，更加容易施工。
具体实施方式
本发明提供一种桥梁用复合橡胶防护带，由氯磺化聚乙烯橡胶和网格布压延而成，所述氯磺化聚乙烯橡胶由以重量份计的以下原料制备而成：
氯磺化聚乙烯：30-50份；
填料：36-50份；
邻苯二甲酸二辛酯：10-12份；
季戊四醇：0.5-2份；
TRA：0.5-2份；
颜料：0.1-0.3份；
氧化镁：1-4份；
炭黑：1-2份；
该氯磺化聚乙烯橡胶总计100份；
所述填料为白炭黑、重质碳酸钙、钛白粉中一种或两种以上；
所述添加剂为炭黑和/或PE腊。
以下实施例中，氯磺化聚乙烯橡胶的配方中各原料，如未特殊说明，均视为市售，其中TRA的CAS号为120-54-7，中文名为四硫化双戊撑秋兰姆。
本发明中，一方面提供了一种改性的氯磺化聚乙烯橡胶的配方，该改性的氯磺化聚乙烯橡胶具有优良的橡胶特性，不易焦化，方便施工操作，抗腐蚀性强；另一方面，本发明采用氯磺化聚乙烯橡胶层-网格布层-氯磺化聚乙烯橡胶层形式的延压成型方式，提供了一种具有增强骨架的桥梁用复合橡胶防护带，该桥梁用复合橡胶防护带具有更优的机械强度和耐候性，使用寿命更长，大大减少了后期维护成本。
下面结合具体实施对本发明作进一步的说明。
实施例1：
一种桥梁用复合橡胶防护带，由氯磺化聚乙烯橡胶和网格布压延而成，所述氯磺化聚乙烯橡胶由以重量份计的以下原料制备而成：
氯磺化聚乙烯：40份；
白炭黑：10份；
重质碳酸钙：25份；
钛白粉：8份；
邻苯二甲酸二辛酯：10份；
季戊四醇：1.5份；
TRA：1份；
颜料：0.1份；
氧化镁：2.89份；
炭黑：0.01份；
PE腊：1.5份；
本实施例中网格布可以为尼龙网格布，在压延前经丙烯酸胶浸胶处理。
本实施例的氯磺化聚乙烯橡胶共计100份，该桥梁用复合橡胶防护带的制备方法包括以下步骤：
1)塑炼：取40份氯磺化聚乙烯，投至炼机，在100℃±5进行塑炼；
2)混炼：向步骤1)的炼机中投入10份白炭黑、25份重质碳酸钙、8份钛白粉，搅拌混合均匀，加入10份邻苯二甲酸二辛酯、1.5份季戊四醇、1份TRA、2.89份氧化镁、0.1份颜料、0.01份炭黑、1.5份PE腊，在100℃±5进行塑炼，得混炼胶；
在混炼过程中，先加入填料混合均匀后再加入邻苯二甲酸二辛酯、季戊四醇、氧化镁，能有效地减少橡胶的焦烧现象；为了减少橡胶的提前硫化交联，混炼温度不宜超过110℃；
3)压延：采用四辊压延机对上下两层胶料同时进行压延作业，对网格布进行上下两层胶料同时压延作业，辊温为90-110℃，得桥梁用复合橡胶防护带。
在本实施例中，为实现将上下胶膜之间产生足够的贴合力，将中间网格布固定在一下两胶膜之间，具体的压延方式可以为采用L型四辊压延机或其它类型的在压延机进行压延处理。采用L型四辊压延机时，网格布至于L型四辊压延机的第二压辊和第三压辊中间，第一压辊辊温90-110℃，第二压辊辊温100-110℃，第三压辊辊温100-110℃，第四压辊辊温90-100℃。
实施例2：
一种桥梁用复合橡胶防护带，由氯磺化聚乙烯橡胶和网格布压延而成，所述氯磺化聚乙烯橡胶由以重量份计的以下原料制备而成：
氯磺化聚乙烯：35份；
白炭黑：15份；
重质碳酸钙：20份；
钛白粉：12份；
邻苯二甲酸二辛酯：12份；
季戊四醇：1份；
TRA：1份；
颜料：0.3份；
氧化镁：2.68份；
炭黑：0.02份；
PE腊：1份；
本实施例的氯磺化聚乙烯橡胶共计100份，该桥梁用复合橡胶防护带的制备方法包括以下步骤：
1)塑炼：取35份氯磺化聚乙烯，投至炼机，在100℃±5进行塑炼；
2)混炼：向步骤1)的炼机投入15份白炭黑、20份重质碳酸钙、12份钛白粉，搅拌混合均匀，加入12份邻苯二甲酸二辛酯、1份季戊四醇、1份TRA、2.68份氧化镁、0.3份颜料、0.02份炭黑、1份PE腊，在100℃±5进行塑炼，得混炼胶；
在混炼过程中，先加入填料混合均匀后再加入邻苯二甲酸二辛酯、季戊四醇、氧化镁，能有效地减少橡胶的焦烧现象；为了减少橡胶的提前硫化交联，混炼温度不宜超过110℃；
3)压延：采用四辊压延机对上下两层胶料同时进行压延作业，对网格布进行上下两层胶料同时压延作业，辊温为90-110℃，得桥梁用复合橡胶防护带；
4)分切：将步骤3)得到的桥梁复合橡胶防护带分节成100mm的规格。
本实施例中，步骤3)出料为大片卷材，施工不方便，将大片的卷材分切后，施工的时候更加方便。
实施例3：
一种桥梁用复合橡胶防护带，由氯磺化聚乙烯橡胶和网格布压延而成，所述氯磺化聚乙烯橡胶由以重量份计的以下原料制备而成：
氯磺化聚乙烯：45份；
白炭黑：10份；
重质碳酸钙：25份；
钛白粉：6份；
邻苯二甲酸二辛酯：10份；
季戊四醇：0.5份；
TRA：0.5份；
颜料：0.2份；
氧化镁：1.78份；
炭黑：0.02份；
PE腊：1份；
本实施例的氯磺化聚乙烯橡胶共计100份，该桥梁用复合橡胶防护带的制备方法包括以下步骤：
1)塑炼：取45份氯磺化聚乙烯，投至炼机，在100℃±5进行塑炼；
2)混炼：向步骤1)的炼机投入10份白炭黑、25份重质碳酸钙、6份钛白粉，搅拌混合均匀，加入10份邻苯二甲酸二辛酯、0.5份季戊四醇、0.5份TRA、1.78份氧化镁、0.2份颜料、0.02份炭黑、1份PE腊，在100℃±5进行塑炼，得混炼胶；
在混炼过程中，先加入填料混合均匀后再加入邻苯二甲酸二辛酯、季戊四醇、氧化镁，能有效地减少橡胶的焦烧现象；为了减少橡胶的提前硫化交联，混炼温度不宜超过110℃；
3)压延：采用四辊压延机对上下两层胶料同时进行压延作业，对网格布进行上下两层胶料同时压延作业，辊温为90-110℃，得桥梁用复合橡胶防护带；
4)分切：将步骤3)得到的桥梁复合橡胶防护带分切成250mm的规格。
本实施例步骤4)中，桥梁复合橡胶防护带分切成的规格可以根据施工要求进行调整。
应用实施例
实施例1-3制备的桥梁复合橡胶防护带，其施工方法包括以下步骤：
1)采用模具贴合；
2)在150-170℃下加热5-8min，同时焊接和硫化。
步骤1)中，贴合时模具压力优选为0.01Mpa；步骤2)中，在160±5℃加热6min，同时焊接和硫化。
性能检测
实施例1提供的混炼胶，经检测，其门尼粘度和硫化曲线特性如下表所示：
表1混炼胶的橡胶特性
实施例1提供的桥梁复合橡胶防护带，施工前后的性能测试结果如下表所示：
表2桥梁复合橡胶防护带的性能检测
项目 单位/条件 施工前 施工前 测试标准
厚度 mm 1.3 1.3 ASTM D-751
抗拉强度 Mpa 6 8 GB/T 528-2009
断裂强度 Mpa 12 12 GB/T 528-2009
断裂伸长率 ％ 156 249 GB/T 528-2009
直角撕裂强度 N/mm 53 67 GB/T 529-1999
低温脆性 -40℃ 不开裂 不开裂 ASTM D-2136
耐臭氧 55.6℃，100ppm，7天 不开裂 不开裂 ASTM D-1149
穿刺强度 N 278 350 FTMS 101B
耐静水压力 Mpa 0.35 0.66 ASTM D-751
硬度(邵氏A) 度 75 80 GB/T 531.1-2008
从表2可知，本发明提供的桥梁复合橡胶防护带，其断裂伸长率为249％，直角撕裂强度为67N/mm，穿刺强度为350N，耐静水压力为0.66Mpa，其具有较优的机械性能，即在外力作用下不易断裂或撕裂或穿孔，受水压影响小；其具有较好的气候耐受性，在低温和持续高浓度臭氧环境下不易开裂，抗拉强度为8Mpa和硬度为80度，该桥梁复合橡胶防护带具有较优的韧性。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种桥梁用复合橡胶防护带，其特征在于，由氯磺化聚乙烯橡胶和网格布压延而成，所述氯磺化聚乙烯橡胶由以重量份计的以下原料制备而成：
氯磺化聚乙烯：30-50份；
填料：36-50份；
邻苯二甲酸二辛酯：10-12份；
季戊四醇：0.5-2份；
TRA：0.5-2份；
颜料：0.1-0.3份；
氧化镁：1-4份；
添加剂：1-2份；
该氯磺化聚乙烯橡胶总计100份；
所述填料为白炭黑、重质碳酸钙、钛白粉中一种或两种以上；
所述添加剂为炭黑和/或PE腊。
2.如权利要求1所述的桥梁用复合橡胶防护带，其特征在于，所述氯磺化聚乙烯橡胶由以重量份计的以下原料制备而成：
氯磺化聚乙烯：30-50份；
白炭黑:10-15份；
重质碳酸钙:20-30份；
钛白粉:6-12份；
邻苯二甲酸二辛酯：10-12份；
季戊四醇：1-2份；
TRA：1-2份；
颜料：0.1-2份；
氧化镁：1-4份；
炭黑：0.005-0.02份；
PE腊：0.98-1.995份；
该氯磺化聚乙烯橡胶总计100份。
3.如权利要求1所述的桥梁用复合橡胶防护带，其特征在于，所述氯磺化聚乙烯橡胶由以重量份计的以下原料制备而成：
氯磺化聚乙烯：40份；
白炭黑:10份；
重质碳酸钙:25份；
钛白粉:8份；
邻苯二甲酸二辛酯：10份；
季戊四醇：1.5份；
TRA：1份；
颜料：0.1份；
氧化镁：2.89份；
炭黑：0.01份；
PE腊：1.5份。
4.如权利要求1所述的桥梁用复合橡胶防护带，其特征在于，所述网格布经丙烯酸胶浸渍处理。
5.制备如权利要求1-4任一项所述的桥梁用复合橡胶防护带的方法，其特征在于，包括以下步骤:
1)塑炼：取配方量的氯磺化聚乙烯，投至炼机，在100℃±5进行塑炼；
2)混炼：投入配方量的填料，搅拌混合均匀，加入配方量的邻苯二甲酸二辛酯、季戊四醇、TRA、氧化镁、颜料和添加剂，在100℃±5进行塑炼；
3)压延：采用四辊压延机对网格布进行上下两层胶料同时压延作业，辊温为90-110℃，得桥梁用复合橡胶防护带。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤3)中，采用L型四辊压延机进行压延作业，将所述网格布至于L型四辊压延机的第二压辊和第三压辊中间，第一压辊辊温90-110℃，第二压辊辊温100-110℃，第三压辊辊温100-110℃，第四压辊辊温90-100℃。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，将步骤3)所述的桥梁用复合橡胶防护带分切成100mm-250mm。
8.权利要求1所述的桥梁用复合橡胶防护带在防腐上应用。
9.权利要求1所述的桥梁用复合橡胶防护带的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)采用模具贴合；
2)在150-170℃下加热5-8min，同时焊接和硫化。
10.如权利要求9所述的施工方法，其特征在于，步骤1)中，模具压力为0.01Mpa；步骤2)中，在160±5℃加热6min。
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