CN108749223A - 一种盆式支座用复合橡胶垫及其制备方法 - Google Patents

一种盆式支座用复合橡胶垫及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种盆式支座用复合橡胶垫，包括橡胶垫本体和位于橡胶垫本体上层的帘布层，帘布层由帘布和橡胶复合而成。本发明的制备方法为：（1）制备混炼胶；（2）将混炼胶制备成预成型橡胶块；（3）对帘布进行擦混炼胶，使帘布表面附胶1‑2mm厚，得到擦胶后的帘布；（4）将擦胶后的帘布置于预成型橡胶块上表面，压合后预热、硫化成型，即获得所述的盆式支座用复合橡胶垫。本发明的盆式支座用橡胶垫，采用NR和SBR作为主体胶，使其具有良好的弹性和耐磨性；在其表面复合有帘布，利用帘布纤维材料的耐磨特性好、变形量小的特点，避免使用过程中因摆动和挤压造成产品损坏，解决了传统橡胶垫磨损、挤压鼓出问题。

Description

一种盆式支座用复合橡胶垫及其制备方法
技术领域
本发明属于橡胶材料领域，尤其涉及一种盆式支座用复合橡胶垫及其制备方法。
背景技术
高铁发展迅速且速度越来越快，因此对桥梁建设的减震能力提出了更高的要求。橡胶材料具有优良的弹性，在减震隔震方面的特性引起了大家的关注。在桥梁减震隔震方面通过盆式支座设计是一种较为通用的方法，盆式支座通过加设橡胶垫起到了较好的效果并在工程中得到了验证。现有盆式支座主要包括上支座板、下支座板、中间钢衬板、滑板、橡胶垫、密封环及其他辅助结构，其中橡胶垫起主要减震隔震作用。现有盆式支座用橡胶垫为纯胶结构，属于大型厚制品，在硫化成型过程中极易出现内部缺陷；另外在使用或组装过程中存在橡胶垫被密封环剪切破坏或从密封处鼓出、橡胶表层磨损等影响产品寿命和工程安全的隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种盆式支座用复合橡胶垫及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种盆式支座用复合橡胶垫，包括橡胶垫本体和位于橡胶垫本体上层的帘布层，帘布层由帘布和橡胶复合而成。
上述的盆式支座用复合橡胶垫，优选的，所述橡胶垫本体的下层设置有帘布层。
上述的盆式支座用复合橡胶垫，优选的，所述橡胶垫本体主要由NR与SBR制成。
作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述的盆式支座用复合橡胶垫的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备混炼胶；
（2）将混炼胶制备成预成型橡胶块；
（3）对帘布进行擦混炼胶，使帘布表面附胶1-2mm厚，得到擦胶后的帘布；对帘布进行擦胶，有利于橡胶与帘布的粘合，成型后的橡胶垫在使用过程中耐磨性提高且不易被挤出；
（4）将擦胶后的帘布置于预成型橡胶块上表面，压合后预热、硫化成型，即获得所述的盆式支座用复合橡胶垫。
上述的制备方法，优选的，步骤（4）中，在预成型橡胶块上表面和下表面均放置擦胶后的帘布，压合后预热、硫化成型，获得盆式支座用复合橡胶垫。
上述的制备方法，优选的，步骤（4）中，预热过程在微波烘箱中进行，预热温度为40-80℃，预热时间为2-5min。
上述的制备方法，优选的，硫化成型过程的压力为15MPa，温度为145℃，硫化时间为为30-200min，具体可依据产品具体尺寸而定。
上述的制备方法，优选的，步骤（2）中，制备预成型橡胶片的具体过程为：将混炼胶采用压延机或开炼机压成片，再利用预压工装将多层胶片压成预成型橡胶片；其中，预压工装尺寸为成型产品的0.9-1.1倍，压力为2-20MPa，保压时间10-60s。通过预成型可提高产品外观质量，避免出现气泡等缺陷。
上述的制备方法，优选的，步骤（1）中，制备混炼胶的具体过程为：称取NR、SBR、氧化锌、硬脂酸、补强炭黑、增塑剂、促进剂CZ、硫磺和防老剂，采用密炼机一段法工艺进行混炼，先将NR、SBR、氧化锌、硬脂酸、补强炭黑、增塑剂、防老剂混合搅拌后直接加入促进剂CZ和硫磺进行混炼，其中，加入促进剂的温度控制在135℃以下，混炼转速为30-40r/min，时间不长于120s。
上述的制备方法，优选的，所述NR和SBR质量比为（9:1）-（6:4），以生胶100重量份计时，氧化锌 3-10份，硬脂酸 1-5份，补强炭黑 30-75份，增塑剂 5-20份，促进剂CZ 1-3份，硫磺 0.5-3份，防老剂 2-8份；所述生胶是指NR和SBR。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
（1）本发明的盆式支座用复合橡胶垫，采用NR和SBR作为主体胶，使其具有良好的弹性和耐磨性；在其表面复合有帘布，利用帘布纤维材料的耐磨特性好、变形量小的特点，避免使用过程中因摆动和挤压造成产品损坏，解决了传统橡胶垫磨损、挤压鼓出问题。
（2）本发明的制备方法过程中帘布采用了擦胶方式，相比贴胶工艺帘布与橡胶的结合强度更大。
（3）本发明的制备方法过程中采用多层胶片叠合预压等工艺方式提高了胶层密实性和硫化质量。
（4）本发明采用一段法工艺进行混炼胶，相比于传统的两段法混炼胶，生产效率高。
附图说明
图1是本发明实施例1中的盆式支座用橡胶垫的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1：
一种本发明的盆式支座用复合橡胶垫，其结构如图1所示，包括橡胶垫本体和位于橡胶垫本体上层的帘布层，帘布层由帘布和橡胶复合而成。
本实施例的盆式支座用复合橡胶垫的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备混炼胶：称取各原料重量：NR90 90份，SBR 10份，氧化锌 3份，硬脂酸 5份，炭黑 65份，增塑剂DOP 10份，促进剂CZ 1.5份，硫磺 2份，防老剂 4010NA 2份，采用密炼机一段法工艺进行混炼，在转速40r/min条件下加入生胶和除硫化体系（硫磺和促进剂CZ）之外其他助剂混炼5min，然后将转速调整为30r/min加入硫磺和促进剂CZ，温度控制在135℃以下，混炼100s后出料；
（2）通过压延机将混炼胶压成Φ400mm*5mm胶片；
（3）按橡胶垫尺寸要求将胶片进行冲压贴合，利用压机将贴合胶片压实，成型压力为12MPa，预压时间为30s，制备得到预成型胶片，预成型胶片总重量控制在5900±20g；
（4）裁剪相应尺寸帘布，并在帘布擦2mm厚混炼胶，置于预成型胶片上部，复合后置于微波烘箱预热，预热温度控制在60℃，预热时间为2min；达到预热要求后置于模具内进行硫化成型，成型压力为15MPa，温度为150℃，时间为35min，硫化成型完成后开启模具取出产品，即得到盆式支座用复合橡胶垫。
采用如下方法对盆式支座用复合橡胶进行测试：竖向加载1.5倍的设计载荷于支座上，进行3次预压后竖向变形为1.70mm，径向变形为0.035mm；70℃高温箱内放置72h后橡胶垫无异常；施加90MPa竖向加载力于盆式橡胶支座上，并在其上垫一块2%的楔形板，使之产生0.02rad的转角并保持24h。实验完成后检查橡胶垫完好，无挤出、损伤及开裂等问题。
实施例2：
一种本发明的盆式支座用复合橡胶垫，包括橡胶垫本体和位于橡胶垫本体上下两表面的帘布层，帘布层由帘布和橡胶复合而成。
本实施例的盆式支座用复合橡胶垫的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备混炼胶：称取各原料重量：NR90 90份，SBR 10份，氧化锌 3份，硬脂酸 5份，炭黑 65份，增塑剂DOP 10份，促进剂CZ 1.5份，硫磺 2份，防老剂 4010NA 2份，采用密炼机一段法工艺进行混炼，在转速40r/min条件下加入生胶和除硫化体系（硫磺和促进剂CZ）之外其他助剂混炼5min，然后将转速调整为30r/min加入硫磺和促进剂CZ，温度控制在135℃以下，混炼100s后出料；
（2）通过压延机将混炼胶压成Φ550mm*5mm胶片；
（3）按橡胶垫尺寸要求将胶片进行冲压贴合，利用压机将贴合胶片压实，成型压力为12MPa，预压时间为30s，制备得到预成型胶片，预成型胶片总重量控制在11800±20g；
（4）裁剪相应尺寸帘布，并在帘布擦2mm厚混炼胶，置于预成型胶片上部和下部，复合后置于微波烘箱预热，预热温度控制在60℃，预热时间为4min；达到预热要求后置于模具内进行硫化成型，成型压力为15MPa，温度为150℃，时间为30min，硫化成型完成后开启模具取出产品，即得到盆式支座用复合橡胶垫。
采用如下方法对盆式支座用复合橡胶进行测试：竖向加载1.5倍的设计载荷于支座上，进行3次预压后竖向变形为1.70mm，径向变形为0.035mm；70℃高温箱内放置72h后橡胶垫无异常；施加90MPa竖向加载力于盆式橡胶支座上，并在其上垫一块2%的楔形板，使之产生0.02rad的转角并保持24h。实验完成后检查橡胶垫完好，无挤出、损伤及开裂等问题。

Claims (10)

1.一种盆式支座用复合橡胶垫，其特征在于，包括橡胶垫本体和位于橡胶垫本体上层的帘布层，帘布层由帘布和橡胶复合而成。
2.如权利要求1所述的盆式支座用复合橡胶垫，其特征在于，所述橡胶垫本体的下层设置有帘布层。
3.如权利要求1或2所述的盆式支座用复合橡胶垫，其特征在于，所述橡胶垫本体主要由NR与SBR制成。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述的盆式支座用复合橡胶垫的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制备混炼胶；
（2）将混炼胶制备成预成型橡胶块；
（3）对帘布进行擦混炼胶，使帘布表面附胶1-2mm厚，得到擦胶后的帘布；
（4）将擦胶后的帘布置于预成型橡胶块上表面，压合后预热、硫化成型，即获得所述的盆式支座用复合橡胶垫。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，在预成型橡胶块上表面和下表面均放置擦胶后的帘布，压合后预热、硫化成型，获得盆式支座用复合橡胶垫。
6.如权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，预热过程在微波烘箱中进行，预热温度为40-80℃，预热时间为2-5min。
7.如权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，硫化成型过程的压力为10-20MPa，温度为140-160℃，硫化时间为30-200min。
8.如权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，制备预成型橡胶片的具体过程为：将混炼胶采用压延机或开炼机压成片，再利用预压工装将多层胶片压成预成型橡胶片；其中，预压工装尺寸为成型产品的0.9-1.1倍，压力为2-20MPa，保压时间10-60s。
9.如权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，制备混炼胶的具体过程为：称取NR、SBR、氧化锌、硬脂酸、补强炭黑、增塑剂、促进剂CZ、硫磺和防老剂，采用密炼机一段法工艺进行混炼，先将NR、SBR、氧化锌、硬脂酸、补强炭黑、增塑剂、防老剂混合搅拌后直接加入促进剂CZ和硫磺，其中，加入促进剂的温度控制在135℃以下，混炼转速为30-40r/min，时间不长于120s。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述NR和SBR质量比为（9:1）-（6:4），以生胶100重量份计时，氧化锌 3-10份，硬脂酸 1-5份，补强炭黑 30-75份，增塑剂 5-20份，促进剂CZ 1-3份，硫磺 0.5-3份，防老剂 2-8份；所述生胶是指NR和SBR。
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