CN109320919A - 一种桥梁减震支座用复合材料及其制备方法 - Google Patents

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徐凯
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胡晓枫
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孙向前
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Abstract

本发明实施例涉及一种桥梁减震支座用复合材料，按重量份计包括以下组分：改性树脂100份、增塑剂5～10份、活性剂3～5份、防老剂2～5份、阻尼剂1～2.5份、纤维15～30份、固化剂2～5份。其制备方法包括以下步骤：A.在改性树脂中加入增塑剂、活性剂、防老剂和阻尼剂，热熔混炼；B.将步骤A所得物料加入到螺杆挤出机中，在入料口加入纤维，加热呈熔融状挤出得到高阻尼改性树脂物料；C.在步骤B所得树脂物料中加入固化剂，放入模具中成型，得到桥梁减震支座用复合材料。本发明实施例提供一种桥梁减震支座用复合材料具有阻尼比高、耗能性好、延性强等优势，减震隔震效果良好，制备方法简单，生产效率高。

Description

一种桥梁减震支座用复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及工程材料技术领域，具体涉及一种桥梁减震支座用复合材料及其制备方法。
背景技术
阻尼复合材料是一种能够吸收振动机械能，并将其转化为其他形式能量的功能性复合材料，已广泛应用于船舶、桥梁、汽车工业等领域，是有效控制、降低振动的途径之一。
桥梁是交通运输的重要途径，桥面的振动会严重影响桥梁的寿命，特别遇到地震灾害等，会造成桥梁严重损坏，导致交通中断，造成重大经济损失。因此，在桥梁结构中需要进行有效的减震、隔震防护，桥梁支座通过水平剪切变形耗散震动所产生的能量，保护桥梁上部结构免受地震破坏。目前，我国桥梁隔震支座，主要采用铅芯橡胶支座和高阻尼橡胶支座。但是都存在各种问题，铅芯橡胶支座损坏后不易恢复，永久变形大，高阻尼橡胶支座弹性、柔性等不能达到理想效果，阻尼比也偏低。因此开发一种新的桥梁支座用的高阻尼、机械性能好的复合材料对于桥梁建设至关重要。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种桥梁减震支座用复合材料及其制备方法，用以解决现有桥梁隔震支座阻尼比偏低或机械性能差等问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种桥梁减震支座用复合材料及其制备方法，在改性环氧树脂中加入纤维和阻尼剂，既提高了材料的阻尼比，又增强了材料的力学性能，具体方案如下：
一种桥梁减震支座用复合材料，按重量份计包括以下组分：改性树脂100份、增塑剂5～10份、活性剂3～5份、防老剂2～5份、阻尼剂1～2.5份、纤维15～30份、固化剂2～5份；
进一步地，所述纤维为增强纤维或改性纤维，长度为0.5～5mm,直径为5～50微米，纤维与改性树脂之间存在相对滑移，能够有效提高阻尼效果；
进一步地，所述改性树脂为经橡胶弹性体、热塑性树脂、有机硅等聚合增韧改性后的环氧树脂，提高了环氧树脂本身的弹性和韧性；
进一步地，所述增强纤维为玄武岩纤维或高强玻璃纤维，所述改性纤维为聚酰亚胺纤维，能够有效提高复合材料的机械强度；
进一步地，所述固化剂为间苯二胺或二氨基二苯基甲烷，能够有效强化复合材料固化成型效果；
进一步地，所述增塑剂为古马隆树脂或石油树脂，用于提高复合材料的可塑性；
进一步地，所述防老剂为N-异丙基-N’-苯基对苯二胺或6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉，改善复合材料的防老化性能，延迟桥梁支座的使用寿命；
进一步地，所述阻尼剂为丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、石墨片中的一种，进一步加强复合材料的阻尼性，提高阻尼比；
进一步地，所述活性剂为硬脂酸或氧化锌，强化物料混合效果，提高复合性能。
一种桥梁减震支座用复合材料的制备方法，包括以下步骤：
A.在改性树脂中加入增塑剂、活性剂、防老剂和阻尼剂，热熔混炼；
B.将步骤A所得物料加入到螺杆挤出机中，在入料口加入纤维，加热呈熔融态，挤出得到高阻尼改性树脂物料；
C.在步骤B所得树脂物料中加入固化剂，放入模具中成型，得到桥梁减震支座用复合材料。
本发明实施例具有如下优点：
1.本发明实施例提供一种桥梁减震支座用复合材料，具有阻尼比高、耗能性好、延性强等优势，减震隔震效果良好，能够有效降低地震对桥梁基体的影响，在相同硬度条件下，由本发明实施例提供的复合材料制作的桥梁支座具有更大的承载力、更好的耐疲劳性能。
2.本发明实施例提供一种桥梁减震支座用复合材料的制备方法，本方法工艺简单，流程短，生产效率高，纤维与树脂混合均匀洁癖经成模固化，形成性能稳定的高阻尼比、机械性能优异的桥梁支座用的复合材料。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
实施例1
一种桥梁减震支座用复合材料配方：
按重量份计包括以下组分：橡胶弹性体改性环氧树脂100份、古马隆树脂5份、硬脂酸5份、N-异丙基-N’-苯基对苯二胺2份、丙烯酸酯2.5份、玄武岩纤维15份(长度为2mm,直径为20微米)、间苯二胺5份；
一种桥梁减震支座用复合材料的制备方法，包括以下步骤：
A.按重量份计，在100份橡胶弹性体改性环氧树脂中加入古马隆树脂5份、硬脂酸5份、N-异丙基-N’-苯基对苯二胺2份和丙烯酸酯2.5份，热熔混炼；
B.将步骤A所得物料加入到螺杆挤出机中，在入料口加入玄武岩纤维15份(长度为2mm,直径为20微米)，加热呈熔融状，挤出得到高阻尼改性树脂物料；
C.在步骤B所得树脂物料中加入间苯二胺5份，混匀放入模具中成型，得到桥梁减震支座用复合材料。
本发明实施例1提供一种桥梁减震支座用复合材料，具有阻尼比高、耗能性好、延性强等优势，阻尼系数提高18～25％，减震隔震效果良好，能够有效降低地震对桥梁基体的影响，在相同硬度条件下，由本发明实施例提供的复合材料制作的桥梁支座具有更大的承载力、更好的耐疲劳性能。本发明实施例提供一种桥梁减震支座用复合材料的制备方法简单，生产效率高，纤维与树脂混合均匀，形成性能稳定的高阻尼比、机械性能优异的桥梁支座用的复合材料。
实施例2
一种桥梁减震支座用复合材料配方：
按重量份计包括以下组分：热塑性树脂改性环氧树脂100份、石油树脂8份、氧化锌3份、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉4份、甲基丙烯酸甲酯2.5份、高强玻璃纤维15份(长度为5mm,直径为30微米)、二氨基二苯基甲烷3份；
一种桥梁减震支座用复合材料的制备方法，包括以下步骤：
A.在按重量份计，在100份热塑性树脂改性环氧树脂中加入石油树脂8份、氧化锌3份、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉4份和甲基丙烯酸甲酯2.5份，热熔混炼；
B.将步骤A所得物料加入到螺杆挤出机中，在入料口加入高强玻璃纤维15份(长度为5mm,直径为30微米)，加热呈熔融状，挤出得到高阻尼改性树脂物料；
C.在步骤B所得树脂物料中加入二氨基二苯基甲烷3份，混匀放入模具中成型，得到桥梁减震支座用复合材料。
本发明实施例2提供一种桥梁减震支座用复合材料，具有阻尼比高、耗能性好、延性强等优势，阻尼系数提高20～25％，减震隔震效果良好，能够有效降低地震对桥梁基体的影响，在相同硬度条件下，由本发明实施例提供的复合材料制作的桥梁支座具有更大的承载力、更好的耐疲劳性能。本发明实施例提供一种桥梁减震支座用复合材料的制备方法简单，生产效率高，纤维与树脂混合均匀，形成性能稳定的高阻尼比、机械性能优异的桥梁支座用的复合材料。
实施例3
一种桥梁减震支座用复合材料配方：
按重量份计包括以下组分：有机硅改性环氧树脂100份、石油树脂10份、硬脂酸3份、N-异丙基-N’-苯基对苯二胺5份、石墨片2份、聚酰亚胺纤维20份(长度为1mm,直径为15微米)、间苯二胺3份；
一种桥梁减震支座用复合材料的制备方法，包括以下步骤：
A.在在按重量份计，在100份有机硅改性环氧树脂中加入石油树脂10份、硬脂酸3份、N-异丙基-N’-苯基对苯二胺5份和石墨片2份，热熔混炼；
B.将步骤A所得物料加入到螺杆挤出机中，在入料口加入聚酰亚胺纤维20份(长度为1mm,直径为15微米)，加热呈熔融状，挤出得到高阻尼改性树脂物料；
C.在步骤B所得树脂物料中加入间苯二胺3份，混匀放入模具中成型，得到桥梁减震支座用复合材料。
本发明实施例3提供一种桥梁减震支座用复合材料，具有阻尼比高、耗能性好、延性强等优势，阻尼系数提高14～20％，减震隔震效果良好，能够有效降低地震对桥梁基体的影响，在相同硬度条件下，由本发明实施例提供的复合材料制作的桥梁支座具有更大的承载力、更好的耐疲劳性能。本发明实施例提供一种桥梁减震支座用复合材料的制备方法简单，生产效率高，纤维与树脂混合均匀，形成性能稳定的高阻尼比、机械性能优异的桥梁支座用的复合材料。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种桥梁减震支座用复合材料，其特征在于：所述桥梁减震支座用复合材料按重量份计包括以下组分：改性树脂100份、增塑剂5～10份、活性剂3～5份、防老剂2～5份、阻尼剂1～2.5份、纤维15～30份、固化剂2～5份。
2.根据权利要求1所述的桥梁减震支座用复合材料，其特征在于：所述纤维为增强纤维或改性纤维，长度为0.5～5mm,直径为5～50微米。
3.根据权利要求1所述的桥梁减震支座用复合材料，其特征在于：所述改性树脂为经橡胶弹性体、热塑性树脂、有机硅等聚合增韧改性后的环氧树脂。
4.根据权利要求2所述的桥梁减震支座用复合材料，其特征在于：所述增强纤维为玄武岩纤维或高强玻璃纤维，所述改性纤维为聚酰亚胺纤维。
5.根据权利要求1所述的桥梁减震支座用复合材料，其特征在于：所述固化剂为间苯二胺或二氨基二苯基甲烷。
6.根据权利要求1所述的桥梁减震支座用复合材料，其特征在于：所述增塑剂为古马隆树脂或石油树脂。
7.根据权利要求1所述的桥梁减震支座用复合材料，其特征在于：所述防老剂为N-异丙基-N’-苯基对苯二胺或6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉。
8.根据权利要求1所述的桥梁减震支座用复合材料，其特征在于：所述阻尼剂为丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯或石墨片中的一种。
9.根据权利要求1所述的桥梁减震支座用复合材料，其特征在于：所述活性剂为硬脂酸或氧化锌。
10.根据权利要求1～9任一权利要求所述的桥梁减震支座用复合材料的制备方法，包括以下步骤：
A.在改性树脂中加入增塑剂、活性剂、防老剂和阻尼剂，热熔混炼；
B.将步骤A所得物料加入到螺杆挤出机中，在入料口加入纤维，加热呈熔融状挤出得到高阻尼改性树脂物料；
C.在步骤B所得树脂物料中加入固化剂，放入模具中成型，得到桥梁减震支座用复合材料。
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