CN112628332B - 一种抗震支架及其制备方法 - Google Patents

一种抗震支架及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及抗震材料技术领域，尤其涉及一种抗震支架及其制备方法。抗震支架包括支架管，所述支架管内部密闭填充有空心珠，所述空心珠包括由外至内依次设置的第一木粉和玻璃纤维复合层、微孔发泡材料层、第二木粉和玻璃纤维复合层和空心层；所述支架管的表面浇筑有弹性层，所述弹性层中包括有组分：铝、木粉、二氧化硅和聚氨酯。制备方法为：将有机酸、木粉正硅酸乙酯、乙醇混合，加热搅拌反应得到弹性料，将弹性料、铝粉和聚氨酯在熔融状态下混合在支架管表面浇筑形成弹性层；在支架管的内部填充所述空心珠。本发明在保证重量轻便的基础上，延长了其抗老化抗腐蚀的性能。

Description

一种抗震支架及其制备方法
技术领域
本发明涉及抗震材料技术领域，尤其涉及一种抗震支架及其制备方法。
背景技术
抗震支架是限制附属机电工程设施产生位移，控制设施振动，并将荷载传递至承载结构上的各类组件或装置。抗震支架在地震中应对建筑机电工程设施给予可靠的保护，承受来自任意水平方向的地震作用；抗震支架在结构设计的基础上，更为关键的是对于材料的选择。
目前，抗震支架的材料有木材、钢材等。但是钢材在长期使用过程中，容易受到外界的因素空气、酸碱度等影响，无法很好的实现分散地震波达到防震的效果。木材更是容易老化，在使用中易磨损。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种抗震支架，其重量轻便，且耐腐蚀耐酸碱度和耐老化，可以具有更长的保质期。
相应地，本发明还提供上述抗震支架的制备方法。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
本发明提供一种安全性高的抗震支架，其包括支架管，支架管内部密闭填充有空心珠，空心珠包括由外至内依次设置的第一木粉和玻璃纤维复合层、微孔发泡材料层、第二木粉和玻璃纤维复合层和空心层；支架管的表面浇筑有弹性层，弹性层中包括有组分：铝、木粉、二氧化硅和聚氨酯。
可选地，空心珠为椭圆形，并且支架管从下端到上端分别分布的空心珠的体积依次减小。
本发明还提供上述安全性高的抗震支架的制备方法，其包括以下步骤：
步骤一、将有机酸、木粉正硅酸乙酯、乙醇混合，加热搅拌反应得到弹性料，将弹性料、铝粉和聚氨酯在熔融状态下混合在支架管表面浇筑形成弹性层；
步骤二、在支架管的内部填充空心珠。
可选地，步骤一中，按重量份：有机酸5～15份、木粉1～5份、铝粉3～5份、正硅酸乙酯1～2份和乙醇1～2份。
可选地，空心珠的制备包括以下步骤：
将玻璃纤维束浸渍170～210℃熔融状态下的聚氨酯后，再与木粉在模具上热压成设有开口的椭圆形后，从模具上脱出后，在开口处采用浸渍170～210℃熔融状态下的聚氨酯的玻璃纤维封口得到具有第二木粉和玻璃纤维复合层包覆空心层的初级空心珠；
在初级空心珠上再经过醋酸纤维素、聚氯乙烯树脂和发泡剂在150～200℃的温度条件下混合交联后得到的微孔发泡材料，在150～200℃下在初级空心珠子表面热塑形成微孔发泡材料层，得到第二级空心珠；
将玻璃纤维束和木粉的混合物浸渍170～210℃熔融状态下的聚氨酯热压成型后并切割后，再在 100～120℃下在所得到的第二级空心珠表面形成第一木粉和玻璃纤维复合层，得到空心珠。
可选地，第一木粉和玻璃纤维复合层中所包含的组分，按重量份分别为：玻璃纤维束1～5份、聚氨酯 5～10份、木粉20～30份；
第二木粉和玻璃纤维复合层中所包含的组分，按重量份分别为：玻璃纤维束3～7份、聚氨酯3～8份、木粉15～20份。
微孔发泡材料层中所包含的组分，按重量份分别为：醋酸纤维素5～5.5份、聚氯乙烯树脂0.3～1份和发泡剂0.5～0.8份。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
本发明通过支架管表面弹性层的处理，弹性层通过浇筑的方式与支架管固定更为牢固，且弹性层主要采用铝、木粉、二氧化硅和聚氨酯的混合材料制成，在保证重量轻便的基础上，延长了其抗老化抗腐蚀的性能。此外，支架管中采用的空心珠，采用多层材料的设置，其可以将支架管上所受到的振动通过多层材料不同的传导方向和传导速度，降低振动波的强度，并最终在空心层中聚集转化为其它能量，从而提高抗振的效果。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
本发明提供一种安全性高的抗震支架，其包括支架管，支架管内部密闭填充有空心珠，空心珠包括由外之内依次设置的第一木粉和玻璃纤维复合层、微孔发泡材料层、第二木粉和玻璃纤维复合层和空心层；支架管的表面浇筑有弹性层，弹性层中包括有组分：铝、木粉、二氧化硅和聚氨酯。
其中，本发明中的空心珠包括由外之内依次设置的第一木粉和玻璃纤维复合层、微孔发泡材料层、第二木粉和玻璃纤维复合层和空心层，其第一木粉和玻璃纤维复合层其主要起到空心珠固形的效果，而木粉利用其较低的密度，起到初步反振的效果，在此基础上，将初步减弱的振动波传导到微孔发泡材料层，极大的削弱振动强度，再传动到空心层，进一步削弱。其中，第一木粉和玻璃纤维复合层可以将振动波传导到其它的空心珠，从而进一步通过空心珠的削弱振动。
本发明由于空心珠的填充和弹性层的设置，可以降低支架管的设置的厚度，弹性层与支架管的管壁可以融合形成新的管壁，从而提高其强度，并能降低其重量，而又具有极强的抗震效果，并且具有抗腐蚀性和抗老化的性能，延长其使用期限，保证了安全。
其中，空心珠中的第一木粉和玻璃纤维复合层和第二木粉和玻璃纤维复合层的设置是必须的，其可以提高空心珠的抗振强度，从而提高抗振动能力。
优选地，第一木粉和玻璃纤维复合层、微孔发泡材料层、第二木粉和玻璃纤维复合层和空心层的厚度比为1∶2∶1∶3。
空心珠为椭圆形，并且支架管从下端到上端分别分布的空心珠的体积依次减小。经过试验表明，通过此种方式的分布空心珠，使振动波降低的效率最佳。
本发明还提供上述安全性高的抗震支架的制备方法，其包括以下步骤：
步骤一、将有机酸、木粉、正硅酸乙酯、乙醇混合，加热搅拌反应得到弹性料，将弹性料、铝粉和聚氨酯在熔融状态下混合在支架管表面浇筑形成弹性层；
步骤二、在支架管的内部填充空心珠。
可选地，步骤一中，按重量份：有机酸5～15份、木粉1～5份、铝粉3～5份、正硅酸乙酯1～2份和乙醇1～2份。
可选地，空心珠的制备包括以下步骤：
将玻璃纤维束浸渍170～210℃熔融状态下的聚氨酯后，再与木粉在模具上热压成设有开口的椭圆形后，从模具上脱出后，在开口处采用浸渍170～210℃熔融状态下的聚氨酯的玻璃纤维封口得到具有第二木粉和玻璃纤维复合层包覆空心层的初级空心珠；
在初级空心珠上再经过醋酸纤维素、聚氯乙烯树脂和发泡剂在150～200℃的温度条件下混合交联后得到的微孔发泡材料，在150～200℃下在初级空心珠子表面热塑形成微孔发泡材料层，得到第二级空心珠；
将玻璃纤维束和木粉的混合物浸渍170～210℃熔融状态下的聚氨酯热压成型后并切割后，再在 100～120℃下在所得到的第二级空心珠表面形成第一木粉和玻璃纤维复合层，得到空心珠。
可选地，第一木粉和玻璃纤维复合层中所包含的组分，按重量份分别为：玻璃纤维束1～5份、聚氨酯 5～10份、木粉20～30份；
第二木粉和玻璃纤维复合层中所包含的组分，按重量份分别为：玻璃纤维束3～7份、聚氨酯3～8份、木粉15～20份。
微孔发泡材料层中所包含的组分，按重量份分别为：醋酸纤维素5～5.5份、聚氯乙烯树脂0.3～1份和发泡剂0.5～0.8份。
具体实施例：
实施例1
抗震支架，其包括支架管，支架管内部密闭填充有空心珠，空心珠包括由外至内依次设置的第一木粉和玻璃纤维复合层、微孔发泡材料层、第二木粉和玻璃纤维复合层和空心层；支架管的表面浇筑有弹性层，弹性层中包括有组分：铝、木粉、二氧化硅和聚氨酯。第一木粉和玻璃纤维复合层、微孔发泡材料层、第二木粉和玻璃纤维复合层和空心层的厚度比为1∶2∶1∶3。空心珠为椭圆形，并且支架管从下端到上端分别分布的空心珠的体积依次减小。其中，最下端空心珠的长轴为0.5cm，最上端的空心珠的长轴为0.1cm。
实施例2
实施例1中抗震支架的制备方法，其步骤为：
步骤一、将有机酸、木粉、正硅酸乙酯、乙醇混合，加热搅拌反应得到弹性料，将弹性料、铝粉和聚氨酯在熔融状态下混合在支架管表面浇筑形成弹性层；按重量份：有机酸5份、木粉5份、铝粉3份、正硅酸乙酯1份和乙醇2份。
步骤二、空心珠的制备
将玻璃纤维束浸渍170℃熔融状态下的聚氨酯后，再与木粉在模具上热压成设有开口的椭圆形后，从模具上脱出后，在开口处采用浸渍210℃熔融状态下的聚氨酯的玻璃纤维封口得到具有第二木粉和玻璃纤维复合层包覆空心层的初级空心珠；第一木粉和玻璃纤维复合层中所包含的组分，按重量份分别为：玻璃纤维束1份、聚氨酯5份、木粉30份；
在初级空心珠上再经过醋酸纤维素、聚氯乙烯树脂和发泡剂在150℃的温度条件下混合交联后得到的微孔发泡材料，在150℃下在初级空心珠子表面热塑形成微孔发泡材料层，得到第二级空心珠；微孔发泡材料层中所包含的组分，按重量份分别为：醋酸纤维素5.5份、聚氯乙烯树脂0.3份和发泡剂0.5份；
将玻璃纤维束和木粉的混合物浸渍210℃熔融状态下的聚氨酯热压成型后并切割后，再在100℃下在所得到的第二级空心珠表面形成第一木粉和玻璃纤维复合层，得到空心珠。第二木粉和玻璃纤维复合层中所包含的组分，按重量份分别为：玻璃纤维束3份、聚氨酯8份、木粉15份。
步骤三、在支架管的内部填充空心珠后，在支架管的开口处焊接封口，同时在开口处浇筑形成弹性层。
实施例3
实施例1中抗震支架的制备方法，其步骤为：
步骤一、将有机酸、木粉、正硅酸乙酯、乙醇混合，加热搅拌反应得到弹性料，将弹性料、铝粉和聚氨酯在熔融状态下混合在支架管表面浇筑形成弹性层；按重量份：有机酸10份、木粉1份、铝粉5份、正硅酸乙酯1.5份和乙醇1份。
步骤二、空心珠的制备
将玻璃纤维束浸渍210℃熔融状态下的聚氨酯后，再与木粉在模具上热压成设有开口的椭圆形后，从模具上脱出后，在开口处采用浸渍200℃熔融状态下的聚氨酯的玻璃纤维封口得到具有第二木粉和玻璃纤维复合层包覆空心层的初级空心珠；第一木粉和玻璃纤维复合层中所包含的组分，按重量份分别为：玻璃纤维束1份、聚氨酯10份、木粉25份；
在初级空心珠上再经过醋酸纤维素、聚氯乙烯树脂和发泡剂在150℃的温度条件下混合交联后得到的微孔发泡材料，在200℃下在初级空心珠子表面热塑形成微孔发泡材料层，得到第二级空心珠；微孔发泡材料层中所包含的组分，按重量份分别为：醋酸纤维素5份、聚氯乙烯树脂0.3份和发泡剂0.8份；
将玻璃纤维束和木粉的混合物浸渍200℃熔融状态下的聚氨酯热压成型后并切割后，再在100℃下在所得到的第二级空心珠表面形成第一木粉和玻璃纤维复合层，得到空心珠。第二木粉和玻璃纤维复合层中所包含的组分，按重量份分别为：玻璃纤维束7份、聚氨酯5份、木粉15份。
步骤三、在支架管的内部填充空心珠后，在支架管的开口处焊接封口，同时在开口处浇筑形成弹性层。
实施例4
实施例1中抗震支架的制备方法，其步骤为：
步骤一、将有机酸、木粉、正硅酸乙酯、乙醇混合，加热搅拌反应得到弹性料，将弹性料、铝粉和聚氨酯在熔融状态下混合在支架管表面浇筑形成弹性层；按重量份：有机酸15份、木粉4份、铝粉4份、正硅酸乙酯2份和乙醇1.5份。
步骤二、空心珠的制备
将玻璃纤维束浸渍200℃熔融状态下的聚氨酯后，再与木粉在模具上热压成设有开口的椭圆形后，从模具上脱出后，在开口处采用浸渍210℃熔融状态下的聚氨酯的玻璃纤维封口得到具有第二木粉和玻璃纤维复合层包覆空心层的初级空心珠；第一木粉和玻璃纤维复合层中所包含的组分，按重量份分别为：玻璃纤维束3份、聚氨酯7份、木粉30份；
在初级空心珠上再经过醋酸纤维素、聚氯乙烯树脂和发泡剂在180℃的温度条件下混合交联后得到的微孔发泡材料，在180℃下在初级空心珠子表面热塑形成微孔发泡材料层，得到第二级空心珠；微孔发泡材料层中所包含的组分，按重量份分别为：醋酸纤维素5.5份、聚氯乙烯树脂0.8份和发泡剂0.7份；
将玻璃纤维束和木粉的混合物浸渍210℃熔融状态下的聚氨酯热压成型后并切割后，再在110℃下在所得到的第二级空心珠表面形成第一木粉和玻璃纤维复合层，得到空心珠。第二木粉和玻璃纤维复合层中所包含的组分，按重量份分别为：玻璃纤维束5份、聚氨酯8份、木粉8份。
步骤三、在支架管的内部填充空心珠后，在支架管的开口处焊接封口，同时在开口处浇筑形成弹性层。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种安全性高的抗震支架，其特征在于，其包括支架管，所述支架管内部密闭填充有空心珠，所述空心珠包括由外至内依次设置的第一木粉和玻璃纤维复合层、微孔发泡材料层、第二木粉和玻璃纤维复合层和空心层；所述支架管的表面浇筑有弹性层，所述弹性层中包括有组分：铝、木粉、二氧化硅和聚氨酯。
2.如权利要求1所述的安全性高的抗震支架，其特征在于：所述空心珠为椭圆形，并且支架管从下端到上端分别分布的空心珠的体积依次减小。
3.如权利要求1所述的安全性高的抗震支架的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤一、将有机酸、木粉正硅酸乙酯、乙醇混合，加热搅拌反应得到弹性料，将弹性料、铝粉和聚氨酯在熔融状态下混合在支架管表面浇筑形成弹性层；
步骤二、在支架管的内部填充所述空心珠。
4.如权利要求3所述的安全性高的抗震支架的制备方法，其特征在于，步骤一中，按重量份：有机酸5～15份、木粉1～5份、铝粉3～5份、正硅酸乙酯1～2份和乙醇1～2份。
5.如权利要求3所述的安全性高的抗震支架的制备方法，其特征在于，空心珠的制备包括以下步骤：
将玻璃纤维束浸渍170～210℃熔融状态下的聚氨酯后，再与木粉在模具上热压成设有开口的椭圆形后，从模具上脱出后，在开口处采用浸渍170～210℃熔融状态下的聚氨酯的玻璃纤维封口得到具有第二木粉和玻璃纤维复合层包覆空心层的初级空心珠；
在初级空心珠上再经过醋酸纤维素、聚氯乙烯树脂和发泡剂在150～200℃的温度条件下混合交联后得到的微孔发泡材料，在150～200℃下在初级空心珠子表面热塑形成微孔发泡材料层，得到第二级空心珠；
将玻璃纤维束和木粉的混合物浸渍170～210℃熔融状态下的聚氨酯热压成型后并切割后，再在100～120℃下在所得到的第二级空心珠表面形成第一木粉和玻璃纤维复合层，得到空心珠。
6.如权利要求5所述的安全性高的抗震支架的制备方法，其特征在于：所述第一木粉和玻璃纤维复合层中所包含的组分，按重量份分别为：玻璃纤维束1～5份、聚氨酯5～10份、木粉20～30份；
所述第二木粉和玻璃纤维复合层中所包含的组分，按重量份分别为：玻璃纤维束3～7份、聚氨酯3～8份、木粉15～20份。
微孔发泡材料层中所包含的组分，按重量份分别为：醋酸纤维素5～5.5份、聚氯乙烯树脂0.3～1份和发泡剂0.5～0.8份。
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