專利名稱：剪切模量不大于0.35MPa的隔震支座疊層膠組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬橡膠制造技術(shù)，具體涉及剪切模量不大于0.35Mpa的橡膠組合物，特別適用于生產(chǎn)建筑與橋梁用隔震疊層橡膠支座的疊層膠。
背景技術(shù)：
基礎(chǔ)隔震技術(shù)是在建筑物(或橋梁)上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間設(shè)置隔震系統(tǒng)，使建筑物與地基基礎(chǔ)隔開，由于隔震橡膠層較柔軟，地震時能產(chǎn)生很大的變形，吸收地震的能量，從而隔震系統(tǒng)起到減輕振動和耗散地震能量的作用，上部結(jié)構(gòu)振動反應(yīng)減輕，實現(xiàn)地震時建筑物只發(fā)生較輕微的運動和變形，從而保障建筑物的安全。隔震建筑的隔震效能主要是通過隔震橡膠支座來實現(xiàn)，主要依靠橡膠的變形來調(diào)節(jié)平移和扭轉(zhuǎn)。疊層膠的剪切模量表征了橡膠的變形難易程度，剪切模量越低，變形越容易，建筑的隔震層中，隔震橡膠支座采用超低剪切模量的橡膠，可以更好的使隔震建筑的位移滯后，減輕上部結(jié)構(gòu)振動，同時橡膠層的大剪切位移更好的消耗能量。 申請?zhí)枮?7181733.2的中國專利文件公布的用于隔震層的橡膠組合物，包含至少I種二烯橡膠，以及以每I O O重量份二烯橡膠計，4 O I 6 O重量份C T A B比表面積為I 2 O 3 7 O (m2/g)且C T A B比表面積(m2/g) /碘吸收(mg/g)最高為I.0的碳黑。該技術(shù)方案目的在于提高阻尼能力硬化性能，而不是獲得超低剪切模量的橡膠。申請?zhí)枮?01110148458.8的中國專利文件公布的建筑隔震支座用橡膠，將天然橡膠NR、順丁橡膠BR、S、促進劑DM、促進劑CZ、ZnO、偶聯(lián)劑Si_69、炭黑N774和N330、硬脂酸StA、芳烴油、防護蠟、古馬隆、防老劑4010NA、防老劑RD和防老劑防AW，采用密煉、開煉、下片、硫化膠片工藝。該技術(shù)方案目的在于平衡各種性能和提高膠料的抗返原性能，熱老化性能，而不是獲得超低剪切模量的橡膠。申請?zhí)枮?01110204981.8的中國專利文件公布的橡膠組合物，包含煙片膠100份、硫化劑廣2.5份、助交聯(lián)劑5 10份、高阻尼性添加劑2(Γ35份、增塑劑1(Γ 5份和補強劑4(Γ50份。該技術(shù)方案目的在于保證產(chǎn)品強度、耐老化性的同時，提高阻尼性，降低成本，而不是獲得超低剪切模量的橡膠。申請?zhí)枮?01210163033.9的中國專利文件公布的橡膠組合物，按質(zhì)量計的組份配方是:標(biāo)準(zhǔn)全乳顆粒100份、異戊橡膠50-70份、順丁橡膠40-60份、選自C5/C9共聚石油樹脂中的高阻尼添加劑80-110份、鎂強粉40份、補強劑140-170份、硫化劑8份、硫化促進齊[J 2-4份、活性劑12-17份和防老化劑2-4份。該技術(shù)方案目的在于獲得超過110°C的寬溫域范圍具有高阻尼性能，而不是獲得超低剪切模量的橡膠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種剪切模量不大于0.35MPa的隔震支座疊層膠組合物，從而能制作出耗能量更高的隔震橡膠支座，減少地震災(zāi)害對人身財產(chǎn)造成危害。本發(fā)明選用天然橡膠為主體材料，采用具有協(xié)同效應(yīng)的防老劑并用體系、增塑劑并用體系和以單硫鍵、雙硫鍵為主的半有硫硫化體系，以降低膠的剪切模量和提高物理機械性能和加工工藝性能。本發(fā)明橡膠組合物的配方重量比組成為:天然橡膠100份；防老劑D I 3份；防老劑4010NA I 4份；炭黑12 30份；松焦油3 6份；石油樹脂3 5份；D0P 2 4份；促進劑NOBS 0.3 1.8份；促進劑DTDM 0.3 1.8份；硫磺0.7 1.5份；氧化鋅
3.0 4.5份；氧化鎂2 4份，硬脂酸2 3份。上述橡膠材料由橡膠基料、防老體系、填料體系、增塑體系和硫化體系組合而成。橡膠基料選用天然橡膠；防老體系包括防老劑D，防老劑4010NA ;填料體系為炭黑；軟化體系包括松焦油、石油樹脂、DOP ;硫化體系包括促進劑N0BS，促進劑DTDM和硫磺、氧化鋅、氧
化鎂、硬脂酸。見圖2，其中I為本發(fā)明橡膠組合物在實驗溫度為150°C時測得的硫化曲線圖，2為現(xiàn)有橡膠硫化曲線。本發(fā)明橡膠材料的有益效果是:(I)具有超低剪切模量，剪切模量不大于0.35MPa。采用天然橡膠更有利于降低硫化膠的剪切模量，滿足隔震橡膠支座的力學(xué)性能要求。天然橡膠具有自補強性能，在配方設(shè)計中可以降低補強填充劑的應(yīng)用量。采用具有協(xié)同效應(yīng)的軟化劑松焦油系與石油系并用，更有利于塑性變形，降低剪切模量，獲得較大位移。(2)加工工藝性能好。(3)耐久性能得到了提高。天然橡膠具有很好的加工工藝性能，但是耐候性能較差，采用具有協(xié)同效應(yīng)的防老劑D與對苯二胺類防老劑并用更有利于提高膠料的耐久性。


圖1為在實驗溫度為150°C時測得的硫化曲線圖，其中I為本發(fā)明橡膠組合物硫化曲線，2為現(xiàn)有技術(shù)硫化曲線。圖2膠料的剪切模量測試曲線，其中左側(cè)為實施例1橡膠的剪切模量測試曲線，右側(cè)對照橡膠的剪切模量測試曲線。圖3為相同結(jié)構(gòu)的LNR600支座的力學(xué)性能100%形變的推剪實驗滯回曲線，其中左側(cè)為使用實施例1橡膠的支座的推剪滯回曲線，右側(cè)為使用對照橡膠的支座的推剪滯回曲線。
具體實施例方式實施例1。本實施例橡膠組合物的配方重量比組成為:天然橡膠100份；防老劑D1.8份；防老劑4010NA 1.7份；炭黑15份；松焦油4份；石油樹脂5份；D0P 2份；促進劑NOBS 0.8份；促進劑DTDM 0.7份；硫磺1.5份；氧化鋅3.5份；氧化鎂2.5份，硬脂酸2.5份。對照橡膠組 合物的配方重量比組成為:天然橡膠100份；防老劑D 5份；防老劑401ONA O份；炭黑30份；松焦油7份；石油樹脂O份；D0P 5份；促進劑NOBS I份；促進劑DTDM O份；硫磺1.6份；氧化鋅3份；氧化鎂3.5份，硬脂酸4份。分別按照實施例橡膠組合物和對照橡膠組合物的組分組量稱好各種物料，在開煉機上先對天然橡膠進行塑煉，輥距控制在0.5 1mm，生膠包輥后，打三角包直至表面光滑，無空洞、無顆粒后進行打卷下片，膠料停放8h以上進行二段塑煉，測定可塑度達到0.35
0.4為合格，塑煉膠停放12小時以上可進行混煉，混煉加料順序為:先加入塑煉膠包輥,依次加入石油樹脂、氧化鋅、氧化鎂、硬脂酸、防老劑D、防老劑4010NA，左右割刀吃粉，待吃粉完畢后加入半補強炭黑和軟化劑DOP、松焦油，吃粉完畢再加入不溶性硫磺和促進劑NOBS、促進劑DTDM，調(diào)整輥距至6 7mm，倒膠翻煉3 5min，調(diào)整輥距下片，混煉膠停放8小時以上，方可進行硫化。按照國家標(biāo)準(zhǔn)對性能測試，兩種橡膠的物理性能對比見下表。
權(quán)利要求
1.一種剪切模量不大于0.35MPa的隔震支座疊層膠組合物，其特征在于配方重量比組成為:天然橡膠100份；防老劑D I 3份；防老劑4010NA I 4份；炭黑12 30份；松焦油3 6份；石油樹脂3 5份；DOP 2 4份；促進劑NOBS 0.3 1.8份；促進劑DTDM0.3 1.8份；硫磺0.7 1.5份；氧化鋅3.0 4.5份；氧化鎂2 4份，硬脂酸2 3份。
2.如權(quán)利要求1所說的剪切模量不大于0.35MPa的隔震支座疊層膠組合物，其特征在于配方重量比組成為:天然橡膠100份；防老劑D 1.8份；防老劑4010嫩1.7份；炭黑15份；松焦油4份；石油樹脂5份；D0P 2份；促進劑NOBS 0.8份；促進劑DTDM 0.7份；硫磺1.5份；氧化鋅3.5份；氧化鎂2.5份`，硬脂酸2.5份。
全文摘要
剪切模量不大于0.35MPa的隔震支座疊層膠組合物，屬橡膠制造技術(shù)領(lǐng)域。配方重量比組成為天然橡膠100份；防老劑D 1～3份；防老劑4010NA 1～4份；炭黑12～30份；松焦油3～6份；石油樹脂3～5份；DOP 2～4份；促進劑NOBS 0.3～1.8份；促進劑DTDM 0.3～1.8份；硫磺0.7～1.5份；氧化鋅3.0～4.5份；氧化鎂2～4份，硬脂酸2～3份。優(yōu)點是產(chǎn)品具有不大于0.35MPa的超低剪切模量，采用具有協(xié)同效應(yīng)的軟化劑松焦油系與石油系并用，更有利于塑性變形，降低剪切模量，獲得較大位移；加工工藝性能好；耐久性能得到了提高。天然橡膠具有很好的加工工藝性能，但是耐候性能較差，采用具有協(xié)同效應(yīng)的防老劑D與對苯二胺類防老劑并用更有利于提高膠料的耐候性。
文檔編號C08L93/00GK103102513SQ20131003306
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者朱維, 王賢彬, 趙嬌, 李天鵬 申請人:云南震安減震技術(shù)有限公司