一种改性天然橡胶桥梁支座材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种橡胶桥梁支座材料，包括：CPE橡胶、天然橡胶、萜烯酚醛树脂、TM-80、轻质氧化镁、炭黑、HFR-3000、DOP、硬脂酸钡、氧化锌、硬脂酸、石蜡、受阻酚、DCP、硅烷偶联剂KH-570、硫磺。其制备方法为：称取各组分；对HFR-3000改性；将CPE橡胶塑化，加入改性HFR-3000、轻质氧化镁、硬脂酸钡、石蜡，混炼均匀，得CPE混炼母料；将天然橡胶塑炼，加入萜烯酚醛树脂、氧化锌、硬脂酸和TM-80，混炼均匀，加入CPE混炼母料合炼，加入受阻酚、炭黑和DOP，高温混炼，得胶料；在胶料中加入DCP和硫磺，混炼即得。本发明专利技术在保证所制备材料良好物理力学性能的前提下，达到了低成本、高耐磨、耐臭氧、耐天候老化、减震高阻尼等优良特性，其制备方法简单、操作性好、适于工业生产及推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及桥梁建筑工程领域，具体地说是一种改性天然橡胶桥梁支座材料及其制备方法。
技术介绍
随着我国交通工业的迅猛发展，各种大跨度桥梁、高速铁路不断涌现，因而对桥梁支座的承载能力及其适应位移和转角能力的要求不断提高，开发和研究与之相适应的新型桥梁支座显得非常重要。桥梁支座主要作用于桥梁上部结构的反应传递给桥梁台，同时完成整体结构所需的水平位移、转角及变形，并起到一定减震作用。目前，行业内常用的制作桥梁支座的材料优选为橡胶，如氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、天然橡胶等。如CN103073753A公开了一种桥梁隔震橡胶支座专用高阻尼橡胶材料，其原料包括：羧化丁基橡胶、三元乙丙橡胶、环氧化天然橡胶、片状云母粉、纳米级石墨粉、有机改性蒙脱土、氧化锌、2-乙基乙酸锌、硫磺、过氧化苯甲酰、酚醛树脂、促进剂、防老剂、古马隆、磷酸三甲苯酯、癸二酸二异辛酯、硅烷偶联剂、硼酰化钴、马来酸单丁酯二丁基锡、硫代二丙酸二月桂酯、聚乙二醇。该材料具有阻尼高、与骨架的结合性好、防护效果好等优点，但是其所用材料的价格昂贵，而且其物理力学性能、耐候性及耐臭氧性老化性能均相对较差。因此，如何在保证良好物理力学性能的提前下，研发低成本、耐候性、耐臭氧老化以及减震高阻尼的桥梁支座材料是行业内厂家争相研究的课题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种橡胶桥梁支座材料及其制备方法，以解决现有橡胶桥梁支座材料原料成本较高、物理力学性能较差、耐臭氧、耐天候老化以及减震高阻尼性能较差问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种改性天然橡胶桥梁支座材料，包括以下重量份比的组分：CPE橡胶40-65份、天然橡胶45-55份、萜烯酚醛树脂1.5-4份、TM-800.3-0.6份、轻质氧化镁4-6份、炭黑28-32份、HFR-300025-35份、邻苯二甲酸二辛酯3-6份、硬脂酸钡2.5-3.5份、氧化锌3-4份、硬脂酸0.5-1.5份、石蜡0.5-1.5份、受阻酚8-12份、过氧化二异丙苯3-5份、硅烷偶联剂KH-5701.5-5份、硫磺0.5-1.5份。本专利技术提供的材料中所述CPE橡胶优选为CPE-140B；所述天然橡胶优选为NR-烟片3#；所述受阻酚优选为受阻酚OA-60；所述炭黑为炭黑N550。更优选地，本专利技术提供的橡胶桥梁支座材料，包括以下重量份比的组分：CPE-140B50份、NR-烟片3#50份、萜烯酚醛树脂1.5份、橡胶脱模剂TM-800.5份、轻质氧化镁5份、炭黑N55030份、HFR-300030份、邻苯二甲酸二辛酯5份、硬脂酸钡3份、氧化锌3份、硬脂酸1份、石蜡1份、受阻酚AO-6010份、过氧化二异丙苯3.5、硅烷偶联剂KH-5701.5份、硫磺0.9份。本专利技术还提供了一种改性天然橡胶桥梁支座材料的制备方法，包括以下步骤：（a）按照所述的比例配方称取各组分：CPE橡胶40-65份、天然橡胶45-55份、萜烯酚醛树脂2-4份、TM-800.3-0.6份、轻质氧化镁4-6份、炭黑28-32份、HFR-300025-35份、邻苯二甲酸二辛酯3-6份、硬脂酸钡2.5-3.5份、氧化锌3-4份、硬脂酸0.5-1.5份、石蜡0.5-1.5份、受阻酚8-12份、过氧化二异丙苯3-5份、硅烷偶联剂KH-5701.5-5份、硫磺0.5-1.5份；（b）将HFR-3000和硅烷偶联剂KH-570置于搅拌机内，加热至60-85℃下搅拌4-8min，排料后堆放1.5-2.5h，得改性HFR-3000；（c）将CPE橡胶置于加热型开炼机上，在80-90℃下进行塑化，塑化完毕后依次加入改性HFR-3000、轻质氧化镁、硬脂酸钡、石蜡，混炼均匀，得CPE混炼母料；（d）将天然橡胶置于加热加压式密炼机上，在80-100℃下进行塑炼四次，塑炼完毕后依次加入萜烯酚醛树脂、氧化锌、硬脂酸和TM-80，混炼均匀后，加入所述CPE混炼母料，在80-90℃下进行合炼，混炼均匀后加入受阻酚、炭黑和邻苯二甲酸二辛酯，在150-160℃下密炼5-7min，排料，自然降至室温；再置于60-80℃的开炼机上，依次加入过氧化二异丙苯和硫磺进行混炼，薄通打三角包，均匀后下片，即得橡胶桥梁支座材料。本专利技术提供的制备方法中步骤（a）所述CPE橡胶优选为CPE-140B，所述天然橡胶优选为NR-烟片3#，所述受阻酚优选为受阻酚OA-60，所述炭黑为炭黑N550。本专利技术采用了特定的原料及原料比例，通过工艺中原料的改性及特定的添加顺序制备了一种性能优异的改性橡胶桥梁支座材料。该材料利用了改性氯化聚乙烯橡胶及改性HFR-3000材料，大大降低了生产成本，其生产成本仅为现有技术中橡胶桥梁支座材料的四分之三，同时，通过检验，该材料具有强度高、弹性好、抗撕裂、耐曲挠等良好的物理力学性能，尤其较现有材料具有更为突出的耐溶剂性、高耐磨、耐臭氧、耐天候老化、减震和高阻尼等特性，并与钢板贴合具有更强的粘接强度。本专利技术能够在保证材料具有良好物理力学性能的前提下，实现了低成本、高耐磨、耐臭氧、耐天候老化、减震和高阻尼等优异性能；其制备方法简单、灵活方便、操作性好、适于工业生产及推广应用。具体实施方式下面实施例用于进一步详细说明本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。实施例1（1）称取CPE-140B40kg、NR-烟片3#45kg、萜烯酚醛树脂1.5kg、橡胶脱模剂TM-800.3kg、轻质氧化镁4kg、炭黑N55032kg、HFR-300025kg、邻苯二甲酸二辛酯3kg、硬脂酸钡2.5kg、氧化锌3kg、硬脂酸0.5kg、石蜡0.5kg、受阻酚AO-608kg、过氧化二异丙苯3kg、硅烷偶联剂KH-5701.8kg、硫磺0.5kg；（2）将HFR-3000和硅烷偶联剂KH-570置于搅拌机内，加热至60℃下搅拌8min，排料后堆放1.5h，得改性HFR-3000；（3）将CPE-140B置于加热型开炼机上，设置辊距为0.8mm在80℃下进行塑化13min，塑化完毕后依次加入改性HFR-3000、轻质氧化镁、硬脂酸钡、石蜡，混炼均匀，得CPE混炼母料；（4）将天然橡胶NR-烟片3#置于加热加压型密炼机上，设置辊距为1mm在80℃下进行塑炼18min，塑炼完毕后依次加入萜烯酚醛树脂、氧化锌、硬脂酸和TM-80，混炼均匀后，加入所述CPE混炼母料，在80℃下进行混炼13min，均匀后加入受阻酚AO-60、炭黑N550和邻苯二甲酸二辛酯，在150℃下混炼7min，排料，自然降至室温；得胶料；（5）将所述胶料置于开炼机上，设置辊距为1.0mm在60℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性天然橡胶桥梁支座材料，其特征在于，包括以下重量份比的组分：CPE橡胶 40‑65份、天然橡胶45‑55份、萜烯酚醛树脂1.5‑4份、TM‑80 0.3‑0.6份、轻质氧化镁 4‑6份、炭黑 28‑32份、HFR‑3000 25‑35份、邻苯二甲酸二辛酯 3‑6份、硬脂酸钡 2.5‑3.5份、氧化锌3‑4份、硬脂酸0.5‑1.5份、石蜡0.5‑1.5份、受阻酚8‑12份、过氧化二异丙苯 3‑5份、硅烷偶联剂KH‑570 1.5‑5份、硫磺 0.5‑1.5份。

【技术特征摘要】
1.一种改性天然橡胶桥梁支座材料，其特征在于，包括以下重量份比的组分：CPE橡胶
40-65份、天然橡胶45-55份、萜烯酚醛树脂1.5-4份、TM-800.3-0.6份、轻质氧化镁4-6份、
炭黑28-32份、HFR-300025-35份、邻苯二甲酸二辛酯3-6份、硬脂酸钡2.5-3.5份、氧化
锌3-4份、硬脂酸0.5-1.5份、石蜡0.5-1.5份、受阻酚8-12份、过氧化二异丙苯3-5份、硅烷
偶联剂KH-5701.5-5份、硫磺0.5-1.5份。
2.根据权利要求1所述的改性天然橡胶桥梁支座材料，其特征在于，所述CPE橡胶为
CPE-140B。
3.根据权利要求1所述的改性天然橡胶桥梁支座材料，其特征在于，所述天然橡胶为
NR-烟片3#。
4.一种改性天然橡胶桥梁支座材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（a）按比例配方称取各组分：CPE橡胶40-65份、天然橡胶45-55份、萜烯酚醛树脂1.5-4
份、TM-800.3-0.6份、轻质氧化镁4-6份、炭黑28-32份、HFR-300025-35份、邻苯二甲酸
二辛酯3-6份、硬脂酸钡2.5-3.5份、氧化锌3-4份、硬脂酸0.5-1.5份、石蜡0.5-1.5份、受
阻酚8-12份、...

【专利技术属性】
技术研发人员：仝国磊，
申请(专利权)人：仝国磊，
类型：发明
国别省市：河北;13