一种抗震支座用橡胶混合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种抗震支座用橡胶混合物，由顺丁橡胶/丁腈橡胶母炼胶和氯丁橡胶母炼胶混炼而成，其中，所述顺丁橡胶、丁腈橡胶和氯丁橡胶的质量比为(30-50):(15-30):(30-60)。本发明专利技术还涉及该橡胶混合物的制备方法，包括：1)以顺丁橡胶和丁腈橡胶为原料制备顺丁橡胶/丁腈橡胶母炼胶；2)以氯丁橡胶为原料制备氯丁橡胶母炼胶；3)将顺丁橡胶/丁腈橡胶母炼胶和氯丁橡胶母炼胶进行共混、薄通后出片，经硫化处理制得所述橡胶混合物。本发明专利技术所提供的橡胶混合物，能满足《公路桥梁高阻尼隔震橡胶支座》的各项指标的要求，具有优异的物理机械性能和耐低温性能，并且在较宽温域内具有较高的阻尼性能，特别适用于抗震支座。

Rubber mixture for earthquake resistant bearing and preparation method thereof

The invention relates to a rubber mixture by seismic bearing, butadiene rubber / nitrile rubber masterbatch and chloroprene rubber masterbatch mixing and become, among them, the quality of the butadiene rubber, nitrile rubber and chloroprene rubber (30-50) than for: (15-30): (30-60). Including the method, the invention also relates to a preparation of the rubber mixture: 1) raw material preparation of polybutadiene rubber / nitrile rubber masterbatch with butadiene rubber and nitrile rubber as raw material; 2) preparation of chloroprene rubber masterbatch with chloroprene rubber; 3) a piece of butadiene rubber / nitrile rubber masterbatch and chlorine butyl rubber Masterbatch blending, thin, prepared by sulfurizing the rubber mixture. The rubber mixture provided by the invention can meet the \index of highway bridge high damping rubber bearing\ the request, has excellent physical and mechanical properties and low temperature resistance, damping and has higher performance in a wide temperature range, especially suitable for seismic bearing.

【技术实现步骤摘要】
一种抗震支座用橡胶混合物及其制备方法
本专利技术涉及橡胶材料领域，进一步涉及一种抗震支座用橡胶混合物及其制备方法。
技术介绍
橡胶具有优异的机械性能，是一种理想的阻尼材料。利用橡胶特有的粘弹性，在震动过程中，在外力的作用下产生剧烈的内摩擦，将动能转化为热能，实现能量转换，从而达到减震的目的。橡胶支座是桥梁等建筑工程中的重要组成部件之一，其作用是将桥梁或其他建筑结构的上部载荷通过支座传递到墩台上，同时保证结构所要求的受力、位移和转动的需要。近年来，随着国家对基础设施建设力度的加大，桥梁等建筑工程得到了高速发展，各类新型结构型式和功能性桥梁及建筑不断涌现，对支座的技术性能、功能和造价等提出了更高的要求。橡胶支座因其橡胶本身的隔震功能，以及构造简单、造价低廉等优点，而被中小型跨径桥梁以及有抗震设计要求的桥梁所广泛采用，成为隔震支座的主要形式。现有技术中采用天然橡胶、天然橡胶/氯丁橡胶胶共混胶或溴化丁基橡胶为胶种，添加层片状填料或石油树脂制备高阻尼支座用材料。但是使用单一胶种或双组份合成的胶料只能在低温下形成一个或两个较窄的阻尼峰，在零摄氏度以上的阻尼值较低(例如天然橡胶的阻尼峰在-50℃左右，氯丁橡胶的阻尼峰在-40℃左右，丁腈橡胶的阻尼峰在-20℃-0℃左右)，在常用的使用温度范围内(-25-40℃)不能实现较好的阻尼性能。同时，胶料的种类越多，越难实现有效的共硫化，且多种胶料复合虽然能拓宽高阻尼性能的温域范围，但是复合后的胶料物理机械性能变差。另一方面，添加层状填料对阻尼性能的提高也十分有限，加入石油树脂不但会极大的降低橡胶混合物的耐低温性能，且对常温及高温下阻尼性能的提升也并不特别明显。
技术实现思路
为克服上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供了一种抗震支座用橡胶混合物及其制备方法，以特定比例和特定混炼工艺获得三元橡胶(顺丁橡胶、丁腈橡胶和氯丁橡胶)混合物，能够在保证优异的物理机械性能和抗低温性能的前提下，提高橡胶混合物的阻尼性能。本专利技术的一个实施方式在于提供一种抗震支座用橡胶混合物，由顺丁橡胶/丁腈橡胶母炼胶和氯丁橡胶母炼胶混炼而成，其中，所述顺丁橡胶、丁腈橡胶和氯丁橡胶的质量比为(30-50):(15-30):(30-60)。根据本专利技术，所述顺丁橡胶、丁腈橡胶和氯丁橡胶的质量比为三种橡胶的生胶质量比。根据本专利技术，所述顺丁橡胶/丁腈橡胶母炼胶为以顺丁橡胶和丁腈橡胶为基础胶料，添加一定的橡胶助剂，进行混炼制得的胶料；所述氯丁橡胶母炼胶为以氯丁橡胶为基础原料，添加一定的橡胶助剂，进行混炼制得的胶料。本申请的专利技术人经研究发现，通过顺丁橡胶可赋予所述橡胶混合物以较低的脆性温度，即较优异的耐低温性能，通过氯丁橡胶和丁腈橡胶可赋予所述橡胶混合物以宽温域的高阻尼性能，并且所述橡胶混合物由顺丁橡胶/丁腈橡胶母炼胶和氯丁橡胶母炼胶混炼而成，而不是直接以三种生胶作为基础胶料进行共硫化，保证了较好的硫化效果，从而避免了多种胶料复合对制得的橡胶制品的物理机械性能产生的不利影响。因此，本专利技术所述橡胶混合物能够得到在物理机械性能、耐低温性能和阻尼性能方面均表现优异的橡胶混合物，特别适用于抗震支座。在本专利技术的另一个优选的实施方式中，所述顺丁橡胶/丁腈橡胶母炼胶中含有阻尼剂，所述阻尼剂为受阻酚类抗氧剂和/或酚醛树脂，优选为受阻酚类抗氧剂。本申请的专利技术人经研究发现，通过在以顺丁橡胶和丁腈橡胶为基础胶料的顺丁橡胶/丁腈橡胶母炼胶中含有阻尼剂，能够使形成的橡胶混合物的阻尼峰向高温方向偏移，并使形成的阻尼峰变高变宽，从而使所述橡胶混合物不仅在0℃以下，而且在0℃以上也能发挥优异的阻尼性能。专利技术人推测，这是由于在顺丁橡胶/丁腈橡胶母炼胶中含有的阻尼剂的酚羟基与氯丁橡胶的氯原子孤对电子以及丁腈橡胶中的氰基发生了氢键耦合，但是本专利技术没有意图通过该理论进行限定。根据本专利技术，所述受阻酚类抗氧剂可具体的列举为受阻酚3，9-二﹛1，1-二甲基-2[β-(3-t-丁基-4-羟基-5-甲苯基)]丙酰氧基乙基﹜-2，4，8，10-四氧螺环(5，5)-十一烷(AO-80)、四[β-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(AO-60)、2，2’-亚甲基(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(AO-2246)等。根据本专利技术，所述酚醛树脂可具体的列举为叔丁基酚醛增粘树脂HY-204、酚醛补强树脂HY-206、对叔丁基苯酚甲醛树脂2402等。上述阻尼剂可以单独使用，也可以两种以上混合使用。在本专利技术的另一个优选的实施方式中，以顺丁橡胶/丁腈橡胶母炼胶中的顺丁橡胶和丁腈橡胶的总和为100质量份计，阻尼剂为20-50质量份。在本专利技术的另一个优选的实施方式中，所述顺丁橡胶/丁腈橡胶母炼胶中的顺丁橡胶为高顺式丁二烯橡胶，其中顺式1,4结构含量为95-98％。在本专利技术的另一个优选的实施方式中，所述丁腈橡胶中结合丙烯腈的含量为30-45％。在本专利技术的另一个优选的实施方式中，所述氯丁橡胶为硫调节型氯丁橡胶。本专利技术的另一个实施方式在于提供一种上述橡胶混合物的制备方法，包括：1)以顺丁橡胶和丁腈橡胶为原料制备顺丁橡胶/丁腈橡胶母炼胶；2)以氯丁橡胶为原料制备氯丁橡胶母炼胶；3)将顺丁橡胶/丁腈橡胶母炼胶和氯丁橡胶母炼胶进行共混、薄通后出片，经硫化处理制得所述橡胶混合物。本申请的专利技术人在实验过程中，考虑到基于不同的基础胶料所需硫化体系不同，对于多元橡胶体系而言，很难实现有效的共硫化，并且共硫化后得到的复合胶料的物理机械性能较差，无法满足抗震支座的性能要求。因此，本专利技术人通过先分别制备以顺丁橡胶和丁腈橡胶为基础胶料的顺丁橡胶/丁腈橡胶母炼胶和以氯丁橡胶为基础胶料的氯丁橡胶母炼胶，再对上述两种母炼胶进行混炼的方式，显著改善了本专利技术中作为三元橡胶体系的橡胶混合物的物理机械性能，并且所述橡胶混合物还具有优异的耐低温性能和阻尼性能，因此特别适用于抗震支座。在本专利技术的一个优选的实施方式中，步骤1)包括：向顺丁橡胶和丁腈橡胶中加入阻尼剂、第一硫化活性剂、硅烷偶联剂、第一防老剂和全部或部分第一补强剂进行第一次混炼，然后可选地加入剩余第一补强剂以及第一增塑剂进行第二次混炼，最后加入第一硫化剂和硫化促进剂进行第三次混炼，制备出顺丁橡胶/丁腈橡胶母炼胶。在本专利技术的一个更优选的实施方式中，以顺丁橡胶和丁腈橡胶的总和为100质量份计，所述阻尼剂为20-50质量份，第一硫化活性剂为2-7质量份，硅烷偶联剂为2-5质量份，第一防老剂为2-6质量份，第一补强剂为30-100质量份，第一增塑剂为0-25质量份，优选为5-25质量份，第一硫化剂为1-3质量份，硫化促进剂为2-5质量份。在本专利技术中，“任选地加入”表示可根据具体使用情况选择加入或者不加入。根据本专利技术，所述第一补强剂包括白炭黑和炭黑。优选地，在添加第一增塑剂的情况下，在第一次混炼时添加全部的白炭黑和部分炭黑，在第二次混炼时添加剩余炭黑，目的是使第一增塑剂能和第一次混炼加入的组分充分的混合；在不添加第一增塑剂的情况下，在第一次混炼时添加全部的白炭黑和炭黑，在第二次混炼时不添加任何助剂。其中，所述炭黑为细粒径补强炭黑，具体的可列举为超耐磨炭黑N110、中超耐磨炭黑N220、N234、高耐磨炭黑N330等。其中，所述白炭黑为沉淀法白炭黑或气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗震支座用橡胶混合物，由顺丁橡胶/丁腈橡胶母炼胶和氯丁橡胶母炼胶混炼而成，其中，所述顺丁橡胶、丁腈橡胶和氯丁橡胶的质量比为(30‑50):(15‑30):(30‑60)。

【技术特征摘要】
1.一种抗震支座用橡胶混合物，由顺丁橡胶/丁腈橡胶母炼胶和氯丁橡胶母炼胶混炼而成，其中，所述顺丁橡胶、丁腈橡胶和氯丁橡胶的质量比为(30-50):(15-30):(30-60)。2.根据权利要求1所述的橡胶混合物，其特征在于，顺丁橡胶/丁腈橡胶母炼胶中含有阻尼剂，所述阻尼剂为受阻酚类抗氧剂和/或酚醛树脂。3.根据权利要求2所述的橡胶混合物，其特征在于，以顺丁橡胶/丁腈橡胶母炼胶中的顺丁橡胶和丁腈橡胶的总和为100质量份计，所述阻尼剂为20-50质量份。4.根据权利要求1-3中任一项所述的橡胶混合物，其特征在于，所述顺丁橡胶为高顺式丁二烯橡胶，其中顺式1,4结构含量为95-98％。5.根据权利要求1-4中任一项所述的橡胶混合物，其特征在于，所述丁腈橡胶中结合丙烯腈的含量为30-45％。6.根据权利要求1-5中任一项所述的橡胶混合物，其特征在于，所述氯丁橡胶为硫调节型氯丁橡胶。7.一种权利要求1-6中任一项所述橡胶混合物的制备方法，包括：1)以顺丁橡胶和丁腈橡胶为原料制备顺丁橡胶/丁腈橡胶母炼胶；2)以氯丁橡胶为原料制备氯丁橡胶母炼胶；3)将顺丁橡胶/丁腈橡胶母炼胶和氯丁橡胶母炼胶进行共混、薄通后出片，经硫化处理制得所述橡胶混合物。8.根据权利要求7所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄自华，李远，陈平，陈彰斌，谭宇，贺湘伟，张保生，
申请(专利权)人：株洲时代新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43