一种橡胶材料及其制备方法、一种减隔震橡胶支座结构技术

本发明专利技术属于减隔震支座技术领域，具体涉及一种橡胶材料及其制备方法、一种减隔震橡胶支座结构。本发明专利技术提供的橡胶材料，包括天然橡胶，聚异丁烯，高阻尼热塑弹性体，活化剂，防老剂，酚醛树脂，超耐磨炉黑，硅酸钙，硫化剂，促进剂；所述聚异丁烯的粘均分子量≥100万；所述高阻尼热塑弹性体为具有聚苯乙烯封端和乙烯支化聚二烯烃中间段的三嵌段聚合物。本发明专利技术提供的橡胶材料在较宽的温度范围内具有阻尼比高，耗能大的优点。由本发明专利技术提供的橡胶材料得到的减隔震橡胶支座结构在支座服役过程中具有高耗能的减隔震作用，在发生强烈地震时具有高阻尼耗能的效果，降低落梁的风险。降低落梁的风险。降低落梁的风险。

【技术实现步骤摘要】
一种橡胶材料及其制备方法、一种减隔震橡胶支座结构


[0001]本专利技术属于减隔震支座
，具体涉及一种橡胶材料及其制备方法、一种减隔震橡胶支座结构。

技术介绍

[0002]桥梁的减隔震支座是连接桥梁上下结构的重要构件，是桥梁承重不可缺少的构件。
[0003]目前常用的橡胶减隔震支座主要有高阻尼橡胶支座、铅芯橡胶支座和水平力分散型橡胶支座，主要依靠橡胶材料发生剪切变形来提供水平位移起到减隔震效果，一般设计位移变形量为橡胶层厚度的300%~350%。但是，目前市售的橡胶材料存在阻尼比低，耗能小的缺点，在服役过程中，长期处于较大变形状态下，会逐渐出现开裂破坏，并且一旦遇到强震情况，橡胶支座产生较大位移形变，有落梁的风险。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种橡胶材料及其制备方法、一种减隔震橡胶支座结构，本专利技术提供的橡胶材料在较宽的温度范围内具有阻尼比高，耗能大的优点。由本专利技术提供的橡胶材料得到的减隔震橡胶支座结构在支座服役过程中具有高耗能的减隔震作用，在发生强烈地震时具有高阻尼耗能的效果，降低落梁的风险。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种橡胶材料，包括以下质量份数的组分：
[0007]天然橡胶50~70份，聚异丁烯30~50份，高阻尼热塑弹性体20~40份，活化剂6~12份，防老剂3~5份，酚醛树脂5~10份，超耐磨炉黑50~70份，硅酸钙15~30份，硫化剂1.2~1.8份，促进剂1~2份；所述聚异丁烯的粘均分子量≥100万；所述高阻尼热塑弹性体为具有聚苯乙烯封端和乙烯支化聚二烯烃中间段的三嵌段聚合物。
[0008]优选的，所述聚异丁烯的粘均分子量为100~850万。
[0009]优选的，所述活化剂包括氧化锌和硬脂酸；所述氧化锌和硬脂酸的质量比为(4~7):(2~5)。
[0010]优选的，所述防老剂包括N
‑
(4
‑
苯胺基苯基)马来酰亚胺和防老剂RD；所述N
‑
(4
‑
苯胺基苯基)马来酰亚胺和防老剂RD的质量比为(1~2):1。
[0011]优选的，所述硫化剂包括硫磺和4,4
′‑
二硫代二吗啉；所述硫磺和4,4
′‑
二硫代二吗啉的质量比为(1~2):1。
[0012]优选的，所述促进剂包括二硫化二苯并噻唑和N
‑
环己基
‑2‑
苯并噻唑次磺酰胺；所述二硫化二苯并噻唑和N
‑
环己基
‑2‑
苯并噻唑次磺酰胺的质量比为1:(1.5~2)。
[0013]本专利技术提供了上述技术方案所述的橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
[0014]将聚异丁烯、硅酸钙、天然橡胶和高阻尼热塑弹性体第一混炼，得到第一混炼料；
[0015]将所述第一混炼料、活化剂、防老剂、酚醛树脂和超耐磨炉黑第二混炼后薄通，得
到第二混炼料；
[0016]将所述第二混炼料、硫化剂和促进剂第三混炼，得到所述橡胶材料。
[0017]本专利技术提供了一种减隔震橡胶支座结构，包括支座主体2；所述支座主体2包括平行设置的上封层钢板2
‑
1和下封层钢板2
‑
4；所述上封层钢板2
‑
1和下封层钢板2
‑
4之间填充有橡胶材料2
‑
2和分散排布于所述橡胶材料2
‑
2中且平行于所述上封层钢板2
‑
1和下封层钢板2
‑
4的若干加劲钢板2
‑
3；所述橡胶材料2
‑
2为上述技术方案所述的橡胶材料或上述技术方案所述的制备方法制备得到的橡胶材料。
[0018]优选的，还包括与所述上封层钢板2
‑
1固定连接的上连接钢板1，所述上连接钢板1的面积＞上封层钢板2
‑
1的面积；以及与所述下封层钢板2
‑
4固定连接的下连接钢板4，所述下连接钢板4的面积＞下封层钢板2
‑
4的面积；所述下封层钢板2
‑
4的下表面和所述下连接钢板4的上表面分别设置相同形状和相同尺寸的第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽和第二凹槽的形状为圆环形或椭圆环形；所述第一凹槽和第二凹槽所构成的空间内设置有阻尼钢环3，所述阻尼钢环3的高度为所述第一凹槽和第二凹槽的总深度。
[0019]优选的，所述下连接钢板4和所述下封层钢板2
‑
4的形状为矩形，所述下连接钢板4的上表面围绕所述下封层钢板2
‑
4的四条边设置有相互对应的2条第一挡板6和相互对应的2条第二挡板7；2条第一挡板6沿着所述下封层钢板2
‑
4在所述下连接钢板4上表面相对滑动的方向设置；2条第一挡板6的横截面形状为倒置的L形，2条第一挡板6的开口方向朝向下封层钢板2
‑
4，且2条第一挡板6的横边伸入所述下封层钢板2
‑
4的上表面以内，将所述下封层钢板2
‑
4下压于所述下连接钢板4上表面上。
[0020]本专利技术提供了一种橡胶材料，包括以下质量份数的组分：天然橡胶50~70份，聚异丁烯30~50份，高阻尼热塑弹性体20~40份，活化剂6~12份，防老剂3~5份，酚醛树脂5~10份，超耐磨炉黑50~70份，硅酸钙15~30份，硫化剂1.2~1.8份，促进剂1~2份；所述聚异丁烯的粘均分子量≥100万；所述高阻尼热塑弹性体为具有聚苯乙烯封端和乙烯支化聚二烯烃中间段的三嵌段聚合物。第一方面：本专利技术中选用的高阻尼热塑弹性体（聚苯乙烯封端和乙烯支化聚二烯烃中间段的三嵌段聚合物）的损耗正切峰值接近室温，展现出极高的减震性能，同时与天然橡胶和聚异丁烯具有良好的相容性，本专利技术将超高分子量聚异丁烯（粘均分子量≥100万）和天然橡胶、高阻尼热塑弹性体配伍，不仅相容性好，且能够有效拓宽橡胶复合材料的阻尼温域，使其在较宽的温度范围内（25~70℃）具有高阻尼性能；第二方面：本专利技术中采用的酚醛树脂可显著提高橡胶的粘性，增强橡胶材料的阻尼特性，进一步提高其减震功效；第三方面：本专利技术合理选择橡胶填料的种类和数量，进一步提高橡胶的阻尼比和力学性能，具体为：本专利技术选择的超耐磨炉黑具有细小的粒径，表面结构度高，与橡胶的接触面积大，物理结合点多，其表面形成大量的结合胶，在橡胶材料发生剪切变形时生热大，耗能显著；硅酸钙由氧化钙和二氧化硅在高温下煅烧熔融而成，硅酸钙表面存在大量微孔，橡胶大分子链进入微孔中后在橡胶材料发生剪切运动中可以起到迟滞橡胶分子链运动的作用，起到耗能作用。由此，本专利技术提供的橡胶材料在较宽的温度范围内（25~70℃）具有阻尼比高，耗能大的优点。
[0021]本专利技术提供了一种减隔震橡胶支座结构，包括支座主体2；所述支座主体2包括平行设置的上封层钢板2
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种橡胶材料，其特征在于，包括以下质量份数的组分：天然橡胶50~70份，聚异丁烯30~50份，高阻尼热塑弹性体20~40份，活化剂6~12份，防老剂3~5份，酚醛树脂5~10份，超耐磨炉黑50~70份，硅酸钙15~30份，硫化剂1.2~1.8份，促进剂1~2份；所述聚异丁烯的粘均分子量≥100万；所述高阻尼热塑弹性体为具有聚苯乙烯封端和乙烯支化聚二烯烃中间段的三嵌段聚合物。2.根据权利要求1所述的橡胶材料，其特征在于，所述聚异丁烯的粘均分子量为100~850万。3.根据权利要求1所述的橡胶材料，其特征在于，所述活化剂包括氧化锌和硬脂酸；所述氧化锌和硬脂酸的质量比为(4~7):(2~5)。4.根据权利要求1所述的橡胶材料，其特征在于，所述防老剂包括N
‑
(4
‑
苯胺基苯基)马来酰亚胺和防老剂RD；所述N
‑
(4
‑
苯胺基苯基)马来酰亚胺和防老剂RD的质量比为(1~2):1。5.根据权利要求1所述的橡胶材料，其特征在于，所述硫化剂包括硫磺和4,4
′‑
二硫代二吗啉；所述硫磺和4,4
′‑
二硫代二吗啉的质量比为(1~2):1。6.根据权利要求1所述的橡胶材料，其特征在于，所述促进剂包括二硫化二苯并噻唑和N
‑
环己基
‑2‑
苯并噻唑次磺酰胺；所述二硫化二苯并噻唑和N
‑
环己基
‑2‑
苯并噻唑次磺酰胺的质量比为1:(1.5~2)。7.权利要求1~6任一项所述的橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚异丁烯、硅酸钙、天然橡胶和高阻尼热塑弹性体第一混炼，得到第一混炼料；将所述第一混炼料、活化剂、防老剂、酚醛树脂和超耐磨炉黑第二混炼后薄通，得到第二混炼料；将所述第二混炼料、硫化剂和促进剂第三混炼，得到所述橡胶材料。8.一种减隔震橡胶支座结构，其特征在于，包括支座主体（2）；所述支座主体（2）包括平行设置的上封层钢板（2
‑
1）和下封层钢板（2
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4）；所述上封层钢板（2
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪富，李朋，贾雷雷，吴刚，郑永春，李春明，李英娣，赵荣，赵晓燕，贾峰伟，寇慧鑫，李莫凡，李明，
申请(专利权)人：中裕铁信交通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：