一种高阻尼结构件组合物、加工方法及包含该结构件的隔震橡胶支座

摘要

一种高阻尼结构件组合物、加工方法及包含该结构件的隔震橡胶支座。涉及一种新型高阻尼结构件材料、加工方法以及包含有该结构件的隔震橡胶支座。在确保高阻尼的同时，重量轻、强度高、耐老化、易加工。包含以下组份（重量份）：热塑性聚氨酯100份、玻璃纤维20~50份、阻尼剂30~100份和硬脂酸1~2份。加工方法：1）活化处理；2）炼塑；3）投料；4）成型。本发明采用热塑性聚氨酯为主体；以玻璃纤维为补强剂；以片状云母粉、石墨粉、二氧化硅粉为阻尼剂。加入无机高阻尼填料后，在材料中构成刚性的空间结构，使制得品的弹性进一步降低，同时具有更好的高阻尼性能和易加工性能。本发明可替代传统铅芯隔震橡胶支座中的铅芯。

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型高阻尼结构件材料、加工方法以及包含有该结构件的隔震橡胶支座。

背景技术

为了使隔震橡胶支座具有符合抗震要求的水平特性，日本国早先提出过一种铅芯橡胶支座的设计理念，并提供了相应的产品。它将铅芯压入后，与橡胶支座融为一体追随横向剪切变形，该种支座是由橡胶支座安定的复原装置和铅的能量吸收装置所构成的阻尼机构一体型的隔震装置。《隔震结构设计》（日本建筑学会著、地震出版社）对该产品进行了较详细的说明。铅是一种软的重金属，是一种有延伸性的弱金属，具有较好的阻尼性能，但铅重量大、价格高、有毒性、有污染，不符合社会的发展需求。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种在确保高阻尼的同时，重量轻、强度高、耐老化、易加工的高阻尼结构件组合物、加工方法及包含该结构件的隔震橡胶支座。

本发明的高阻尼结构件组合物，包含以下组份（重量份）：热塑性聚氨酯100份、玻璃纤维20~50份、阻尼剂30~100份和硬脂酸1~2份。

所述阻尼剂包括片状云母粉、石墨粉、二氧化硅粉中一种或多种的复配物。

本发明高阻尼结构件组合物的加工方法，按以下步骤加工：

1）、活化处理；采用硅烷偶联剂对玻璃纤维进行表面活化处理，得活化玻璃纤维，待用；

2）、炼塑；将热塑性聚氨酯投入175~185℃的塑炼设备中塑炼4~5分钟；

3）、投料；将前述活化玻璃纤维和硬脂酸投入前步骤的热塑性聚氨酯中，混炼5~7分钟；然后加入所述阻尼剂再混炼8~10分钟；

4）、成型；将上步骤物料通过挤出成型机加工为型材；冷却后，分切制得结构件。

包含本发明高阻尼结构件组合物的隔震橡胶支座，所述隔震橡胶支座具有中心孔，所述高阻尼结构件分切成为与所述中心孔适配的形状后，将所述分切后的高阻尼结构件嵌入所述中心孔中。

本发明采用热塑性聚氨酯为主体；以玻璃纤维为补强剂；以片状云母粉、石墨粉、二氧化硅粉为阻尼剂；并辅以硬脂酸为加工助剂，经过特别加工制作而成。热塑性聚氨酯是由柔性软段和刚性硬段组成，含有大量的氢键，由于硬段和软段的热力学不相容导致了微相分离，聚氨酯的这种结构特点赋予了它优异的性能，因此具有较高的阻尼损耗因子，是一种比较好的阻尼材料。加入经活化处理的玻璃纤维后，玻璃纤维与主体结合得更加牢固，进而可以将热塑性聚氨酯的弹性与玻璃纤维的高刚性有机地结合起来，显著提高刚性模量，进而使得制成品具有高强度、易加工等特性。加入片状云母粉，石墨粉、二氧化硅粉等无机高阻尼填料后，在材料中构成刚性的空间结构，使制得品的弹性进一步降低，同时具有更好的高阻尼性能和易加工性能。本发明可替代传统铅芯隔震橡胶支座中的铅芯。

具体实施方式

本发明的高阻尼结构件组合物，包含以下组份（重量份）：热塑性聚氨酯100份、玻璃纤维20~50份、阻尼剂30~100份和硬脂酸1~2份。

所述阻尼剂包括片状云母粉、石墨粉、二氧化硅粉中一种或多种的复配物。

本发明高阻尼结构件组合物的加工方法，按以下步骤加工：

1）、活化处理；采用硅烷偶联剂对玻璃纤维进行表面活化处理，得活化玻璃纤维，待用；

2）、炼塑；将热塑性聚氨酯投入175~185℃的塑炼设备中塑炼4~5分钟；

3）、投料；将前述活化玻璃纤维和硬脂酸投入前步骤的热塑性聚氨酯中，混炼5~7分钟；然后加入所述阻尼剂再混炼8~10分钟；

4）、成型；将上步骤物料通过挤出成型机加工为型材；冷却后，分切制得结构件。

包含本发明高阻尼结构件组合物的隔震橡胶支座，所述隔震橡胶支座具有中心孔，所述高阻尼结构件分切成为与所述中心孔适配的形状后，将所述分切后的高阻尼结构件嵌入所述中心孔中。

以下以制备隔震橡胶支座圆柱形阻尼芯为例具体说明本发明的技术方案：

实施例一

取：（主料）热塑性聚氨酯 100公斤，

（补强剂）玻璃纤维20公斤，

（阻尼剂）片状云母粉10公斤、石墨粉15公斤、二氧化硅粉15公斤，

（加工助剂）硬脂酸1公斤，

采用双辊炼塑机，辊温185℃。先采用硅烷偶联剂对玻璃纤维进行表面活化处理，得活化玻璃纤维；再将热塑性聚氨酯塑炼4分钟，然后加入玻璃纤维及硬脂酸定向混炼（即热塑性聚氨酯始终保持同一走向，以尽量使“纤维”方向一致、有序）7分钟；再加入片状云母粉，石墨粉、二氧化硅粉混炼10分钟，将混炼均匀的试料放入注射成型机注入事先准备好的模具中冷却成截面圆形的型材；再通过分切成与隔震橡胶支座中心孔适配的结构件。

实施例二

取：（主料）热塑性聚氨酯 100公斤，

（补强剂）玻璃纤维40公斤，

（阻尼剂）片状云母粉20公斤、石墨粉25公斤、二氧化硅粉25公斤，

（加工助剂）硬脂酸1.5公斤，

采用双辊炼塑机，辊温180℃。先采用硅烷偶联剂对玻璃纤维进行表面活化处理，得活化玻璃纤维；再将热塑性聚氨酯塑炼5分钟，然后加入玻璃纤维及硬脂酸定向混炼（即热塑性聚氨酯始终保持同一走向，以尽量使“纤维”方向一致、有序）5分钟；再加入片状云母粉，石墨粉、二氧化硅粉混炼8分钟，将混炼均匀的试料放入双螺杆挤塑机注入事先准备好的模具中冷却成截面圆形的型材；再通过分切成与隔震橡胶支座中心孔适配的结构件。

实施例三

取：（主料）热塑性聚氨酯 100公斤，

（补强剂）玻璃纤维20公斤，

（阻尼剂）片状云母粉10公斤、石墨粉15公斤、二氧化硅粉15公斤，

（加工助剂）硬脂酸1公斤，

采用双辊炼塑机，辊温175℃。先采用硅烷偶联剂对玻璃纤维进行表面活化处理，得活化玻璃纤维；再将热塑性聚氨酯塑炼4分钟，然后加入玻璃纤维及硬脂酸定向混炼（即热塑性聚氨酯始终保持同一走向，以尽量使“纤维”方向一致、有序）6分钟；再加入片状云母粉，石墨粉、二氧化硅粉混炼9分钟，将混炼均匀的试料放入注射成型机注入事先准备好的模具中冷却成截面圆形的型材；再通过分切成与隔震橡胶支座中心孔适配的结构件。

此外，本发明的组合物还可以适用于其它阻尼场合，如高阻尼板材、高阻尼管材等。本发明的高阻尼材料应用于隔震橡胶支座中的阻尼芯，能替代现有技术中的铅芯。