村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座及其制作方法

摘要

本发明公开了一种村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座及其制备方法。所述支座包括支座主体，所述支座主体包括橡胶片与木塑复合板，所述橡胶片与木塑复合板交替叠加，所述支座主体的两外层为橡胶片，所述支座主体包括5-10层木塑复合板。所述支座的制作方法，包括以下步骤：S1、各原料经初混/挤出/硫化后制得木塑复合板的制作；S2、将橡胶片与木塑复合板交替涂抹粘胶剂后叠加，常温加压粘结成型得支座主体。本发明以密度小的木塑复合板取代钢板，比相同规格的叠层钢板/橡胶隔震支座轻，尤其利于在交通不便的山区等村镇地区的长途运输和安装。

说明书

技术领域

本发明涉及隔震技术领域，具体是涉及一种木塑复合板/橡胶片叠层隔震支 座，该叠层隔震支座可作为村镇低层建筑的隔震结构；本发明还涉及这种叠层隔 震支座的制作方法。

背景技术

目前实际应用较为成熟的隔震支座是钢板/橡胶叠层隔震支座，它的制作工 艺是将未硫化橡胶片和施行过粘接处理的内插钢板层贴合，成型后，再将它放入 模具内高温定型硫化(赵瑞时.隔震用迭层橡胶座的硫化过程及其热分析[J].世 界橡胶工业，2003，2：36-41)。尽管钢板/橡胶叠层隔震支座性能优异，但其制 作工艺较复杂，成本较高，且重量较重，一般用于高层建筑隔震领域。我国村镇 1-5层低层建筑占比极大，钢板/橡胶叠层隔震支座难以推广应用；同时，国内村 镇建筑抗震设计标准普遍较低，一旦发生高烈度地震必将造成大量人员伤亡和财 产损失，因此亟需开发成本较低，且重量较轻、易于安装的新型隔震支座产品。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔 震支座。为了实现本发明的第一个目的，本发明采用了如下技术方案：

一种村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座，包括支座主体，所 述支座主体包括橡胶片与木塑复合板，所述橡胶片与木塑复合板交替叠加，所述 支座主体的两外层为橡胶片，所述支座主体包括5-10层木塑复合板。

优选的，所述木塑复合板的厚度为2-8mm，所述橡胶片的厚度为2-8mm。

优选的，所述支座主体的水平截面为矩形或圆形。

优选的，所述低层建筑为1-5层的建筑。

本发明的第二个目的是提供所述的村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层 隔震支座的制作方法。为了实现本发明的第二个目的，本发明采用了以下技术方 案：

一种村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作方法，包括以 下步骤：

S1、木塑复合板的制作：

S101、在高速混合机中，将聚烯烃50-70质量份、木粉25-45质量份、填料 5-15质量份在150-300r/min转速下分散1-2h，之后升温至100-110℃，再加入 相容剂2-5质量份、偶联剂0.5-1.8质量份，在200-400r/min转速下分散3-5min 后，转入冷混锅中冷却，待温度降到50℃时放料，得到初混料；

S102、将初混料置于温度为170-190℃、转速为40-70r/min的双螺杆挤出 机中混炼0.5-1h后挤出，得到混炼料；

S103、采用平板硫化机，将混炼料在180-195℃、15-20MPa下热压成型5-10 h，制备得到木塑复合板；

S2、支座主体的制作：

将橡胶片与上述步骤S1制备的木塑复合板交替涂抹粘胶剂后叠加，再经常 温加压粘结成型。

优选的，所述木粉在90-95℃下真空干燥12h后使用。

优选的，所述木粉粒径为40-100目。

优选的，所述聚烯烃为高密度聚乙烯、等规聚丙烯或聚1-丁烯中的一种。其 中，高密度聚乙烯的密度(ASTM D-792)为0.940-0.965g/cm³，熔体流动速率 (ASTM D-1238)为5.0-8.0g/10min；等规聚丙烯的密度(ISO 1183)为0.900-0.910 g/cm³，熔体流动速率(230℃，2.16kg；ISO 1133)为19-21g/10min；聚1-丁烯的 密度(ISO 1183)为0.890-0.915g/cm³，熔体流动速率(230℃，2.16kg；ISO 1133) 为0.5-1.5g/10min。

优选的，所述的填料为滑石粉、轻质碳酸钙或针状硅灰石中的一种，填料的 粒径为10-40μm。

优选的，所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯或马来酸酐接枝聚乙烯中的一 种。

优选的，所述的偶联剂为美国联碳公司A-171或A-151硅烷偶联剂。

优选的，步骤S2中的成型压力为2-5MPa，加压时间为24-36h。

优选的，所述步骤S2中的常温为20-35℃。

优选的，所述步骤S2中的粘胶剂为Henkel公司Loctite 3038或Loctite H4800 中的一种。

上述步骤S2中的橡胶片为市售产品，其水平截面的形状和尺寸与木塑复合 板相同，其厚度为2-8mm，其性能达到建筑隔震橡胶支座用橡胶材料的国标(GB 20688.3-2006)所规定的要求。

本发明以木塑复合板取代钢板，采用粘胶剂，将木塑复合板与橡胶片交替叠 加，经常温加压粘结成型，制备得到一种适用于村镇1-5层低层建筑隔震的新型 木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座。本发明所述的木塑复合板/橡胶片叠层隔震支 座科技含量高，具创新性，在村镇低层建筑隔震领域具有良好的应用前景。

与现有的叠层钢板/橡胶隔震支座相比较，本发明以木塑复合板取代钢板， 将具有以下显著优势：

(1)制作工艺更简便，质量更可控。现有的叠层钢板/橡胶隔震支座需在高 温条件下经较长时间硫化成型，当橡胶内部欠硫橡胶和内插钢板之间粘接不良、 当制品的水平弹性常数与设计目标值相差过大时，固有震动频率发生变化，就会 起不到预期的隔震效果，所以迭层橡胶硫化条件设定确实存在着相当的难度(赵 瑞时.隔震用迭层橡胶座的硫化过程及其热分析[J].世界橡胶工业，2003，2： 36-41)。由于本发明直接采用已硫化成型、性能稳定的橡胶，可以避免叠层橡胶 硫化中橡胶内部欠硫橡胶或内插钢板之间粘接不良等问题；而且，本发明提供的 叠层支座的制作不需要高温硫化定型，只需常温加压粘结即可成型，因此，其制 作工艺更简便，质量更可控。

(2)成本较低。本发明中木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作不需要高 温硫化定型环节，其制作工艺更简便。基于材料和加工成本核算，木塑复合板/ 橡胶片叠层支座的成本低于相同规格的叠层钢板/橡胶隔震支座，非常适合在村 镇地区广泛推广应用。

(3)重量较轻，运输和安装便利。木塑复合板的密度比钢板的密度小，因 此，木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座比相同规格的叠层钢板/橡胶隔震支座轻， 尤其利于在交通不便的山区等村镇地区的长途运输和安装。

附图说明

图1为本发明村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座的结构示意 图。附图标记说明如下：

1：支座主体，2：木塑复合板，3橡胶片。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合附图对本发明作进一步说明。其中本发明 中使用的聚烯烃、木粉、填料、相容剂和偶联剂均为市售产品。

实施例1

如图1所示，本发明村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座包括 支座主体1，所述支座主体包括橡胶片3与木塑复合板2，所述橡胶片3与木塑 复合板2交替叠加，所述支座主体1的两外层为橡胶片3，所述支座主体1包括 5-10层木塑复合板2。优选的，所述低层建筑为1-5层的建筑。优选的，所述木 塑复合板2的厚度为2-8mm，所述橡胶片3的厚度为2-8mm。进一步优选的， 所述支座主体1的水平截面为矩形或圆形。

实施例2

本发明村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作法，包括以 下步骤：

S1、木塑复合板的制作：

将粒径为40目的木粉置于高速混合机中，在90℃下真空干燥12h，待用；

S101、将等规聚丙烯65质量份、木粉25质量份和粒径为40μm的针状硅 灰石5质量份装入高速混合机中，在200r/min转速下分散1h后，升温至105℃， 再加入马来酸酐接枝聚丙烯2质量份和A-171硅烷偶联剂0.5质量份，在300r/min 转速下分散3min后，放入冷混锅中冷却，待温度降到50℃时放料，得到初混料；

S102、将初混料置于温度为180℃、转速为50r/min的双螺杆挤出机中混炼 0.5h后挤出，得到混炼料；

S103、采用平板硫化机，将混炼料在185℃、18MPa下热压成型7h，制备 得到木塑复合板；

上述步骤S101中的等规聚丙烯的密度(ISO 1183)为0.910g/cm³，熔体流动 速率(230℃，2.16kg；ISO 1133)为19g/10min。

上述步骤S1制作的木塑复合板的厚度为4mm，其水平截面为直径为200 mm的圆形，其弯曲强度为83MPa，拉伸强度为65MPa；

S2、支座主体的制作：

选取市售橡胶片，其水平截面为直径为200mm的圆形，其厚度为4mm， 其性能达到GB 20688.3-2006所规定的要求。采用Henkel公司Loctite H4800胶， 将上述步骤S1的木塑复合板与橡胶片交替涂胶叠加后，再在25℃和2MPa的条 件下加压时间28h即粘结成型。所述支座主体1中木塑复合板层数为8，橡胶片 层数为9。

实施例3

本实施例中村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作法，包 括以下步骤：

S1、木塑复合板的制作：

将粒径为80目的木粉置于高速混合机中，在95℃下真空干燥12h，待用；

S101、将聚1-丁烯60质量份、木粉30质量份和粒径为20μm的滑石粉15 质量份装入高速混合机中，在260r/min转速下分散2h，之后升温至110℃，再 加入马来酸酐接枝聚丙烯4质量份和A-151硅烷偶联剂0.9质量份，在350r/min 转速下分散5min后，放入冷混锅中冷却，待温度降到50℃时放料，得到初混料；

S102、将初混料置于温度为190℃、转速为60r/min的双螺杆挤出机中混炼 1h后挤出，得到混炼料；

S103、采用平板硫化机，将混炼料在195℃、20MPa下热压成型8h，制备 得到木塑复合板；

上述步骤S101中的聚1-丁烯的密度(ISO 1183)为0.915g/cm³，熔体流动速 率(230℃，2.16kg；ISO 1133)为0.5g/10min。

上述步骤S1制作的木塑复合板的厚度为6mm，其水平截面为200mm× 100mm的矩形，其弯曲强度为92MPa，拉伸强度为70MPa；

S2、支座主体的制作：

选取市售橡胶片，其水平截面为200mm×100mm的矩形，其厚度为6mm， 其性能达到GB 20688.3-2006所规定的要求。采用Henkel公司Loctite H3038胶， 将上述步骤S1的木塑复合板与橡胶片交替涂胶叠加后，再在35℃和4MPa的条 件下加压时间32h即粘结成型。该支座主体中木塑复合板层数为7，橡胶片层数 为8。

实施例4

本实施例中村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作法，包 括以下步骤：

S1、木塑复合板的制作：

将粒径为60目的木粉置于高速混合机中，在95℃下真空干燥12h，待用；

S101、将高密度聚乙烯50质量份、木粉40质量份和粒径为10μm的轻质 碳酸钙10质量份装入高速混合机中，在150r/min转速下分散1.5h后，升温至 100℃，再加入马来酸酐接枝聚乙烯3质量份和A-171硅烷偶联剂1.5质量份， 在200r/min转速下分散4min后，放入冷混锅中冷却，待温度降到50℃时放料， 得到初混料；

S102、将初混料置于温度为170℃、转速为40r/min的双螺杆挤出机中混炼 0.5h后挤出，得到混炼料；

S103、采用平板硫化机，将混炼料在180℃、15MPa下热压成型5h，制备 得到木塑复合板；

上述步骤S101中的高密度聚乙烯的密度(ASTM D-792)为0.965g/cm³，熔体 流动速率(ASTM D-1238)为5.0g/10min。

上述步骤S1制作的木塑复合板的厚度为2mm，其水平截面为直径为100mm 的圆形，其弯曲强度为76MPa，拉伸强度为51MPa；

S2、支座主体的制作：

选取市售橡胶片，其水平截面为直径为100mm的圆形，其厚度为2mm， 其性能达到GB 20688.3-2006所规定的要求；采用Henkel公司Loctite H4800胶， 将上述步骤S1的木塑复合板与橡胶片交替涂胶后叠加后，再在20℃和3MPa的 条件下加压时间36h即粘结成型。该支座主体中木塑复合板层数为9，橡胶片层 数为10。

实施例5

本实施例中村镇低层建筑用木塑复合板/橡胶片叠层隔震支座的制作法，包 括以下步骤：

S1、木塑复合板的制作：

将粒径为100目的木粉置于高速混合机中，在92℃下真空干燥12h，待用。

S101、将等规聚丙烯70份、木粉45份和粒径为40μm的轻质碳酸钙15份 装入高速混合机中，在300r/min转速下分散2h后，升温至110℃，再加入马来 酸酐接枝聚乙烯2.5份和A-151硅烷偶联剂1.8份，在400r/min转速下分散4.5 min后，放入冷混锅中冷却，待温度降到50℃时放料，得到初混料；

S102、将初混料置于温度为185℃、转速为70r/min的双螺杆挤出机中混炼 1h后挤出，得到混炼料；

S103、采用平板硫化机，将混炼料在190℃、16MPa下热压成型10h，制备 得到木塑复合板；

上述步骤S101中的等规聚丙烯的密度(ISO 1183)为0.900g/cm³，熔体流动 速率(230℃，2.16kg；ISO 1133)为21g/10min。

上述步骤S1制作的木塑复合板的厚度为8mm，其水平截面形状为150mm ×150mm的正方形，其弯曲强度为106MPa，拉伸强度为84MPa；

S2、支座主体的制作：

选取市售橡胶片，其水平截面形状为150mm×150mm的正方形，其厚度为 8mm，其性能达到GB 20688.3-2006所规定的要求；采用Henkel公司Loctite H3038胶，将上述步骤1的木塑复合板与橡胶片交替涂胶后叠加后，再在30℃ 和5MPa的条件下加压时间30h即粘结成型。该支座主体中木塑复合板层数为 6，橡胶片层数为7。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进， 这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求 为准。