[发明专利]一种新型复合纤维增强减震摩阻材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗震减震摩擦阻尼器的关键部件及其制造方法，尤其是一种新型复合纤维增强减震摩阻材料及其制备方法。

背景技术

地震是一种危及人民生命财产安全、破坏性、危害性极大的突发性自然灾害，地震中建筑物、构筑物的破坏和倒塌是造成灾害和损失的根本原因。地震不仅能够引起建筑物倒塌、交通和通讯中断，还可能产生火灾、海啸、泥石流、滑坡等重大次生危害，造成大量的人员伤亡和巨大的经济损失。如2004年12月26日在印尼苏门答腊岛附近的海域发生里氏7.9级强烈地震，并引发了海啸，造成20多万人失踪和死亡。我国青海省玉树县等地的地震，也造成大量人员和财产的损失。

随着各国经济的发展和科技、生活水平的不断提高，人们对于地震的防御意识也在不断的增强。传统的结构抗震设计方法已不能满足结构抵抗地震的要求。近年来，各国学者对结构减震、隔震技术及相关的理论和方法进行了大量的研究，取得了一些显著的成绩。结构减震控制技术作为能抵御地震作用的一种有效方法，得到了较快的发展和应用，已成为比较成熟的技术。特别是以增大结构阻尼为主的被动消能减震理论与技术已日趋成熟，并已能成功地应用于工程结构的抗震抗风控制中。

传统的结构抗震方法是通过增强工程结构本身的抗震性能(通过加大构件截面来提高结构的刚度、强度和稳定性)来抵御地震作用，这种方法虽然在一定程度上能起到抵抗地震的效果，但增加结构刚度意味着也增大了结构在地震动作用下的响应，同时也增加了工程结构本身的重量和建筑物的造价，并且由于人们还不能预先准确估计未来将发生的地震的强度和特性，故其设计参数很有可能不能满足工程结构设计安全性的要求，而使结构产生严重破坏和倒塌，造成重大的经济损失。合理有效的抗震方法就是在工程结构上安装耗能减震装置(阻尼器)，由减震装置和主体结构本身共同承受地震作用，共同耗散地震输入到工程结构中的能量，以缓解和减轻结构的地震反应。

摩擦阻尼器由于具有结构简单、耗能能力强、不受荷载频率影响等特点，近几年在建筑工程中得到了广泛的应用。摩擦阻尼器一般采用的是两个接触体相互形成接触表面，并在接触面上相对滑动，将机械能转化为热能。符合经典库仑特性摩擦理论的摩擦型阻尼器具有刚塑性的力学性能，极高的初始刚度，能保证结构在小震作用和风荷载作用下结构的变形限值。摩擦耗能结构在正常的使用荷载作用下，摩擦耗能支撑仅为结构提供足够的附加刚度，而摩擦耗能器并不产生滑移；在强震作用下摩擦耗能器就将产生滑移为结构提供附加阻尼，并利用摩擦做功来耗散能量。摩擦阻尼器可以为结构提供较大的附加阻尼和附加刚度，具有较好的库仑特性即良好的耗能能力，而且荷载大小、加载频率及加载循环次数对其耗能性能的影响较小。摩擦阻尼器还具有阻尼力大、性能稳定、构造简单、价格低廉及便于安装和维护等优点，在实际工程中得到了大量的推广使用。

这些不同类型的摩擦阻尼器都有一个共同的特点，就是在工程结构中都必须使用摩阻材料，这类摩阻材料是用高分子材料制成，具有很大的变形能力摩擦和阻尼力，在风力和地震力的作用下，楼房振动产生位移，摩擦阻尼器随之变形，同时产生反向的阻力将建筑“拉回来”，又减小了振动；这种方法既保证了工程结构的安全，又使人感到舒适。以前这类高档摩阻材料基本依赖进口，价格昂贵，而国内的产品无法满足摩擦阻尼器的性能要求。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种用于减震摩擦阻尼器的新型复合纤维增强减震摩阻材料，该摩阻材料应当具有阻尼力大的特点，并能满足耐高温、耐磨损、耐腐蚀以及环保、低噪音的要求。

本发明的另一个目的是提供一种新型复合纤维增强减震摩阻材料的制备方法，该方法应具有工艺简单、制作方便以及成本较低的特点。

本发明提供的技术方案是：新型复合纤维增强减震摩阻材料，该摩阻材料中包含的原料及重量份为：

聚砜改性酚醛树脂10～18份，经表面处理的POB纤维10～19份，经表面处理的碳纤维5～10份，经表面处理的碳化硅纤维10～16份，芳纶耐磨颗粒5～12份，沉淀硫酸钡10～22份，沥青粉1～6份，二硫化钼3～8份，氧化铝0.5～3份，硫化铜3～9份，粉末丁腈橡胶2～8份，硬脂酸锌0.5～1份，石油焦炭2～6份，人造石墨8～15份，多孔硅酸钙颗粒5～8，硫化锰4～12份，高温润滑稳定剂(全芳香聚酰亚胺)3～10份。