[发明专利]一种低蠕变高阻尼橡胶材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种低蠕变高阻尼橡胶材料及其制备方法和应用，属于橡胶材料技术领域。本发明利用硅氧烷偶联剂将石墨结合在橡胶大分子表面，形成润滑层，减少橡胶大分子之间相互摩擦产生的热量，延长橡胶大分子保持弹性变形的能力，提高橡胶制品的回弹性能，从而提高橡胶材料的蠕变性能。本发明的阻尼助剂使用聚酯长纤维与云母粉的混合物，聚酯长纤维具有刚性高、韧性高、抗蠕变性能好、耐疲劳性能优良等性能特点，聚酯长纤维穿插在片层云母间，赋予橡胶高阻尼特性的同时，使橡胶材料保持良好的回弹性和抗蠕变性能。实施例的结果表明，本发明橡胶材料制备的橡胶支座具有低蠕变高阻尼特性。

技术领域

本发明涉及橡胶材料技术领域，尤其涉及一种低蠕变高阻尼橡胶材料及其制备方法和应用。

背景技术

蠕变是指在一定温度和恒定外力作用下，材料形变随时间延长而逐渐增大的过程，是一种“力学松驰”现象。蠕变是橡胶减震件的重要性能，蠕变会影响高阻尼橡胶支座的尺寸稳定性和使用寿命，产品在使用过一段时间后会产生永久变形，导致产品尺寸发生变化。对桥梁及建筑支座而言，橡胶制品的蠕变量过大，会影响桥梁或是建筑物的运营安全性。

此外，橡胶支座要求橡胶基体材料具有良好的阻尼性能，为了使橡胶基体具备高阻尼特性，往往会添加阻尼材料，阻尼材料的添加会增加橡胶的损耗系数，进一步增加橡胶支座在长期使用过程中的蠕变。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低蠕变高阻尼橡胶材料及其制备方法和应用，本发明橡胶材料制备的橡胶支座具有低蠕变高阻尼特性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种低蠕变高阻尼橡胶材料，以重量份数计，包括以下制备原料：脱蛋白天然橡胶50～90份、氯丁橡胶10～50份、石墨2～10份、硅氧烷偶联剂0.5～5份、炭黑25～70份、阻尼助剂10～30份、活性剂4～8份、软化剂5～15份、硫化剂1～3份、促进剂1～3份和防老剂1～3份；

所述阻尼助剂为聚酯长纤维与云母粉的混合物。

优选的，所述聚酯长纤维与云母粉的质量比为3：1。

优选的，所述脱蛋白天然橡胶的氮含量≤0.3％、挥发含量≤0.5％、灰分含量≤0.2％，拉伸强度≥20MPa。

优选的，所述的石墨直径为0.5～5μm，厚度为0.8～1.2nm，层数为1～3层。

优选的，所述硅氧烷偶联剂为KH-550、KH-570、KH-560、A-151和A-171中的一种或多种。

优选的，所述炭黑为N110、N115、N220、N330和N774中的一种或多种。

本发明提供了上述方案所述低蠕变高阻尼橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：

将脱蛋白天然橡胶、氯丁橡胶、石墨和硅氧烷偶联剂进行第一混炼，得到母炼胶；

将所述母炼胶、活性剂、防老剂、炭黑、阻尼助剂和软化剂进行第二混炼，得到中间炼胶；

将所述中间炼胶、硫化剂和促进剂进行第三混炼，得到低蠕变高阻尼橡胶材料。

优选的，所述第一混炼的排胶温度为150～180℃；所述第二混炼的排胶温度为150～180℃；所述第三混炼的排胶温度为50～80℃。

本发明提供了上述方案所述低蠕变高阻尼橡胶材料或上述方案所述制备方法制备得到的低蠕变高阻尼橡胶材料在制备橡胶支座中的应用；

所述应用的方法包括以下步骤：

将所述低蠕变高阻尼橡胶材料与钢板叠层放置，进行硫化，得到橡胶支座。

优选的，所述硫化的温度为120～140℃，硫化的压力为6～15MPa，硫化的时间为4～24h。