[发明专利]一种改性天然橡胶桥梁支座材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁建筑工程领域，具体地说是一种改性天然橡胶桥梁支座材料及其制备方法。

背景技术

随着我国交通工业的迅猛发展，各种大跨度桥梁、高速铁路不断涌现，因而对桥梁支座的承载能力及其适应位移和转角能力的要求不断提高，开发和研究与之相适应的新型桥梁支座显得非常重要。桥梁支座主要作用于桥梁上部结构的反应传递给桥梁台，同时完成整体结构所需的水平位移、转角及变形，并起到一定减震作用。目前，行业内常用的制作桥梁支座的材料优选为橡胶，如氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、天然橡胶等。如CN103073753A公开了一种桥梁隔震橡胶支座专用高阻尼橡胶材料，其原料包括：羧化丁基橡胶、三元乙丙橡胶、环氧化天然橡胶、片状云母粉、纳米级石墨粉、有机改性蒙脱土、氧化锌、2-乙基乙酸锌、硫磺、过氧化苯甲酰、酚醛树脂、促进剂、防老剂、古马隆、磷酸三甲苯酯、癸二酸二异辛酯、硅烷偶联剂、硼酰化钴、马来酸单丁酯二丁基锡、硫代二丙酸二月桂酯、聚乙二醇。该材料具有阻尼高、与骨架的结合性好、防护效果好等优点，但是其所用材料的价格昂贵，而且其物理力学性能、耐候性及耐臭氧性老化性能均相对较差。因此，如何在保证良好物理力学性能的提前下，研发低成本、耐候性、耐臭氧老化以及减震高阻尼的桥梁支座材料是行业内厂家争相研究的课题。

发明内容

本发明的目的就是提供一种橡胶桥梁支座材料及其制备方法，以解决现有橡胶桥梁支座材料原料成本较高、物理力学性能较差、耐臭氧、耐天候老化以及减震高阻尼性能较差问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种改性天然橡胶桥梁支座材料，包括以下重量份比的组分：CPE橡胶 40-65份、天然橡胶45-55份、萜烯酚醛树脂1.5-4份、TM-80 0.3-0.6份、轻质氧化镁 4-6份、炭黑 28-32份、HFR-3000 25-35份、邻苯二甲酸二辛酯 3-6份、硬脂酸钡 2.5-3.5份、氧化锌3-4份、硬脂酸0.5-1.5份、石蜡 0.5-1.5份、受阻酚8-12份、过氧化二异丙苯 3-5份、硅烷偶联剂KH-570 1.5-5份、硫磺 0.5-1.5份。

本发明提供的材料中所述CPE橡胶优选为CPE-140B；所述天然橡胶优选为NR-烟片3#；所述受阻酚优选为受阻酚OA-60；所述炭黑为炭黑N550。

更优选地，本发明提供的橡胶桥梁支座材料，包括以下重量份比的组分：CPE-140B 50份、NR-烟片3# 50份、萜烯酚醛树脂1.5份、橡胶脱模剂TM-80 0.5份、轻质氧化镁 5份、炭黑N550 30份、HFR-3000 30份、邻苯二甲酸二辛酯 5份、硬脂酸钡 3份、氧化锌3份、硬脂酸1份、石蜡1份、受阻酚AO-60 10份、过氧化二异丙苯 3.5、硅烷偶联剂KH-570 1.5份、硫磺 0.9份。

本发明还提供了一种改性天然橡胶桥梁支座材料的制备方法，包括以下步骤：

（a）按照所述的比例配方称取各组分：CPE橡胶 40-65份、天然橡胶45-55份、萜烯酚醛树脂2-4份、TM-80 0.3-0.6份、轻质氧化镁 4-6份、炭黑 28-32份、HFR-3000 25-35份、邻苯二甲酸二辛酯 3-6份、硬脂酸钡 2.5-3.5份、氧化锌3-4份、硬脂酸0.5-1.5份、石蜡 0.5-1.5份、受阻酚8-12份、过氧化二异丙苯 3-5份、硅烷偶联剂KH-570 1.5-5份、硫磺 0.5-1.5份；

（b）将HFR-3000和硅烷偶联剂KH-570置于搅拌机内，加热至60-85℃下搅拌4-8min，排料后堆放1.5-2.5h，得改性HFR-3000；

（c）将CPE橡胶置于加热型开炼机上，在80-90℃下进行塑化，塑化完毕后依次加入改性HFR-3000、轻质氧化镁、硬脂酸钡、石蜡，混炼均匀，得CPE混炼母料；

（d）将天然橡胶置于加热加压式密炼机上，在80-100℃下进行塑炼四次，塑炼完毕后依次加入萜烯酚醛树脂、氧化锌、硬脂酸和TM-80，混炼均匀后，加入所述CPE混炼母料，在80-90℃下进行合炼，混炼均匀后加入受阻酚、炭黑和邻苯二甲酸二辛酯，在150-160℃下密炼5-7min，排料，自然降至室温；再置于60-80℃的开炼机上，依次加入过氧化二异丙苯和硫磺进行混炼，薄通打三角包，均匀后下片，即得橡胶桥梁支座材料。

本发明提供的制备方法中步骤（a）所述CPE橡胶优选为CPE-140B，所述天然橡胶优选为NR-烟片3#，所述受阻酚优选为受阻酚OA-60，所述炭黑为炭黑N550。