建筑隔震橡胶支座硫化工艺研究

第 ９期
朱 闰平 等 ． 筑 隔 震 橡 胶 支 座 硫 化 工 艺 研 究 建
＼
赠
１ 底 起 ３层 最 中 ｌ ； 底 起 １ 一 可 ２ ３层 半 中 Ｉ ； － 底 起 ２ 目 ３ ２层
最 边 缘 ；一 模 具 （ ４ 中部 ） 。硫 化 条 件 为 ８ Ｏ℃ ×２ｈ ＋
从 图 ２可 以看 出 ： 料 初 始 温 度 为 ２ ℃左 胶 ０ 右 ， 近 平板胶 料 升温速 率最 快 ， 靠 中心部 位 胶料 升
层 最 里 。 硫 化 工 艺 为经 过 １ ０℃ ×４ｈ － ４ ２ ｑ １ ５℃ ×２ｈ后
从 模 具 中 取 出产 品 自然 冷 却 １ 。 ０ｈ
１ ３ 试 验 设 备 和 仪 器 ．
Ｋ４型密炼 机 ， 国法 雷尔 公司 产 品 ； Ｓ Ｋ一 英 Ｘ（ ）
本 试验 产 品为 Ｌ ＮＲ６ ０建 筑 隔 震橡 胶 支座 ， ０ 结构 如 图 １所示 。该 产品 为橡胶 厚制 品 ， ３ 由 １层
４ ０型 开炼机 ， ５ 无锡 三 江机 械有 限公 司 产 品 ； ＹＭ—
１ ℃ ・ｈ ； ０ ～
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（） ３ 脱模 后 胶料 内部 １ ０℃ 以上 的余 热可 继 ０
续 硫 化约 ４ｈ 。 在硫化 温度 和 配 方确 定 的情 况 下 ， 据 以上 根
３条规律 ， 合 胶 片／ 板 装 模 温 度 ， 结 铁 可计 算 出产
品 的实 际硫化 时 间。此外 ， 设计 其他 配方 相 同、 尺
度 、 平等效 刚 度 、 切刚度 、 水 剪 蠕变 性能 、 限剪切 极 性能 和老化 性 能 等 ， 中 ４ ０ 极 限剪 切 性 能 是 其 ０ 判定 产 品质量 的关键 。Ｌ ６ ０建筑 隔震 橡 胶支 ＮＲ ０
座 的水平极 限试 验 曲线如 图 ４所 示 。
度仍 保持 在 １ ０℃ ， 明可利用 胶料 内部余 热 （ ０ 说 后
硫化 胶
产 品部 位 ）
通过测定 中心胶料达到 １ ０℃ 的升温 时间确定 。 １
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邵尔 Ａ型硬度／ 度
１０ 定 伸 应 力 ／ ０
Ｍ Ｐ８
（ ） 照设 计 硫 化 工艺 生 产 的 Ｌ ６ ０建 筑 ２按 ＮＲ ０ 隔震橡 胶 支 座 产 品 各 部 位 硫 化 胶 物 理 性 能 稳
６ ０ｍｍ×（ ． ～ ７ Ｏ Ｏ ６ ５ ． ）ｍｍ 的胶 片 。采 用 专 用
筑 隔震 橡胶 支座 为 例 ， 橡 胶支 座 的硫 化 工艺 进 对
行研究。
工 装下 料 以确 保试 样直 径尺寸 精确 。
１ ５ 铁 件 处 理 工 艺 ．
橡 胶 支 座 产 品 用 铁 件 处 理 工 艺 ： 脂 一 除 脱
可靠。
关键词 ： 建筑 隔震 ； 胶 支 座 ； 化 工 艺 橡 硫
中图分类号： ＴＱ３ ２ １ ； ３ 。 ２ ＴＱ３６ ４ ３ ． ２ 文献标志码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ０８ ０ ２ １ ） ９０ ６ ～４ １ ０ —９ Ｘ（ ０ ２０ —５ ４０
垂 向刚度 大 、 水平 柔 性 好 的橡 胶 支 座 具 有极 佳 的 抗 震 效 果 ， 用 于房 屋 、 梁 等 建 筑 物 的减 常 桥
５４ ６
橡
胶
工
业
２ １ 年 第 ５ 卷 ０２ ９
建 筑 隔震 橡 胶 支 座 硫 化 工 艺研 究
朱 闰平 ， 荣勇 ， 王 贺永红 ， 庾光 忠 ， 海涛 程
（ 洲 时 代 新 材 料 科技 股 份 有 限公 司 ， 南 株 洲 株 湖 ４２０） １ ０ ７
摘要 ： Ｌ 以 ＮＲ６０建 筑 隔震 橡 胶 支 座 为 例 ， ０ 研究 橡 胶支 座 产 品 的 硫 化 工 艺 。结 果 表 明 ， 照 总 结 出 的 橡 胶 支 座硫 按 化 过程 中胶 料 内部 升 温 规 律 和 硫 化 时 间计 算 方 法 设 计 硫 化 工 艺 ， 采用 该 硫 化 工 艺 的 产 品 性 能达 到技 术 要 求 ， 量 稳定 质
震、 隔震 。近 几 年来 ， 国家 对 建 筑 物 防震 日益 重 视， 橡胶 支座 在建 筑 物 隔震 方 面 的 应 用越 来 越 广 泛， 业界 对橡 胶支 座隔震 技术 的研究 也 日益活跃 ，
司 产 品 ；Ｆ Ｃ ０ ２ Ｓ ８ ． ０型 ２５ ０ｔ 剪 试 验 机 ， 京 ０ 压 北
配方 的技 术要 求及 产 品安装 等方 面［ ］ 对 产 品成 １， 型工艺 技 术 的研 究 较 少 。本 工 作 以 Ｌ ６ ０建 ＮＲ ０
要 求 ， 胶 料 制 成 ２ 片 尺 寸 为 ６ ０ 将 ８ Ｏ ｍｍ ×
（ ． ～ ５ ） ｍｍ 的 胶 片 和 ２ 片 尺 寸 为 ５０ ．５
Ｃ Ｏ ０型平 板硫 化 机 ， 锡 阳 明橡 胶 机 械 有 限公 ｌＯ 无
作 者 简 介 ： 闰 平 （ ９ ９ ） 男 ， 南 湘 阴 人 ， 洲 时 代 新 材 朱 １６一 ， 湖 株 料 科 技 股 份有 限公 司 高 级 工 程 师 ， 士 ， 要 从 事 橡 胶 弹性 元 件 学 主
寸和 层数 不 同的 建筑 隔 震 橡 胶 支座 产 品时 ， 只需 测定 中心部位 胶料 达到 ¨０℃的 时间 即可 计算 出
相 应 产 品 的硫 化 时 间 。 ２ ４ 硫 化 胶 性 能 ．
图 ４ Ｌ Ｒ０ Ｎ ６ ０建 筑 隔 震 橡 胶 支座 的水 平极 限试 验 曲 线
从 图 ４可 以 看 出 ， Ｎ ０ Ｌ Ｒ６ ０通 过 了 ４ ０ 极 ０ 限剪 切性 能试 验 。 目前 ， 司生产 的 ６ ０ ０ 公 ０ ￣８ ０系列 建筑 隔震 橡
１ 实 验
锈一涂 胶粘 剂一 干燥一 包装 。
１ ６ 性 能 测 试 ．
１ １ 主 要 原 材 料 ．
天然 橡胶 （ ） ＲＳ ３ 海南 天 然 橡 胶产 业集 ＮＲ ， Ｓ ， 团股 份 有 限公 司 产 品 ； 炭黑 Ｎ７ ０ 新疆 雅 克 拉 炭 ７，
黑工 业有 限公 司产 品 。 １ ２ 基 本配 方 ．
１ ｏ ℃ × ４ ｈ １ ５ ℃ × ３ ｈ。 ２ ＋ ４
图 ２ 不 同部 位胶 料 升 温 曲 线
２ ２ ２ 升 温 及 冷 却 过 程 ．．
将 产 品所 用 成组铁 件装 入特 定工 装置 于烘箱 中预热 至设计 温 度后取 出 ， 与胶 片一起 装模 ， 装模
过 程 中将测 温线 探头 埋在 预先设 定 的测温 胶层部
定 ， 品通 过极 限 剪 切 试 验 测 试 ， 足 批 量 生 产 产 满
开 发 和 制 造 工 艺 技术 研 究 等 工 作 。
铁板 和 ３ Ｏ层橡 胶 间隔叠合 硫化 而成 ， 因硫 化过 程 中升 温速 度慢 ， 硫化 时问 长 ， 故采 用分 段升 温硫 化
工 艺 ： 模 平板 温 度 ８ 装 ０℃ 、 一段 硫 化 升 温 至 １ ０ ２
℃、 二段 硫化 升温 至 １ ５℃ 。 ４
赠
２ ２ 硫化 过程 中不 同部 位胶 料 的温度 变化 规律 ．
２ ２ １ 升 温 过 程 ．．
将测 温仪 测 温 线 探 头 预埋 在 半 成 品 不 同部
位， 后硫化 ， 然 考察 胶 料 在 硫 化 过 程 中 的 升温 规
律 ， 果 如 图 ２所 示 。 结
１ 底 起 １ 最外 ； 底起 １ 一 层 ２ ６层 半 ； － 底 起 １ ３ ８层 半 ； 一 底 起 ２ ４ ３
位 胶 片 中 ， 温 探 头连 接 线 从 模 具 中 引 出连 接 到 测
测温仪上， 然后 组 装 模具 ， 平 板 硫化 机 上 硫化 ， 在 考察胶 料在 硫化 、 却过 程 中温 度变 化规律 ， 果 冷 结
如 图 ３所 示 。
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图 １ ＬＮＲ６ ０ 建 筑 隔 震 橡 胶 支 座 结 构 示 葸 ０
时间基 本呈 线性 关 系 ， 图 ２所 示升 温规律 相 同 ； 与
中心部 位胶 料温 度达 到 １ ０℃ 时约需 ５ｈ 中心 部 ０ ， 位 胶料 最 高硫化 温 度在 ｌ ０℃ 左右 ； 模 后 胶 料 １ 启
橡
胶
工
业
２１ 年第 ５ ０２ ９卷
内部 还存在 约 １ｈ的升温过 程 ， ４ｈ后 内部 胶料温
对于 ３ ０层 Ｌ ６ ０建 筑 隔 震 橡 胶 支 座 产 ＮＲ ０ 品 ， 定硫化 温 度为 １ ５℃ （ｔ 升温硫 化或 一次 设 ４ Ｙ段 硫 化均 可 ） 胶片 ／ ， 铁件 装 模 温 度 为 ３ ０℃ ， 算 得 计 出产 品硫化 时 间为 ８ｈ 。将硫 化后产 品冷却剖 析 ， 测定 各层硫化胶 物理性能 ， 部分结果 如表 １ 所示 。
富力 通达科 技 有 限公 司产 品 ； Ｔ６ ０ Ｓ ０ ０型测 温 仪 ， 南京 盛亿科 技有 限公 司产 品 。
１ ４ 胶 片预 制 ．
按 照 Ｌ ６ ０建 筑 隔 震 橡 胶 支 座 外 形 尺 寸 ＮＲ ０
主要 集 中在 隔震 原理 和技 术 、 品结 构设 计 、 胶 产 橡
温速 率最 慢且 温 度 最低 ； 内部胶 料 升 温 规 律 与 平 板分 段 升温设 定 条 件无 明显 关 联 ， 温 升 与 时 问 其 基本 呈线 性关 系 ， 中心部 位 胶料 每 小 时 升 温约 １ Ｏ ℃； 中心 部 位 胶料 温 度 达 到 １ ｏ℃ 约 需 ８ｈ ９ｈ ０ ， 后 中心 部位胶 料 温度达 到 １ ０℃ 。 １ 将 硫 化 ９ｈ的 产 品取 出剖 开并 分 离 各 层 橡 胶， 观察 得 出各层 橡胶 均完 全硫 化 ， 明产 品 中问 说
表 １ 产 品 不 同 部 位 硫 化 胶 的 物 理 性 能
项 目
３ ６
胶 支座 产 品已实 现批 量 生 产 ， 检极 限试 验 全 部 抽 合 格 ， 明产 品制造 工艺 技术成 熟 ， 说 满足批 量 生产
要求。
３ 结 论
（） Ｎ ６ｏ １ Ｌ Ｒ ０ 建筑 隔震橡 胶支 座产 品 中心部 位 胶料实 际硫化 温度在 １０℃左右 ， 品硫化 时 问可 １ 产
部 位硫 化温 度为 １ ０℃左右 。 １
图 ３ 不 同部 位 胶 料 温 度变 化 曲 线
从 图 ３可 以看 出 ： 件预 热装 模 后胶 料 内部 铁 温 度快 速跃 至 ５ ０℃左 右 ， 这是装 模后 热铁件 和冷 胶 料达 到热 平衡 后 的温度 ， 即起 始温 度 ， 温度较 该 图 ２所示 初始 温度 提高 了 ３ ０℃ ； 内部 胶料 温升 与
硫化 胶溶胀 指数按 照 ＨＧ／ ８ ０－ ０ ８ 硫 Ｔ ３ ７－ ２０ （ （
化橡 胶溶胀 指数 测定 方法 》 测定 ； 品极 限剪切性 产 能按 照 Ｇ ０ ８ ． — ２ Ｏ 《 胶 支 座 第 ３部分 ： Ｂ２ ６８ ３ Ｏ６橡 建筑 隔震 橡胶 支座 》 采用 压剪试 验机 测试 ； 其余 性 能均按 相应 国家标 准进行 测试 。
硫化 效应 ） 继续 硫化 。
２ ３ 硫 化 时 间 设 计 ．
综合 分析 图 ２和 ３总结 出 以下 规律 ：
（ ） ＮＲ ０ １ Ｌ ６ ０建 筑 隔震 橡 胶 支 座 中心 部 位 胶
料 实 际最高硫 化 温度在 １ ０℃左右 ； １
（） ２ 硫化 过程 中 中心 部位 胶 料 升 温 速 率约 为
２ 结 果 与 讨 论 ２ １ 硫 化 温 度 设 计 ．
ＮＲ １ ０ 炭黑 Ｎ７ ０ ３ ， 化 锌 ０， ７ ０ 氧 酸 隆树脂 １， Ｏ 硫黄
５ 硬 脂 ， ４ 。
２ 防老 剂 Ｒ １ 防老 剂 ４ １ ＮＡ ２ 古 马 ， Ｄ ， ００ ， ２促进 剂 Ｃ Ｓ １５ 其他 ， Ｂ ．，