專利名稱：隔振層壓體所用的橡膠組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可以有效地吸收振動能，并且具有卓越的長期耐久性的用作隔振層壓體的橡膠組合物。
背景技術(shù)：
近年來，振動能吸收裝置，即防振、除振、隔振裝置等正在迅速普及。而在該裝置上使用具有振動能衰減性能(吸收性能)的橡膠組合物。
原來，為使橡膠材料具有高的衰減特性，即，為了得到具有高衰減特性的橡膠組合物，要在橡膠內(nèi)配合大量炭黑和石油樹脂。
但是，通過配合大量炭黑來提高衰減性能，因其高的磁滯損耗使精細加工性能變差，從而使隔振裝置的剪切破壞特性下降。另外，由于配合大量石油樹脂，衰減特性提高，但蠕變性下降，使長期耐久性變差。
發(fā)明的公開本發(fā)明的目的是提供振動能吸收性及耐久性優(yōu)良的隔振層壓體用的橡膠組合物。
為了達到該目的，本發(fā)明的用作隔振層壓件的橡膠組合物，其特征是，對由天然橡膠及/或異戊橡膠90～50份(重量)和聚丁二烯橡膠復(fù)合體10～50份(重量)構(gòu)成的橡膠組分100份(重量)，含有石油樹脂15～60份(重量)及微粒狀炭黑50～90份(重量)，上述聚丁二烯橡膠復(fù)合體是由順式1,4-鍵的含量大于90％的順式1,4-聚丁二烯橡膠97～80％(重量)和間同立構(gòu)1,2-聚丁二烯3～20％(重量)構(gòu)成的。
因此，由于將天然橡膠(NR)及/或異戊橡膠(IR)、聚丁二烯復(fù)合體(BR復(fù)合體)、石油樹脂以及微粒狀炭黑組合起來使用，故使振動能的吸收性及耐久性的提供成為可能。
附圖的簡單說明

圖1為隔振層壓體之一例的剖面圖實施本發(fā)明的最佳形態(tài)在圖1中，隔振層壓體1系由橡膠組合物2插在鋼板等具有剛性的硬質(zhì)板3之間而構(gòu)成的多層層壓構(gòu)造。
作為本發(fā)明圖1中的橡膠組合物，可以采用由天然橡膠(NR)及/或異戊橡膠(IR)、聚丁二烯橡膠復(fù)合體(BR復(fù)合體)、石油樹脂以及微粒狀炭黑構(gòu)成的橡膠組合物。
本發(fā)明，對由NR及/或IR90～50份(重量)和BR復(fù)合體10～50份(重量)構(gòu)成的橡膠組分100份(重量)，配合石油樹脂15～60份(重量)及微粒狀炭黑50～90份(重量)。
如NR及/或IR超過90份(重量)，則所得到的橡膠組合物的延伸率下降，如小于50份(重量)，則加工性能和衰減性能下降。這里，所謂NR及/或IR，意指NR或IR單獨使用，或者NR及IR兩者同時使用。
聚丁二烯橡膠復(fù)合體(BR復(fù)合體)是由順式1,4鍵含量大于90％的順式1,4-聚丁二烯橡膠97～80％(重量)和間同立構(gòu)(Syn)-1,2-聚丁二烯3～20％(重量)構(gòu)成的。該BR復(fù)合體，例如宇部興產(chǎn)(株)生產(chǎn)的UBEPOL-VCR，可從市場上買到。
石油樹脂，是所謂石腦油熱解后，蒸餾得到的、含茚、α-甲基苯乙烯等聚合成分的C9～C10餾分進行陽離子聚合而得到的樹脂，例如，F(xiàn)TR(三井石油化學(xué)工業(yè)(株))、ハイレジン(東邦化學(xué)工業(yè)(株))、香豆酮樹脂(新日鐵化學(xué)社制)等，可從市場買到。
石油樹脂，對橡膠100份(重量)可以配合15～60份(重量)。如配合量小于15份(重量)，則振動能的吸收不佳，另外，如配合量大于60份(重量)，則橡膠的蠕變量過大，長期耐久性變差。
本發(fā)明所用的微粒狀炭黑，其氮氣比表面積通常為60-150m2/g，特別是80～150m2/g,DBP吸油量通常為60～160m2/100g,特別是90～160cm2/100g是理想的。這樣的炭黑，如ASTM表示的HAF、ISAF、SAF類型的炭黑，可從市場買到。
配合這樣的微粒狀炭黑對于本發(fā)明的橡膠組合物吸收振動能的能力是必不可少的。其配合量，相對于100份(重量)橡膠組分，為50～90份(重量)，如小于50份(重量)，則振動能的吸收能力不好，另外，如大于90份(重量)，則橡膠組合物制造時的加工性能下降，同時，橡膠組合物的強度也下降。
就本發(fā)明橡膠組合物的制造來說，在未硫化橡膠中配合適量的N-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺等硫化促進劑及鋅白、硬脂酸等硫化助劑使未硫化橡膠硫化。
本發(fā)明的橡膠組合物用作隔振層壓體之一例示于圖1，本發(fā)明的橡膠組合物2和，例如一般構(gòu)造用的鋼板、冷壓鋼板等組成的硬質(zhì)板3交替層疊，構(gòu)成隔振層壓體。在制造該層壓體時，使未硫化的橡膠組合物成形。硫化，得到板狀的硫化橡膠組合物后，用粘合劑把該硫化橡膠組合物與硬質(zhì)板良好粘接，另外，也可先將未硫化的橡膠組合物成形為板狀，再將其和硬質(zhì)板疊層后加熱，同時進行硫化、粘接來制造。
這樣的隔振層壓體，例如可以用作道路橋的支撐及大樓基礎(chǔ)支撐。
實施例、比較例用表2所示的配合內(nèi)容(重量份數(shù))制造橡膠組合物(實施例1～6，比較例1～5)。關(guān)于這些橡膠組合物，用下述拉伸強度(TB)、斷裂伸長(EB)、JIS A硬度(HS)進行評價。另外，制作橡膠與鐵板交替層疊的圖1的隔振層壓體(尺寸為135mm×135mm×74mm)，分別評價等效衰減常數(shù)、壓縮蠕變量(％)以及剪切破壞特性(％)。其結(jié)果示于表2)。
拉伸強度(TB,kgf/cm2)按照JIS K 6301進行測定。數(shù)值大的樣品，其強度大，難以斷裂。
斷裂伸長率(EB,％)按照JIS K 6301進行測定。
等效衰減常數(shù)(h)用雙軸剪切試驗機，于0.1Hz，變形175％時求出。
作為橋梁隔振裝置所用的高衰減橡膠支撐物，在設(shè)計時，為了能得到所期望的橋梁衰減常數(shù)，必須有地震時的能量吸收能力。作為隔振設(shè)計基本資料的《道路橋的隔振設(shè)計法指南》(建設(shè)省(財)土木研究中心)，其基于橋梁衰減常數(shù)設(shè)計水平的地震系數(shù)修正系數(shù)列于下述表1。
表1

高衰減橡膠支撐的等效衰減常數(shù)，因其隨著剪切變形的增加有減少的傾向，潛在水平屈服點法水平所期望的橋梁衰減系數(shù)在0.12～0.15是妥當(dāng)?shù)?，滿足該要求的對象變形水平，其高衰減橡膠支撐的等效衰減常數(shù)在0.13以上。
壓縮蠕變量(％)于溫度+20℃，在相當(dāng)于設(shè)計支壓應(yīng)力度(60kgf/cm2)的垂直荷載對其作用1000小時的情況下，在隔振裝置發(fā)生垂直位移時，由式(Ⅰ)求出相當(dāng)于橋的設(shè)計使用年數(shù)的蠕變。
δCR=atb式中，δCR隔振裝置的蠕變變形量(mm)；t橋的設(shè)計使用年數(shù)(時間)a,b蠕變常數(shù)，由式(2)及式(3)算出。
a=(δ100)2/(δ1000)2(2)b=log(δ1000/δ100) (3)δ100:100小時后，隔振裝置產(chǎn)生的垂直位移(mm)；δ1000:1000小時后，隔振裝置產(chǎn)生的垂直位移(mm)。
由上述式(Ⅰ)算出的，相當(dāng)于橋的設(shè)計使用年數(shù)的蠕變量，必須小于橡膠總厚度的5％。
剪切破壞特性(％)加掛60kgf/cm2的荷載，用雙軸剪切試驗機在水平方向，以0.5mm/砂的速度驅(qū)動剪切荷載，測定隔振層壓體破壞時的剪切比例。最好在400％以上。
表2

注)*1VCR 412(宇部輿遆(株)製)、含有的順式1,4-聚丁二烯和間同立構(gòu)1,2-聚丁二烯的重量比為88:12。
門尼粘度(ML1+4(100℃))為45。
如表2所示，只用天然橡膠(NR)作為橡膠組分的比較例1，其剪切破壞特性不好。用天然橡膠(NR)及丁二烯橡膠(BR)作橡膠組分的比較例2，石油樹脂配合量過少的比較例3，以及炭黑配合量過少的比較例5，各自的等效衰減常數(shù)(h)低，振動能的吸收性差。石油樹脂配合量過多的比較例4，則壓縮蠕變量(％)高，長期耐久性差。本發(fā)明的橡膠組合物(實施例1～6)，與比較例1～5的橡膠組合物相比，其振動能吸收性和長期耐久性優(yōu)良。
如上所述，本發(fā)明的隔振層壓體所用的橡膠組合物，對由天然橡膠及/或異戊橡膠90～50份(重量)和聚丁二烯橡膠復(fù)合體10～50份(重量)構(gòu)成的橡膠組分100份(重量)，含有石油樹脂15～60份(重量)及微粒狀炭黑50～90份(重量)，而該聚丁二烯橡膠復(fù)合體是由順式1,4-鍵含量大于90％的順式1,4-聚丁二烯橡膠97～80％(重量)和間同立構(gòu)1,2-聚丁二烯3～20％(重量)構(gòu)成的，故其振動能吸收性和長期耐久性優(yōu)良。
權(quán)利要求
1．一種隔振層壓體所用的橡膠組合物，對由天然橡膠及/或異戊橡膠90～50份(重量)和聚丁二烯橡膠復(fù)合體10～50份(重量)構(gòu)成的橡膠組分100份(重量)，其含有石油樹脂15～60份(重量)及微粒狀炭黑50～90份(重量)，而上述聚丁二烯橡膠復(fù)合體是由順式1,4-鍵含量大于90％的順式1,4-聚丁二烯橡膠97～80％(重量)和間同立構(gòu)1,2-聚丁二烯3～20％(重量)構(gòu)成的。
2．權(quán)利要求1中記載的隔振層壓體所用的橡膠組合物，其中，上述微粒狀炭黑的氮比表面積為60～150m2/g,DBP吸油量為60～160cm3/100g。
全文摘要
由天然橡膠及/或異戊橡膠、聚丁二烯橡膠復(fù)體、石油樹脂以及微粒狀炭黑構(gòu)成的隔振層壓體所用的橡膠組合物。
文檔編號E04H9/02GK1218489SQ97194484
公開日1999年6月2日 申請日期1997年5月1日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月9日
發(fā)明者大石英之, 村越昭夫 申請人:橫濱橡膠株式會社