CN113444296A - 运廊车用橡胶垫块材料及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种运廊车用橡胶垫块材料及其加工工艺，包括以下重量份数的组分：天然橡胶70、顺丁橡胶3、活性剂8、补强剂40、填充剂30、软化剂15、防老剂6、促进剂3和硫磺1.7。本发明提供的运廊车用橡胶垫块与现有的普通橡胶垫块相比，综合利用了天然橡胶良好的加工工艺性能和优异的综合物理机械性能，以及顺丁橡胶很宽的温度范围内显示高弹性、生热低、滞后损失小、耐屈扰性的特点，有效保证橡胶垫块具有足够大的变形而不被破坏，满足了加工工艺性能和综合物理机械性能，同时还提高了产品的回弹性，保证在正常使用状态下，去除荷载后能迅速恢复到初始状态，实现重复循环使用。
Description
技术领域
本发明涉及运廊车用橡胶垫块技术领域，尤其涉及一种运廊车用橡胶垫块材料及其加工工艺。
背景技术
装配式管廊是实施统一规划、设计、集中预制和维护、快速施工、经济环保、规模化生产的一种新型综合管廊。由于采用集中化生产，使得管廊生产地与施工地之间产生一定的运输距离。管廊埋于地下，为用于集中敷设电力、通信、广播电视、给水、排水、热力、燃气等市政管线的公共隧道，维修更换非常困难。所以，在养护、存储、运输过程中必须保护管廊不受损伤。
由于管廊重量达到百吨以上，运廊车的平面尺寸也特别大。运廊车承载面的平整度变化，会影响管廊底面的受力情况。特别是在长距离运输过程中，道路路况等不确定因素，会导致管廊产生局部应力集中问题，改变或破坏管廊内部稳定的结构。
为了保护管廊，在运廊车的承载面上放置多个橡胶垫块，来支撑在管廊的底面。但是由于管廊重量极大，现有的橡胶垫块极易被压溃、损坏，不能有效支撑管廊，无法重复使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种运廊车用橡胶垫块材料及其加工工艺，用以解决现有技术中所存在的问题。
本发明提供一种运廊车用橡胶垫块材料，包括以下重量份数的组分：
根据本发明提供的运廊车用橡胶垫块材料，所述活性剂包括氧化锌和硬脂酸，所述氧化锌的重量份数为5，所述硬脂酸的重量份数为3。
根据本发明提供的运廊车用橡胶垫块材料，所述补强剂包括炭黑N330和炭黑N762，所述炭黑N330的重量份数为20，所述炭黑N762的重量份数为20。
根据本发明提供的运廊车用橡胶垫块材料，所述填充剂为轻质碳酸钙。
根据本发明提供的运廊车用橡胶垫块材料，所述软化剂为环烷油。
根据本发明提供的运廊车用橡胶垫块材料，所述防老剂包括防老剂4010NA、防老剂4020、微晶蜡和防老剂RD，所述防老剂4010NA的重量份数为1.5，所述防老剂4020的重量份数为1.5，所述微晶蜡的重量份数为2，所述防老剂RD的重量份数为1。
根据本发明提供的运廊车用橡胶垫块材料，所述促进剂包括促进剂CZ和促进剂DM，所述促进剂CZ的重量份数为1.5，所述促进剂DM的重量份数为1.5。
本发明还提供一种如上任一项所述的运廊车用橡胶垫块材料的加工工艺，包括以下步骤：
天然橡胶塑炼，将天然橡胶投入密炼机进行塑炼，塑炼温度大于或等于125℃，塑炼时间5分钟-10分钟；
将塑炼后的天然橡胶投入开炼机制成片状，再进行降温处理，停放冷却8小时以上；
一段混炼，将塑炼后的天然橡胶、顺丁橡胶、活性剂、补强剂、填充剂、软化剂和防老剂投入密炼机进行混炼，混炼温度小于或等于120℃；
取出密炼好的胶料，投入开炼机制成薄片，薄片厚度2毫米-5毫米，再进行降温处理，停放冷却24小时以上；
二段混炼，将冷却后的胶料投入开炼机进行热炼，然后调整辊距，从辊筒轴线正上方缓慢加入促进剂和硫磺再次进行混炼，加入时需左右缓慢移动，混炼温度60℃-80℃；
在促进剂和硫磺全部加入后，开刀翻炼各三次，以使胶料混炼均匀，然后调整辊距1毫米，打包打卷各三次后，制成片状，再进行降温处理；
硫化成型，将胶料投入硫化机制成橡胶垫块，硫化温度138℃-143℃。
根据本发明提供的运廊车用橡胶垫块材料的加工工艺，所述将塑炼后的天然橡胶、顺丁橡胶、活性剂、补强剂、填充剂、软化剂和防老剂投入密炼机进行混炼，包括以下步骤：
将塑炼后的天然橡胶和顺丁橡胶投入密炼机混炼，混炼时间3分钟-5分钟；
将防老剂RD、活性剂氧化锌和活性剂硬脂酸投入密炼机混炼，混炼时间2分钟-3分钟；
将补强剂炭黑N330、补强剂炭黑N762和填充剂轻质碳酸钙投入密炼机混炼，混炼时间3分钟-5分钟，提升密炼机使胶料翻转两次；
将软化剂环烷油投入密炼机混炼，混炼时间2分钟-3分钟；
将防老剂4010NA、防老剂4020和微晶蜡投入密炼机混炼，混炼时间2分钟-3分钟。
根据本发明提供的运廊车用橡胶垫块材料的加工工艺，还包括：
对成型后的橡胶垫块进行降温冷却，并修剪毛边。
本发明提供的运廊车用橡胶垫块材料，包括以下重量份数的组分：天然橡胶70、顺丁橡胶3、活性剂8、补强剂40、填充剂30、软化剂15、防老剂6、促进剂3和硫磺1.7。本发明提供的运廊车用橡胶垫块与现有的普通橡胶垫块相比，综合利用了天然橡胶良好的加工工艺性能和优异的综合物理机械性能，以及顺丁橡胶很宽的温度范围内显示高弹性、生热低、滞后损失小、耐屈扰性的特点，有效保证橡胶垫块具有足够大的变形而不被破坏，满足了加工工艺性能和综合物理机械性能，同时还提高了产品的回弹性，保证在正常使用状态下，去除荷载后能迅速恢复到初始状态，实现重复循环使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中普通橡胶垫块材料的竖向力变化示意图；
图2是本发明提供的运廊车用橡胶垫块材料的竖向力变化示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面对本发明提供的运廊车用橡胶垫块材料进行描述。
本发明实施例提供一种运廊车用橡胶垫块材料，包括以下重量份数的组分：
其中，天然橡胶具有优异的综合物理机械性能和良好的加工工艺性能。天然橡胶能在很宽的温度范围内显示高弹性，其弹性模量为2MPa-4MPa，伸长率最高可达1000％，玻璃化温度为-72℃。因此，天然橡胶的性能能够保证产品有足够大的变形而不被破坏。同时在正常使用状态下，去除荷载后能迅速恢复到初始状态，循环使用。
顺丁橡胶是当前橡胶材料中弹性最高的一种橡胶，能在很宽的温度范围内显示高弹性，其生热低，滞后损失小，耐屈扰性、抗龟裂性以及动态性能好，能够为产品提供快速恢复的能力。
本发明中的配方以上述两种材料的组合来加工出橡胶垫块，运廊车用橡胶垫块为厚制品，有效地满足了厚制品的加工工艺性能和综合物理机械性能要求，同时提高了产品的回弹性，降低生热，滞后损失小，耐屈扰性好。从而保证了橡胶垫块在使用状态下，具有很好的回弹性，可以重复使用，既能承受竖向反力，又能依靠变形来降低和消除集中应力，有效保护管廊不受破坏。
本发明实施例中，活性剂包括氧化锌和硬脂酸。氧化锌的重量份数为5，硬脂酸的重量份数为3。从而能够促进橡胶的活化作用，加强硫化过程，提高橡胶制品的耐撕裂性、耐磨性。
本发明实施例中，补强剂包括炭黑N330和炭黑N762。炭黑N330的重量份数为20，炭黑N762的重量份数为20。其中，炭黑N330为高耐磨炉黑，是一种高补强性能的炭黑，能赋予胶料较好的强伸性能、抗撕裂性能、耐磨性和弹性，在胶料中的分散和压出性能亦较好，适用于各种合成橡胶。炭黑N762是非污染低定伸半补强，具有高伸长率、低生热、高弹性和良好的耐老化性能，能增加胶料的流动性，增加粘接性，可改善橡胶制品的外观质量。
本发明实施例中，填充剂为轻质碳酸钙，从而增加了胶料的流动性，保障其生产工艺性，同时降低了加工成本。
本发明实施例中，软化剂为环烷油，其具有高溶解力，优异的低温性能，及与橡胶的良好增塑和互溶性，以改善橡胶的可塑性和弹性。
本发明实施例中，防老剂包括防老剂4010NA、防老剂4020、微晶蜡和防老剂RD。防老剂4010NA的重量份数为1.5，防老剂4020的重量份数为1.5，微晶蜡的重量份数为2，防老剂RD的重量份数为1。其中，防老剂RD为酮胺类防老剂，具有卓越的抗热氧化效能。防老剂4010NA和防老剂4020为对苯二胺类防老剂，其具有优良的抗臭氧性能，二者并用，能产生很好的协同效果。微晶蜡溶解在橡胶中，会慢慢迁移到表面，形成一层保护膜，隔绝空气中的氧和臭氧的侵蚀，从而起到防老化的作用。
本发明实施例中，促进剂包括促进剂CZ和促进剂DM。促进剂CZ的重量份数为1.5，促进剂DM的重量份数为1.5。其中，促进剂CZ是一种高度活泼的后效促进剂，抗焦烧性能优良，加工安全，硫化时间短。促进剂DM在胶料中易分散、不污染，硫化胶耐老化性优良。从而促使硫化剂活化，加快硫化剂与橡胶分子的交联反应，达到缩短硫化时间和降低硫化温度的效果。
综合上述各实施例，本发明实施例提供一种新型橡胶材料，主要用于加工运廊车上支撑管廊的橡胶垫块，其包括以下重量份数的组分：
采用万能试验机对本发明的橡胶垫块材料进行压力试验测试，试验橡胶垫块的规格为长300毫米、宽300毫米、高100毫米。每次试验时，依次连续改变橡胶垫块的竖向变形量，由万能试验机测出橡胶垫块在不同竖向变形量下产生的竖向力，并计算出相应的应力值。然后卸载，释放橡胶垫块。分别连续进行三次加压试验，所得试验数据如表1所示，图2所示为对应的竖向力变化示意图。
表1本发明的橡胶垫块材料试验数据
在相同的试验条件下，对现有的普通橡胶垫块进行上述试验，所得试验数据如表2所示，图1所示为对应的竖向力变化示意图。
表2现有技术中普通橡胶垫块材料试验数据
对比图1和图2可以看出，与现有的普通橡胶垫块相比，本发明的橡胶垫块具有更加优异的回弹性。若局部受到集中应力时，可依靠大变形来降低和消除集中应力。而且去除荷载后能迅速恢复到初始状态，可以循环使用。
综上可知，本发明提供的运廊车用橡胶垫块材料充分满足了管廊运输过程中的使用需求，其具有较高的回弹性，能够依靠大变形来降低和消除集中应力问题，有效可靠地保护管廊不受损伤，而且在正常使用状态下，去除荷载后能迅速恢复到初始状态，循环使用。
下面对本发明提供的运廊车用橡胶垫块材料的加工工艺进行描述，下文描述的运廊车用橡胶垫块材料的加工工艺与上文描述的运廊车用橡胶垫块材料可相互对应参照。
本发明实施例还提供一种如上述各实施例的运廊车用橡胶垫块材料的加工工艺，包括以下步骤：
天然橡胶塑炼，将天然橡胶投入密炼机进行塑炼，塑炼温度大于或等于125℃，塑炼时间5分钟-10分钟；
将塑炼后的天然橡胶投入开炼机制成片状，再进行降温处理，停放冷却8小时以上；
一段混炼，将塑炼后的天然橡胶、顺丁橡胶、活性剂、补强剂、填充剂、软化剂和防老剂投入密炼机进行混炼，混炼温度小于或等于120℃；
取出密炼好的胶料，投入开炼机制成薄片，薄片厚度2毫米-5毫米，再进行降温处理，停放冷却24小时以上；
二段混炼，将冷却后的胶料投入开炼机进行热炼，然后调整到合适的辊距，从辊筒轴线正上方缓慢加入促进剂和硫磺再次进行混炼，加入时需左右缓慢移动，不允许开刀，不允许飞扬，混炼温度60℃-80℃；其中，辊距可根据实际加工要求而定；
在促进剂和硫磺全部加入后，用3/4开刀翻炼各三次，以使胶料混炼均匀，然后调整辊距1毫米，打包打卷各三次后，按照所需厚度制成片状，再进行降温处理，可停放在百叶车上冷却，待用；
硫化成型，将胶料投入硫化机制成橡胶垫块，硫化温度138℃-143℃。其中，可根据产品的形状、大小选择合适的硫化机，然后按照产品规格裁切相应的胶料，并称重，装入对应的模具中。根据实际加工要求确定相应的上压硫化时间。
本发明实施例中，将塑炼后的天然橡胶、顺丁橡胶、活性剂、补强剂、填充剂、软化剂和防老剂投入密炼机进行混炼，包括以下步骤：
将塑炼后的天然橡胶和顺丁橡胶投入密炼机混炼，混炼时间3分钟-5分钟；
将防老剂RD、活性剂氧化锌和活性剂硬脂酸投入密炼机混炼，混炼时间2分钟-3分钟；
将补强剂炭黑N330、补强剂炭黑N762和填充剂轻质碳酸钙投入密炼机混炼，混炼时间3分钟-5分钟，提升密炼机使胶料翻转两次；
将软化剂环烷油投入密炼机混炼，混炼时间2分钟-3分钟；
将防老剂4010NA、防老剂4020和微晶蜡投入密炼机混炼，混炼时间2分钟-3分钟。
进一步地，运廊车用橡胶垫块材料的加工工艺还包括：对成型后的橡胶垫块进行降温冷却，并修剪毛边，从而保证产品成型质量。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种运廊车用橡胶垫块材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
2.根据权利要求1所述的运廊车用橡胶垫块材料，其特征在于，所述活性剂包括氧化锌和硬脂酸，所述氧化锌的重量份数为5，所述硬脂酸的重量份数为3。
3.根据权利要求1所述的运廊车用橡胶垫块材料，其特征在于，所述补强剂包括炭黑N330和炭黑N762，所述炭黑N330的重量份数为20，所述炭黑N762的重量份数为20。
4.根据权利要求1所述的运廊车用橡胶垫块材料，其特征在于，所述填充剂为轻质碳酸钙。
5.根据权利要求1所述的运廊车用橡胶垫块材料，其特征在于，所述软化剂为环烷油。
6.根据权利要求1所述的运廊车用橡胶垫块材料，其特征在于，所述防老剂包括防老剂4010NA、防老剂4020、微晶蜡和防老剂RD，所述防老剂4010NA的重量份数为1.5，所述防老剂4020的重量份数为1.5，所述微晶蜡的重量份数为2，所述防老剂RD的重量份数为1。
7.根据权利要求1所述的运廊车用橡胶垫块材料，其特征在于，所述促进剂包括促进剂CZ和促进剂DM，所述促进剂CZ的重量份数为1.5，所述促进剂DM的重量份数为1.5。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的运廊车用橡胶垫块材料的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
天然橡胶塑炼，将天然橡胶投入密炼机进行塑炼，塑炼温度大于或等于125℃，塑炼时间5分钟-10分钟；
将塑炼后的天然橡胶投入开炼机制成片状，再进行降温处理，停放冷却8小时以上；
一段混炼，将塑炼后的天然橡胶、顺丁橡胶、活性剂、补强剂、填充剂、软化剂和防老剂投入密炼机进行混炼，混炼温度小于或等于120℃；
取出密炼好的胶料，投入开炼机制成薄片，薄片厚度2毫米-5毫米，再进行降温处理，停放冷却24小时以上；
二段混炼，将冷却后的胶料投入开炼机进行热炼，然后调整辊距，从辊筒轴线正上方缓慢加入促进剂和硫磺再次进行混炼，加入时需左右缓慢移动，混炼温度60℃-80℃；
在促进剂和硫磺全部加入后，开刀翻炼各三次，以使胶料混炼均匀，然后调整辊距1毫米，打包打卷各三次后，制成片状，再进行降温处理；
硫化成型，将胶料投入硫化机制成橡胶垫块，硫化温度138℃-143℃。
9.根据权利要求8所述的运廊车用橡胶垫块材料的加工工艺，其特征在于，所述将塑炼后的天然橡胶、顺丁橡胶、活性剂、补强剂、填充剂、软化剂和防老剂投入密炼机进行混炼，包括以下步骤：
将塑炼后的天然橡胶和顺丁橡胶投入密炼机混炼，混炼时间3分钟-5分钟；
将防老剂RD、活性剂氧化锌和活性剂硬脂酸投入密炼机混炼，混炼时间2分钟-3分钟；
将补强剂炭黑N330、补强剂炭黑N762和填充剂轻质碳酸钙投入密炼机混炼，混炼时间3分钟-5分钟，提升密炼机使胶料翻转两次；
将软化剂环烷油投入密炼机混炼，混炼时间2分钟-3分钟；
将防老剂4010NA、防老剂4020和微晶蜡投入密炼机混炼，混炼时间2分钟-3分钟。
10.根据权利要求8所述的运廊车用橡胶垫块材料的加工工艺，其特征在于，还包括：
对成型后的橡胶垫块进行降温冷却，并修剪毛边。
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