一种耐低温高回弹桥梁伸缩缝混炼胶及其制备方法与流程

本发明涉及桥梁伸缩缝，特别是涉及一种耐低温高回弹桥梁伸缩缝混炼胶及其制备方法。

背景技术：

1、随着高速公路、高架公路、高架铁路及桥梁铺设等基础设施的投入建设，桥梁伸缩缝作为桥梁公路高架等的辅助设施，也被广泛应用且市场巨大。虽是作为辅助的配套设施，但其起到的缓冲热胀冷缩的作用和能够延长桥梁公路高架的使用寿命的特性一直备受关注，因此，其综合性能要求方面也较为严格苛刻。

2、桥梁伸缩缝是指在桥梁上设置的、便于桥梁因各种原因引起的变形而形成的裂缝扩大或缩小的一种连接装置。作为桥梁伸缩缝的常用橡胶材料是天然橡胶（nr）和氯丁橡胶（cr），被广泛应用在各桥梁伸缩缝和支撑座上。天然胶具有弹性好、强度高、抗撕裂性能好、耐磨性优良等优点，但其因为二烯键较多，所以导致其耐氧耐臭氧老化性能比较差，容易老化，并且在0℃以下就开始结晶且橡胶弹性逐步退去，使用寿命比较短，需要经常更换。而氯丁橡胶具有优良的抗氧、抗臭氧性，不易燃，耐油、耐溶剂、耐酸碱以及耐老化、气密性好等优点；但是耐寒性较差，低温结晶快，玻璃化和脆性温度低，比重较大、相对成本高，加工时容易产生粘滚、焦烧及粘模等问题。两种橡胶的耐低温效果平平，低温下退去橡胶弹性的过程中容易发生脆裂，维护更换成本高。

3、因此，亟待探索出一种耐低温性能好、成本相对较低、耐臭氧老化且使用寿命长，综合性能相对优异的桥梁伸缩缝的制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种耐低温高回弹桥梁伸缩缝混炼胶及其制备方法解决了现有技术中制备得到的桥梁伸缩缝耐低温性能差、抗臭氧老化性能弱及使用寿命短的问题。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、本发明的第一个方面提供了一种耐低温高回弹桥梁伸缩缝混炼胶，包括以下重量份数的组分：

4、三元乙丙胶 110~130 phr；

5、n550炭黑 70~90 phr；

6、白炭黑 5~15 phr；

7、第一增塑剂 40~50 phr；

8、第二增塑剂 10~15 phr

9、活性剂 5~9 phr；

10、聚乙二醇 1~3 phr；

11、硅烷偶联剂 2~4 phr；

12、防老剂 2.5~5.5 phr ；

13、硫化剂 0.5~1 phr；

14、促进剂 4.5~6.5 phr。

15、其中，所述三元乙丙胶为质量份数为70~90 phr阿朗新科的ep8550c和20~60 phr阿朗新科的ep4869c的组合。

16、进一步地，为选自石蜡油、环烷油及机械油中的一种或多种组成的混合物，所述第二增塑剂为选自dos、doa、dbs、dbp及dop中的一种或多种组成的混合物。

17、进一步地，所述活性剂为氧化锌和硬脂酸的混合物；所述氧化锌的质量份数为4~7phr，所述硬脂酸的质量份数为1~2 phr。

18、进一步地，所述聚乙二醇为peg4000 和/或 peg6000；所述硅烷偶联剂为选自si-69、si-996及si-75中的一种或多种组成的混合物；所述硫化剂为选自s-80、is90-65及is60-75中的一种或多种组成的混合物。

19、进一步地，所述防老剂为选自微晶蜡、防老剂 rd 及防老剂 4010na 中的一种或多种组成的混合物。

20、更进一步地，所述防老剂优选为质量份数为0.5~1.5 phr微晶蜡、1~2 phr防老剂rd和1-2 phr防老剂 4010na 的组合。

21、进一步地，所述促进剂为选自er-8和dtdc-80中的一种或多种组成的混合物。

22、更进一步地，所述促进剂优选为质量份数为3.5~5 phr er-8和1~1.5 phr dtdc-80的组合。

23、本发明的第二个方面提供了一种耐低温高回弹桥梁伸缩缝混炼胶的制备方法，包括以下步骤：

24、(a)混炼：将称量好的三元乙丙胶、n550炭黑、第一增塑剂、活性剂、聚乙二醇、硅烷偶联剂及防老剂加入密炼机中进行混炼，所述密炼机的转速为40～50r/min、混炼压力为5～7kgf、混炼2~4min后再加入第二增塑剂和白炭黑，混炼2~4min，期间共进行多次升栓清扫并在混炼温度达到165℃±5℃排胶，得到预混炼胶；

25、(b)开炼：将所述预混炼胶排料到开炼机上进行翻炼，随后进行压片、出片、冷却降温，停放待用；

26、(c)加硫：设定密炼机的转速为20～25r/min、混炼压力为3～5kgf，随后加入所述步骤（b）中的预混炼胶搅拌50~70s后，再加入硫化剂和促进剂，混炼50~60s后，在混炼温度达到90~95℃时排料，再经开炼机翻炼出片后得到加硫混炼胶，进行测试检验停放待过滤;

27、(d)过滤：将所述步骤（c）中经检验合格的加硫混炼胶置于过滤机上进行过滤出条，过滤网目数控制在80~120目之间，冷却降温后得到所述耐低温高回弹桥梁伸缩缝混炼胶。

28、由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比，通过以综合性能相对优异的三元乙丙胶作为主胶，配合n550炭黑及白炭黑作为补强剂以提升胶料的抗撕裂性能，增塑剂提升胶料的耐低温性能，防老剂提升胶料的耐臭氧耐老化能力，同时结合硫化剂及促进剂，以及活性剂、聚乙二醇和硅烷偶联剂的使用，由此制备得到耐低温高回弹桥梁伸缩缝混炼胶，其耐低温脆性能耐到-60℃以下，耐臭氧在自然环境中能使用25年以上不龟裂，胶条回弹性和抗撕裂性能优异，能大幅提高桥梁伸缩缝的使用寿命，减少更换保养桥梁伸缩缝的频率和次数，降低桥梁的养护成本。

技术特征：

1.一种耐低温高回弹桥梁伸缩缝混炼胶，其特征在于，包括以下质量份数的组分：

2.根据权利要求1所述的一种耐低温高回弹桥梁伸缩缝混炼胶，其特征在于，所述第一增塑剂为选自石蜡油、环烷油及机械油中的一种或多种组成的混合物，所述第二增塑剂为选自dos、doa、dbs、dbp及dop中的一种或多种组成的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种耐低温高回弹桥梁伸缩缝混炼胶，其特征在于，所述活性剂为氧化锌和硬脂酸的混合物；所述氧化锌的质量份数为4~7 phr，所述硬脂酸的质量份数为1~2 phr。

4.根据权利要求1所述的一种耐低温高回弹桥梁伸缩缝混炼胶，其特征在于，所述聚乙二醇为peg4000 和/或 peg6000；所述硅烷偶联剂为选自si-69、si-996及si-75中的一种或多种组成的混合物；所述硫化剂为选自s-80、is90-65及is60-75中的一种或多种组成的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种耐低温高回弹桥梁伸缩缝混炼胶，其特征在于，所述防老剂为选自微晶蜡、防老剂 rd 及防老剂 4010na 中的一种或多种组成的混合物。

6.根据权利要求5所述的一种耐低温高回弹桥梁伸缩缝混炼胶，其特征在于，所述防老剂优选为质量份数为0.5~1.5 phr微晶蜡、1~2 phr防老剂rd和1-2 phr防老剂 4010na 的组合。

7.根据权利要求1所述的一种耐低温高回弹桥梁伸缩缝混炼胶，其特征在于，所述促进剂为选自er-8和dtdc-80中的一种或多种组成的混合物。

8.根据权利要求7所述的一种耐低温高回弹桥梁伸缩缝混炼胶，其特征在于，所述促进剂优选为质量份数为3.5~5 phr er-8和1~1.5 phr dtdc-80的组合。

9.一种如权利要求1~8中任一项所述的耐低温高回弹桥梁伸缩缝混炼胶的制备方法，包括以下步骤：

技术总结本发明一种耐低温高回弹桥梁伸缩缝混炼胶，包括以下质量份数的组分：三元乙丙胶110~130 PHR；N550炭黑70~90 PHR；白炭黑5~15 PHR；第一增塑剂40~50 PHR；第二增塑剂10~15 PHR；活性剂5~9 PHR；聚乙二醇1~3 PHR；硅烷偶联剂2~4 PHR；防老剂2.5~5.5 PHR；硫化剂0.5~1 PHR；促进剂4.5~6.5 PHR。本发明以综合性能相对优异的三元乙丙胶作为主胶，配合N550炭黑及白炭黑作为补强剂以提升胶料的抗撕裂性能，增塑剂提升胶料的耐低温性能，防老剂提升胶料的耐臭氧耐老化能力，同时结合硫化剂及促进剂，以及活性剂、聚乙二醇和硅烷偶联剂的使用，由此制备得到耐低温高回弹桥梁伸缩缝混炼胶，胶料性能优异，能大幅提高桥梁伸缩缝的使用寿命，降低桥梁的养护成本。技术研发人员：王太海,孟学军,戴建国受保护的技术使用者：常熟市海虞橡胶有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20