[發(fā)明專利]一種橋梁用高硬度聚氨酯彈性體承壓支座材料及其制備方法和使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610030798.3
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105461896B
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭映瀚;石雅琳;蘇麗麗;王亞萌;韓冰;王振;周文英
• 申請（專利權(quán)）人: 黎明化工研究設(shè)計院有限責(zé)任公司
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/75;C08G18/73;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32;C08G18/12
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本發(fā)明公開了一種橋梁用高硬度聚氨酯彈性體承壓支座材料及其制備方法和使用方法，該材料按質(zhì)量份計包括：A組分包括多元醇100份、小分子醇10～20份、混合異氰酸酯60～140份；B組分為擴鏈劑；A/B的質(zhì)量比為100/24～32。所述多元醇為PTMG或PPG，數(shù)均分子量為500～3000。所述混合異氰酸酯為MDI、PPDI、T?100，T?80、HMDI、IPDI、HDI等中的兩種混合。所述的小分子醇為EG、BDO、DEG、PG、DPG等中的一種或兩種混合。本發(fā)明材料釜中壽命較長、可操作工藝性好、硬度80±2D，固化后的聚氨酯彈性體材料作為承壓支座提高承載性，可減少支座的使用數(shù)量，降低橋梁支座的更換頻次，提升整個伸縮裝置的安全系數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橋梁用聚氨酯彈性體承壓支座材料及其制備方法。

背景技術(shù)

橋梁伸縮裝置是為使車輛平穩(wěn)通過橋面并滿足橋梁上部結(jié)構(gòu)變形的需要，在橋梁伸縮縫處設(shè)置的由橡膠和鋼材等構(gòu)件組成的各種裝置的總稱。按照伸縮體結(jié)構(gòu)的不同，可以分為模數(shù)式、梳齒式、橡膠式及異型鋼單縫式。隨著高等級公路和城市高架橋建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，橋梁的長大化得到突破性進展，要求有結(jié)構(gòu)合理、大位移量的橋梁伸縮裝置適應(yīng)這一發(fā)展的需要。其中模數(shù)式橋梁伸縮裝置是近年來發(fā)展比較快的一類。伸縮體由中梁鋼和80mm的單元橡膠帶組合而成的伸縮裝置，適用于伸縮量為160-2000mm的公路橋梁工程，其中大部分使用天然橡膠和氯丁橡膠支座。由于大部分的橡膠支座制品都是裸露在大氣中，與臭氧直接接觸，遭受風(fēng)吹雨淋，隨著單個橋梁規(guī)模的不斷擴大和橋梁使用安全性要求的不斷提高，上述橡膠材料的缺點逐漸呈現(xiàn)出來：一是單個支座的硬度不高，承載力小，在固定承重狀態(tài)下，需要多個橡膠支座，不但增加了支座成本，更增加了整個伸縮裝置的安全風(fēng)險；二是橡膠材料的耐候性不佳，長時間使用性能下降明顯，而且容易發(fā)生龜裂。這兩個缺點導(dǎo)致由橡膠支座做成的模數(shù)式橋梁伸縮裝置在實際使用過程中更換頻次較高。每一次更換伸縮裝置，都要涉及封鎖交通、采用大型機械吊裝、安裝新的支座等過程，社會影響和經(jīng)濟損失均無法計量，加之近年來公路橋梁安全事故頻發(fā)，更引起人們對橋梁中有機橡膠材料安全使用狀態(tài)的關(guān)注。

專利文獻CN103073753A提供了一種高強度橡膠支座的制備方法，但其拉伸斷裂強度只有15MPa左右，不能滿足安全性越來越高的要求。專利CN202047362U雖然將聚氨酯材料用于橋梁支座，但是該類型的橋梁支座需要在聚氨酯彈性板上粘接滑動耐磨層才能形成一體結(jié)構(gòu)。高硬度聚氨酯彈性體獨立使用于橋梁支座替代傳統(tǒng)的橡膠類支座材料未見報道。高硬度聚氨酯彈性體的制備主要采用預(yù)聚法，通過提高硬段含量提高彈性體硬度。提高硬段含量即必須增加異氰酸酯及擴鏈劑的用量，一般來說高硬度聚氨酯彈性體的預(yù)聚體具有較高的NCO含量。NCO含量越高，預(yù)聚體擴鏈時的凝膠時間越短。試驗表明，一般情況下，要制備硬度大于邵D 75的聚氨酯彈性體，NCO質(zhì)量分數(shù)應(yīng)高于10％，而這種高NCO含量體系的凝膠時間小于1min。陳海良等(陳海良；張芳；孫青峰等.聚醚型高硬度聚氨酯彈性體的研制，《聚氨酯工業(yè)》，2003，18(4)：22～24)采用一步法生產(chǎn)硬度為邵D 60-80的彈性體，由于A組分為聚醚多元醇，在存放過程中容易吸潮而導(dǎo)致制品發(fā)泡，需要加入吸水劑進行處理，工藝復(fù)雜。賈衛(wèi)民等(賈衛(wèi)民，馮振剛.高硬度聚氨酯彈性體的研制，科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2005，1：128～129)以1，4-丁二醇為擴鏈劑，采用高硬段質(zhì)量分數(shù)的方法，可使硬度達到邵D 75。但這種方法會引起兩方面問題：一是提高硬段含量會加快反應(yīng)速度，固化速度過快，手工無法操作；二是由于反應(yīng)速度過快，反應(yīng)放熱集中，在數(shù)秒內(nèi)溫度劇烈上升、凝膠，加劇了交聯(lián)副反應(yīng)，損失了部分主鏈反應(yīng)的機會，造成強度下降，材料變脆。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種橋梁用高硬度聚氨酯彈性體承壓支座材料，該材料釜中壽命較長、操作工藝性好、硬度高。

本發(fā)明要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種該材料的制備方法。

本發(fā)明要解決的第三個技術(shù)問題是提供一種該材料的使用方法。