阻尼材料、使用該阻尼材料的振動(dòng)阻尼部件以及安裝了該振動(dòng)阻尼部件的隔震裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種適于安裝在具有層疊彈性體的隔震裝置等之中的振動(dòng)阻尼部件 的阻尼材料、使用阻尼材料的振動(dòng)阻尼部件W及安裝有振動(dòng)阻尼部件的隔震裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 如專(zhuān)利文獻(xiàn)1和2中已知，包括具有交替層疊的彈性材料層和剛性材料層的層疊 彈性體W及填充于由層疊彈性體內(nèi)周面所界定的圓柱形中空部分的鉛塞的隔震裝置被安 裝于地面和建筑物之間，從而在支撐建筑物的負(fù)荷之后，由地震等導(dǎo)致的地面震動(dòng)向建筑 物的傳導(dǎo)被層疊彈性體盡可能地阻止，轉(zhuǎn)移至建筑物的振動(dòng)也被鉛塞盡快地減弱。
[0003] 運(yùn)種用在隔震裝置中的鉛塞，因?yàn)槌浞值匚照駝?dòng)能量，在塑性形變之后可W很 容易地通過(guò)由振動(dòng)能量的吸收產(chǎn)生的熱發(fā)生再結(jié)晶，不會(huì)引起機(jī)械疲勞，所W特別優(yōu)選作 為振動(dòng)能量吸收體。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 陽(yáng)00引專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0006] 專(zhuān)利文獻(xiàn) 1 :JP-A-1997-105440
[0007] 專(zhuān)利文獻(xiàn) 2 :JP-A-2000-346132
[0008] 專(zhuān)利文獻(xiàn) 3 :JP-A-2009-133481

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0010] 然而，眾所周知鉛的比重極高，因此對(duì)于安裝有鉛塞的層疊彈性體和隔震裝置，不 僅需要大量的勞力將其搬運(yùn)至安裝地點(diǎn)并安裝于建筑物上，而且難W獲得針對(duì)性的承載 力，即，存在難W發(fā)揮與隔震裝置所支持的負(fù)荷不同的建筑物相應(yīng)的隔振效果的問(wèn)題。
[0011] 專(zhuān)利文獻(xiàn)3提出了一種裝有塞的隔震裝置，所述塞由W下組合物制造：將諸如鐵 粉的粉末滲入彈性體組合物而得到的組合物。即使在運(yùn)種隔震裝置中，承載力針對(duì)性也未 被考慮。
[0012] 本發(fā)明基于如上所述的方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，目的在于提供一種適用于振動(dòng)阻尼部件的 阻尼材料、使用該阻尼材料的振動(dòng)阻尼部件和安裝有該振動(dòng)阻尼部件的隔震裝置。
[0013] 解決技術(shù)問(wèn)題的方案
[0014] 基于本發(fā)明一個(gè)方面的阻尼材料主要包含導(dǎo)熱填料、石墨和增粘劑樹(shù)脂。
[0015] 基于本發(fā)明另一個(gè)方面的阻尼材料包含導(dǎo)熱填料、平均粒徑超過(guò)100μm的石墨、 和增粘劑樹(shù)脂。
[0016] 基于本發(fā)明其他一個(gè)方面的阻尼材料包含40~70體積％的導(dǎo)熱填料、10~50體 積％的石墨、和10~30體積％的增粘劑樹(shù)脂。
[0017] 進(jìn)一步基于本發(fā)明的一個(gè)方面的阻尼材料包含通過(guò)相互摩擦來(lái)使施加的振動(dòng)減 幅的導(dǎo)熱填料、通過(guò)至少與導(dǎo)熱填料的磨擦來(lái)使施加的振動(dòng)減幅的石墨、和增粘劑樹(shù)脂，運(yùn) 種阻尼材料中的粘性由增粘劑樹(shù)脂賦予。
[0018] 基于本發(fā)明的阻尼材料中，作為石墨可例舉人造石墨W及鱗片狀石墨等天然石 墨；但是在優(yōu)選的例子中，所述石墨是鱗片狀石墨。
[0019] 基于本發(fā)明的阻尼材料可進(jìn)一步包含硫化橡膠粉末和結(jié)晶聚醋樹(shù)脂中的至少一 種作為其他組分。硫化橡膠粉末的滲入比例相對(duì)于上述阻尼材料優(yōu)選40體積％ ^下，更優(yōu) 選7~30體積％，結(jié)晶聚醋樹(shù)脂的滲入比例相對(duì)于所述阻尼材料優(yōu)選超過(guò)0體積％且為20 體積％W下，更優(yōu)選超過(guò)0體積％且為15體積％W下。
[0020] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，導(dǎo)熱填料包括金屬氧化物粒子、金屬氮化物粒子、 金屬碳化物粒子和金屬氨氧化物粒子中的一種或兩種W上，增粘劑樹(shù)脂（賦予粘性的樹(shù) 脂）包括選自天然樹(shù)脂和合成樹(shù)脂的至少一種，所述天然樹(shù)脂包括松香和諸如松香衍生物 的松香基樹(shù)脂，諸如祗締樹(shù)脂的祗締基樹(shù)脂，所述合成樹(shù)脂包括石油樹(shù)脂、酪醒樹(shù)脂、煤基 樹(shù)脂、帖締基樹(shù)脂等。
[0021] 基于本發(fā)明的具有如塞狀等柱狀形狀的振動(dòng)阻尼部件由上述阻尼材料形成，其由 一個(gè)端面、與該端面相反的另一端面、將該端面和另一端面連接的側(cè)面來(lái)界定，該部件適于 使得所述另一端面相對(duì)于該一個(gè)端面沿著平行于該一個(gè)端面的平行方向進(jìn)行相對(duì)彎曲變 形，從而使相對(duì)彎曲變形的能量衰減。運(yùn)種振動(dòng)衰減部件具有例如充分的阻尼性能和位移 追蹤性等性能，在由例如振動(dòng)和沖擊等外力導(dǎo)致的形變產(chǎn)生之后，所述振動(dòng)阻尼部件適于 再次粘附并恢復(fù)至形變之前的狀態(tài)。
[0022] 基于本發(fā)明的一種隔震裝置包括：層疊彈性體，其中包括交替層疊的具有剛性的 剛性材料層和具有彈性的彈性材料層，至少由層疊彈性體的一個(gè)內(nèi)周面界定的圓柱形中空 部分，壓力裝配于所述圓柱形中空部分中的圓柱塞，其中所述圓柱塞由上述的阻尼材料形 成。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中運(yùn)種圓柱塞適于與層疊彈性體一起在層疊方向上支撐負(fù)荷。
[0023] 本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)
[0024] 根據(jù)本發(fā)明可提供一種適用于振動(dòng)阻尼部件的阻尼材料，例如塞等具有位移追蹤 性能等的振動(dòng)阻尼部件，呈現(xiàn)優(yōu)越阻尼性能并具有穩(wěn)定應(yīng)變依賴(lài)性、溫度依賴(lài)性、承載力依 賴(lài)性的隔震裝置。
[00巧]附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明
[00%] 圖1是基于本發(fā)明的隔震裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的垂直橫截面說(shuō)明圖。
[0027]圖2是表示圖1所示實(shí)施方式的水平位移與水平負(fù)荷間的關(guān)系的說(shuō)明圖。
[0028] 圖3是在垂直承載壓力為5MPa時(shí)圖1所示實(shí)施方式的水平位移與水平負(fù)荷間的 關(guān)系的測(cè)試結(jié)果的說(shuō)明圖。
[0029] 圖4是在垂直承載壓力為lOMPa時(shí)圖1所示實(shí)施方式的水平位移與水平負(fù)荷間的 關(guān)系的測(cè)試結(jié)果的說(shuō)明圖。
[0030] 圖5是在垂直承載壓力為15MPa時(shí)圖1所示實(shí)施方式的水平位移與水平負(fù)荷間的 關(guān)系的測(cè)試結(jié)果的說(shuō)明圖。
[0031] 圖6是在垂直承載壓力為20MPa時(shí)圖1所示的基于本發(fā)明的一種隔震裝置的實(shí)施 方式的水平位移與水平負(fù)荷間的關(guān)系的測(cè)試結(jié)果的說(shuō)明圖。
[0032] 圖7是在0°C時(shí)圖1所示實(shí)施方式的水平位移與水平負(fù)荷間的關(guān)系的測(cè)試結(jié)果的 說(shuō)明圖。
[0033]圖8是在2(TC時(shí)圖1所示實(shí)施方式的水平位移與水平負(fù)荷間的關(guān)系的測(cè)試結(jié)果的 說(shuō)明圖。
[0034]圖9是在4(TC時(shí)圖1所示實(shí)施方式的水平位移與水平負(fù)荷間的關(guān)系的測(cè)試結(jié)果的 說(shuō)明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 基于本發(fā)明的阻尼材料主要含有導(dǎo)熱填料、石墨和主要作為賦予粘性的試劑的增 粘劑樹(shù)脂。下文中會(huì)例舉具體示例并對(duì)運(yùn)些組分進(jìn)行更詳細(xì)的描述。但應(yīng)理解為本發(fā)明不 限于運(yùn)些實(shí)施方式。
[0036] 所述導(dǎo)熱填料通過(guò)阻尼材料中產(chǎn)生的相互摩擦或者與石墨、特別是與鱗片狀石墨 間產(chǎn)生的磨擦而在對(duì)振動(dòng)減幅時(shí)等呈現(xiàn)減幅效果，呈現(xiàn)形狀維持效果，可W對(duì)石墨、特別是 鱗片狀石墨的形狀進(jìn)行維持，還具有散熱效果，用于使阻尼材料中生成的摩擦熱發(fā)散。
[0037] 作為導(dǎo)熱填料，可例舉金屬氧化物顆粒，所述金屬氧化物是例如氧化侶（Al2〇3)、氧 化巧（Ca〇2)、氧化儀（MgO)、氧化鋒狂nO)、氧化鐵燈i〇2)、二氧化娃（Si〇2)、氧化鐵腳2〇3)、 氧化儀（NiO)和氧化銅（CuO)，金屬氮化物的顆粒，例如氮化棚度腳、氮化侶（A1N)和氮 化娃（SisN*)，金屬碳化物的顆粒，例如碳化棚征4〇、碳化侶（AI4C3)、碳化娃（SiC)和碳 化鐵（TiC)，金屬氨氧化物顆粒，例如氨氧化侶[A1(0H)3]、氨氧化儀[Mg(0H)2]、氨氧化鋼 (化0H)、氨氧化巧[Ca(0H)2]和氨氧化鋒口n(0H)2]。作為導(dǎo)熱填料，使用選自金屬氧化物、 金屬氮化物、金屬碳化物和金屬氨氧化物粒子的一種或兩種W上的粒子。其中，氧化儀、氧 化侶、二氧化娃、氮化侶、氮化娃、氮化棚、碳化娃等的粒子，因?qū)崧蔠及從分散性的角度 來(lái)看，優(yōu)選作為導(dǎo)熱填料使用。
[0038] 運(yùn)些導(dǎo)熱填料的粒徑對(duì)阻尼材料中產(chǎn)生的熱分散性的優(yōu)良與否具有重要作用，優(yōu) 選使用平均粒徑為10μm至50μm的導(dǎo)熱填料。特別地，通過(guò)滲混具有不同粒度的粒子，例 如，W50:50或40:60的比例滲混具有細(xì)小粒度的平均粒徑為10μm左右的金屬氧化物粒 子和具有粗粒度的平均粒徑為50μm左右的金屬氧化物粒子，具有細(xì)小粒度的平均粒徑為 10μm左右的金屬氧化物粒子填充分散的具有粗粒度的平均粒徑為50μm左右的金屬氧化 物粒子之間的間隙，從而能夠獲得金屬氧化物粒子的連續(xù)性，因此能夠增強(qiáng)散熱。進(jìn)一步， 通過(guò)滲混不同的金屬氧化物的粒子，例如，W50:50的比例滲混氧化侶粒子和氧化儀粒子， 能夠增強(qiáng)散熱。此處"平均粒徑"是指通過(guò)激光衍射/散射法而得的在粒徑分布中的50 % 積分值處的粒徑。
[0039] 所述選自金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、金屬氨氧化物和金屬碳化物的粒 子的導(dǎo)熱填料的適當(dāng)?shù)臐B入比例為40~70體積％。若滲入比例低于40體積％，則會(huì)導(dǎo)致 通過(guò)W滯后（記錄）曲線(xiàn)環(huán)繞的區(qū)域的面積來(lái)評(píng)價(jià)的阻尼特性產(chǎn)生不穩(wěn)定性，反之，若滲 入比例超過(guò)70體積％，則阻尼材料的可塑性劣化，導(dǎo)致難W制成例如具有所需形式的圓柱 塞〇
[0040] 作為石墨，可例舉人造石墨和如鱗片狀石墨的天然石墨。作為石墨的優(yōu)選示例的 鱗片狀石墨具有薄片形狀，與顆粒狀石墨相比，鱗片狀石墨的表面積較大，因此當(dāng)振動(dòng)阻尼 部件受到例如振動(dòng)和沖擊等外力時(shí)，鱗片狀石墨通過(guò)層間滑動(dòng)摩擦W及同時(shí)產(chǎn)生的與導(dǎo) 熱填料等之間的摩擦而有效呈現(xiàn)使例如振動(dòng)和沖擊等外力衰減的效果。作為石墨，優(yōu)選 使用平均粒徑超過(guò)100μm的石墨，但是，作為鱗片狀石墨則使用的石墨優(yōu)選平均粒徑為 100μm~1000μm，更優(yōu)選500μm~700μm的接觸面積大的粒徑。
[0041] 合適的石墨的滲入比例，特別是鱗片狀石墨的滲入比例為10~50體積％。若滲 入比例少于10體積％，則無(wú)法呈現(xiàn)足夠的摩擦阻尼，反之，若滲入比例超過(guò)50體積％，則存 在阻尼材料的可塑性劣化的可能性。即便阻尼材料可被模塑成型，然而所得模塑產(chǎn)品，即振 動(dòng)阻尼部件的強(qiáng)度降低，呈現(xiàn)易碎性。
[0042] 增粘劑樹(shù)脂賦予阻尼材料W粘性并使阻尼材料可模壓成型。例如，在如通過(guò)模壓 模塑含有增粘劑樹(shù)脂的阻尼材料而形成的圓柱塞的振動(dòng)阻尼部件中，增粘劑樹(shù)脂起到降低 其孔隙率的效果。另外，在因如振動(dòng)和沖擊等外力而在振動(dòng)阻尼部件中產(chǎn)生形變之后，增粘 劑樹(shù)脂再次粘附而使振動(dòng)阻尼部件恢復(fù)至形變之前的狀態(tài)，從而振動(dòng)阻尼部件具有優(yōu)越的 耐久性。合適的增粘劑樹(shù)脂的滲入比例為10~30體積％。若滲入比例少于10體積％，貝U 難W賦予阻尼材料W足夠的粘性，反之，若滲入比例超過(guò)30體積％，則存在阻