阻尼材料、使用該阻尼材料的振動阻尼部件以及安裝了該振動阻尼部件的隔震裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設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阻尼部件 的阻尼材料、使用阻尼材料的振動阻尼部件W及安裝有振動阻尼部件的隔震裝置。
【背景技術】
[0002] 如專利文獻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荷之后，由地震等導致的地面震動向建筑 物的傳導被層疊彈性體盡可能地阻止，轉移至建筑物的振動也被鉛塞盡快地減弱。
[0003] 運種用在隔震裝置中的鉛塞，因為充分地吸收振動能量，在塑性形變之后可W很 容易地通過由振動能量的吸收產生的熱發生再結晶，不會引起機械疲勞，所W特別優選作 為振動能量吸收體。
[0004] 現有技術文獻 陽00引專利文獻
[0006] 專利文獻 1 :JP-A-
[0007] 專利文獻 2 :JP-A-
[0008] 專利文獻 3 :JP-A-

【發明內容】

[0009] 發明所要解決的問題
[0010] 然而，眾所周知鉛的比重極高，因此對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至安裝地點并安裝于建筑物上，而且難W獲得針對性的承載 力，即，存在難W發揮與隔震裝置所支持的負荷不同的建筑物相應的隔振效果的問題。
[0011] 專利文獻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。即使在運種隔震裝置中，承載力針對性也未 被考慮。
[0012] 本發明基于如上所述的方面進行設計，目的在于提供一種適用于振動阻尼部件的 阻尼材料、使用該阻尼材料的振動阻尼部件和安裝有該振動阻尼部件的隔震裝置。
[0013] 解決技術問題的方案
[0014] 基于本發明一個方面的阻尼材料主要包含導熱填料、石墨和增粘劑樹脂。
[0015] 基于本發明另一個方面的阻尼材料包含導熱填料、平均粒徑超過100μm的石墨、 和增粘劑樹脂。
[0016] 基于本發明其他一個方面的阻尼材料包含40~70體積％的導熱填料、10~50體 積％的石墨、和10~30體積％的增粘劑樹脂。
[0017] 進一步基于本發明的一個方面的阻尼材料包含通過相互摩擦來使施加的振動減 幅的導熱填料、通過至少與導熱填料的磨擦來使施加的振動減幅的石墨、和增粘劑樹脂，運 種阻尼材料中的粘性由增粘劑樹脂賦予。
[0018] 基于本發明的阻尼材料中，作為石墨可例舉人造石墨W及鱗片狀石墨等天然石 墨；但是在優選的例子中，所述石墨是鱗片狀石墨。
[0019] 基于本發明的阻尼材料可進一步包含硫化橡膠粉末和結晶聚醋樹脂中的至少一 種作為其他組分。硫化橡膠粉末的滲入比例相對于上述阻尼材料優選40體積％ ^下，更優 選7~30體積％，結晶聚醋樹脂的滲入比例相對于所述阻尼材料優選超過0體積％且為20 體積％W下，更優選超過0體積％且為15體積％W下。
[0020] 在本發明的一個優選實施例中，導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，增粘劑樹脂（賦予粘性的樹 脂）包括選自天然樹脂和合成樹脂的至少一種，所述天然樹脂包括松香和諸如松香衍生物 的松香基樹脂，諸如祗締樹脂的祗締基樹脂，所述合成樹脂包括石油樹脂、酪醒樹脂、煤基 樹脂、帖締基樹脂等。
[0021] 基于本發明的具有如塞狀等柱狀形狀的振動阻尼部件由上述阻尼材料形成，其由 一個端面、與該端面相反的另一端面、將該端面和另一端面連接的側面來界定，該部件適于 使得所述另一端面相對于該一個端面沿著平行于該一個端面的平行方向進行相對彎曲變 形，從而使相對彎曲變形的能量衰減。運種振動衰減部件具有例如充分的阻尼性能和位移 追蹤性等性能，在由例如振動和沖擊等外力導致的形變產生之后，所述振動阻尼部件適于 再次粘附并恢復至形變之前的狀態。
[0022] 基于本發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內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。在一個優選實施例中運種圓柱塞適于與層疊彈性體一起在層疊方向上支撐負荷。
[0023] 本發明的優勢
[0024] 根據本發明可提供一種適用于振動阻尼部件的阻尼材料，例如塞等具有位移追蹤 性能等的振動阻尼部件，呈現優越阻尼性能并具有穩定應變依賴性、溫度依賴性、承載力依 賴性的隔震裝置。
[00巧]附圖的簡要說明
[00%] 圖1是基于本發明的隔震裝置的一個優選實施方式的垂直橫截面說明圖。
[0027]圖2是表示圖1所示實施方式的水平位移與水平負荷間的關系的說明圖。
[0028] 圖3是在垂直承載壓力為5MPa時圖1所示實施方式的水平位移與水平負荷間的 關系的測試結果的說明圖。
[0029] 圖4是在垂直承載壓力為lOMPa時圖1所示實施方式的水平位移與水平負荷間的 關系的測試結果的說明圖。
[0030] 圖5是在垂直承載壓力為15MPa時圖1所示實施方式的水平位移與水平負荷間的 關系的測試結果的說明圖。
[0031] 圖6是在垂直承載壓力為20MPa時圖1所示的基于本發明的一種隔震裝置的實施 方式的水平位移與水平負荷間的關系的測試結果的說明圖。
[0032] 圖7是在0°C時圖1所示實施方式的水平位移與水平負荷間的關系的測試結果的 說明圖。
[0033]圖8是在2(TC時圖1所示實施方式的水平位移與水平負荷間的關系的測試結果的 說明圖。
[0034]圖9是在4(TC時圖1所示實施方式的水平位移與水平負荷間的關系的測試結果的 說明圖。
【具體實施方式】
[0035] 基于本發明的阻尼材料主要含有導熱填料、石墨和主要作為賦予粘性的試劑的增 粘劑樹脂。下文中會例舉具體示例并對運些組分進行更詳細的描述。但應理解為本發明不 限于運些實施方式。
[0036] 所述導熱填料通過阻尼材料中產生的相互摩擦或者與石墨、特別是與鱗片狀石墨 間產生的磨擦而在對振動減幅時等呈現減幅效果，呈現形狀維持效果，可W對石墨、特別是 鱗片狀石墨的形狀進行維持，還具有散熱效果，用于使阻尼材料中生成的摩擦熱發散。
[0037] 作為導熱填料，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，因導熱率W及從分散性的角度 來看，優選作為導熱填料使用。
[0038] 運些導熱填料的粒徑對阻尼材料中產生的熱分散性的優良與否具有重要作用，優 選使用平均粒徑為10μm至50μm的導熱填料。特別地，通過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性，因此能夠增強散熱。進一步， 通過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， 能夠增強散熱。此處"平均粒徑"是指通過激光衍射/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 子的導熱填料的適當的滲入比例為40~70體積％。若滲入比例低于40體積％，則會導致 通過W滯后（記錄）曲線環繞的區域的面積來評價的阻尼特性產生不穩定性，反之，若滲 入比例超過70體積％，則阻尼材料的可塑性劣化，導致難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，因此當振動阻尼 部件受到例如振動和沖擊等外力時，鱗片狀石墨通過層間滑動摩擦W及同時產生的與導 熱填料等之間的摩擦而有效呈現使例如振動和沖擊等外力衰減的效果。作為石墨，優選 使用平均粒徑超過100μm的石墨，但是，作為鱗片狀石墨則使用的石墨優選平均粒徑為 100μm~1000μm，更優選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％，則無法呈現足夠的摩擦阻尼，反之，若滲入比例超過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，然而所得模塑產品，即振 動阻尼部件的強度降低，呈現易碎性。
[0042] 增粘劑樹脂賦予阻尼材料W粘性并使阻尼材料可模壓成型。例如，在如通過模壓 模塑含有增粘劑樹脂的阻尼材料而形成的圓柱塞的振動阻尼部件中，增粘劑樹脂起到降低 其孔隙率的效果。另外，在因如振動和沖擊等外力而在振動阻尼部件中產生形變之后，增粘 劑樹脂再次粘附而使振動阻尼部件恢復至形變之前的狀態，從而振動阻尼部件具有優越的 耐久性。合適的增粘劑樹脂的滲入比例為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30體積％，則存在阻