本发明涉及一种常温固化聚氨酯树脂组合物及其制法，具体是一种用于CRTS-Ⅰ型高速铁路凸形挡台填充的聚氨酯树脂，这种树脂可以在-5～40oC范围内施工固化。
背景技术：
：无砟轨道的下部基础、底座、道床板（或CA砂浆垫层）均为现场工业化浇注；双块式轨枕、轨道板、轨下胶垫、扣件、钢轨等均为工厂预制件或标准产品，可以保证其性能有很好的均一性。由此组成的轨道整体结构与有砟轨道相比具有更好的结构连续性和刚度均匀性，为提高轨道的平顺性，改善乘车质量提供了有利条件。轨道稳定性好，线路养护维修工作量显著减少，从而减小对列车运营的干扰，线路利用率高；轨道几何形位能持久保持，提高列车运行的安全性。并在很大程度上减少了工务养护和省却了维修设施，为客运专线列车的高密度、准点正常运行提供了重要保证。无砟轨道结构高度低，可减小隧道开挖断面；自重轻，可减轻桥梁二期恒载。其纵、横向稳定性好，在选线困难地段可以利用它能承受较大轮轨横向力的有利条件，适当放宽曲线允许超高、欠超高的限制，减少最小曲线半径，从而有利于选线，减少工程量，节省投资。目前，无砟轨道已经成为高速客运专线的首选，中国也是世界上无砟轨道客运专线建设里程最长的国家，而且还在继续建设。无砟轨道的轨道弹性较之有砟轨道要差，环境振动和噪声的量级较高。这会增加轴重对轨道破坏、失效和轨道状态恶化的影响，也会随轴重的增加加剧环境振动和噪声。无砟轨道建设的技术要求和难度要远高于有砟轨道；由于没有道砟进行减震，对路基的减震性能就提出了更高的要求。目前国内引进的无砟轨道技术主要是德国的Rheda型和日本的CRTS型板式轨道技术。日本的CRTS型板式轨道技术是世界上应用最多无砟轨道技术，国内京大线就采用了这种技术，称为CRTS-Ⅰ型，凸型挡台和轨道板之间CA砂浆填充，起限位和减震作用，由于CA砂浆的弹性较差，现在已经改为高分子树脂填充，这就要求树脂应有足够的强度、适当的弹性，能够良好的粘接凸型挡台和轨道板，以及足够好的老化性能，因所处的地域不同，某些地区要求树脂应具有较好的耐寒性能。我国东北大部分地区年平均最低温度都在-40oC以下，这就要求凸型挡台填充树脂具有足够的耐低温性能，且低温条件下性能稳定，铁路科学技术研究院出台了相关的暂行标准见表1，表2。表1凸台树脂混合液性能指标要求序号项目性能指标要求1黏度（Pa·s25oC）≤102可工作时间（min）≥203表干时间（h）≤244承载时间（h）≤485固化收缩量（mm）≤10表2浇铸体的性能指标要求聚氨酯树脂耐低温性能好，强度硬度可调，老化性能优良，可以常温固化，是用于凸型挡台填充树脂的很好材料。为此，本领域技术人员对此进行了大量的研究，中国发明专利说明书CN101544740A公开了一种浇注型常温固化聚氨酯树脂组合物及其制备方法,、中国发明专利说明书CN102250310B公开了一种聚氨酯树脂组合物及其制备方法和用途，上述两专利存在制备过程繁琐，需要合成预聚体，预聚体储存期有限，而且粘度较大，需要加入大量增塑剂来调整粘度等不足；中国发明专利说明书CN100523084C提供了一种聚氨酯树脂组合物，及其制备方法和其作为铁路板式无碴轨道凸形挡台的填充材料的使用方法，存在的不足是其制备的树脂不能在低温下使用，且需要加入有机金属催化剂，对环境危害较大；中国发明专利说明书CN101613453B提供了一种用于填充单元板式无砟轨道凸形挡台的树脂组合物，虽然可以低温使用，但加入增塑剂量过大，而且要加入有机金属催化剂，对环境危害严重，且催化剂要单独包装，在使用时加入，不适合工地现场使用，而且必须在15oC～40oC范围内施工。技术实现要素：本发明的目的是提供一种用于CRTS-Ⅰ型高速铁路凸形挡台填充的常温固化聚氨酯树脂组合物，其双组分使用，具有良好的操作性，可常温固化，性能优良且稳定。本发明的另一目的是提供上述常温固化聚氨酯树脂的制备方法。本发明的常温固化聚氨酯树脂组合物，由A、B两组分混合固化制成常温固化聚氨酯树脂组合物，该组合物由以下步骤制得：将低聚物多元醇重量3～5%的增塑剂、4～7%的半补强炭黑加入低聚物多元醇中研磨，备用；将含研磨好炭黑的低聚物多元醇加入到反应釜中，升温至50～60oC加入低聚物多元醇重量20～30%的硅微粉、4～7%的硫酸钙晶须，充分分散，分散过程总物料温度不超过90oC；将步骤的物料缓慢加热至110～120oC，在真空度10～20mmHg之间，脱水1.5～2小时，然后降温至50oC以下；加入低聚物多元醇重量的0.4～0.7%的消泡剂、0.3～0.6%的分散剂、0.6～0.9%的流平剂、0.3～0.6%的偶联剂和0.5%的抗氧剂于物料中，搅拌均匀，然后出料、密封包装，作为A组分；B组分为含增塑剂的多亚甲基多苯基异氰酸酯（PAPI）；使用时将A、B两组分按比例充分混合，常温固化28天即获得产品。本发明步骤中低聚物多元醇为羟值1～3.1±0.05mmol/g的聚四氢呋喃醚二醇（PTMG），羟值11～14±0.6mmol/g的硬泡聚醚和羟值为0.5～0.7±0.05mmol/g的端羟基聚丁二烯（HTPB）三者的混合物；其中PTMG占总低聚物多元醇重量的10～30%，硬泡聚醚占总低聚物多元醇重量的5～10%，HTPB占总低聚物多元醇重量的65～80%。优选羟值为2±0.05mmol/g的PTMG，羟值为13.7±0.6mmol/g、牌号为403的硬泡聚醚，羟值为0.6±0.05mmol/g的HTPB，PTMG/硬泡聚醚/HTPB=15/9/76(质量比)的比例。本发明步骤中增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯（DOP）和癸二酸二辛酯（DOS）中的一种或两者的混合物。优选癸二酸二辛酯DOS，用量低聚物多元醇重量的4%。本发明步骤中半补强炭黑优选牌号550的半补强炭黑，用量低聚物多元醇重量的5%。本发明步骤中硅微粉（化学成分为二氧化硅）粒径为600～1000目，优选800目，用量为低聚物多元醇重量的28%；硫酸钙晶须平均长径比为75～85，优选长径比80，用量为低聚物多元醇重量的5%。本发明步骤中偶联剂为N-β（氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，优选用量.为低聚物多元醇重量的0.5%；消泡剂为相容性好的BYK-051、BYK-060N或DEUCHEM-6800，优选为牌号为BYK-051，用量为低聚物多元醇重量的0.6%；分散剂为炭黑专用分散剂，牌号为DISPERBYK-2000、DISPERBYK-2090或DEUCHEM-926，优选为牌号为DISPERBYK-2000，用量为低聚物多元醇重量的0.5%； 流平剂为反应型有机硅氧烷，牌号为BYK-373、BYK370或DEUCHEM-495，优选牌号为BYK-373，用量为低聚物多元醇重量的0.75%；本发明步骤中抗氧剂为：2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚（BHT），牌号264和亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯，牌号为168二者的混合物，2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚（BHT）用量为低聚物多元醇重量的0.2～0.4%，亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯用量为低聚物多元醇重量的0.1～0.3%。优选2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚为低聚物多元醇重量的0.3%，亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯为低聚物多元醇重量的0.2%。本发明步骤组分B的多亚甲基多苯基异氰酸酯的牌号为BASF的LupranateM20S。本发明步骤组分B所含增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯（DOP）和癸二酸二辛酯（DOS）中的一种或两者的混合物，优选癸二酸二辛酯DOS。多亚甲基多苯基异氰酸酯/增塑剂为95/5质量比。本发明步骤中B组分活性官能团物质的量与A组分活性官能团物质的量之比为1.01～1.03，优选1.02。与现有技术相比，本发明的常温固化聚氨酯树脂组合物的优点在于：固化物性能符合“客运铁路CRTS-1型板式无渣轨道凸型挡台填充树脂（CPU）暂行技术条件”技术规范，玻璃化温度低至-80℃，可以在任何气候环境下使用。本发明制备方法的优点在于：制备过程简单可靠，不用合成预聚体，自催化体系，储存期长，A、B组分粘度低，A、B两组分易于均匀混合，流动性好，不用加入大量增塑剂，绿色环保且浇注时更易于操作，可在5oC～40oC范围内施工；本发明原料易得，工艺可操控性好，产品质量稳定。具体实施方式实施例1：将80Kg羟值为0.5±0.05mmol/g的HTPB、10Kg羟值为11±0.6mmol/g的硬泡聚醚、10Kg羟值为3.1±0.05mmol/g的PTMG、7Kg的550炭黑和3Kg的DOP投入研磨机研磨，研磨完成后将物料投入带分散装置的200L反应釜，搅拌，缓慢升温至50~55oC，加入长径比75的硫酸钙晶须4Kg和600目的硅微粉30Kg，启动分散机分散1小时（分散过程中保持料温不超过90oC），停止分散，升温至110~120oC减压至10~20mmHg脱水，脱水两小时后，降温至50oC以下，加入0.4Kg的BYK-051、0.5Kg的DISPERBYK-2000、0.6Kg的BYK-373和0.3Kg的N-β（氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、0.4Kg的264和0.1Kg的168，搅拌2小时，出料，密封包装，作为A组分。将95Kg的PAPI、5Kg的DOP加入200L的反应釜，常温搅拌2小时，出料，密封包装，作为B组分。将20Kg的A组分与3.5Kg的B组分充分混合5分钟，混合液的性能满足表1的技术指标，将混合液浇注在模具中，常温固化28天，固化物性能满足表2的性能指标。实施例2：将76Kg羟值为0.6±0.05mmol/g的HTPB、9Kg羟值为13.7±0.6mmol/g的硬泡聚醚403、15Kg羟值为2±0.05mmol/g的PTMG、5Kg的550炭黑和4Kg的DOS投入研磨机研磨，研磨完成后将物料投入带分散装置的200L反应釜，搅拌，缓慢升温至50~55oC，加入长径比80的硫酸钙晶须5Kg和800目的硅微粉28Kg，启动分散机分散1小时（分散过程中保持料温不超过90oC），停止分散，升温至110~120oC减压至10~20mmHg脱水，脱水两小时后，降温至50oC以下，加入0.6Kg的BYK-051、0.5Kg的DISPERBYK-2000、0.75Kg的BYK-373和0.5Kg的N-β（氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、0.3Kg的264和0.2Kg的168，搅拌2小时，出料，密封包装，作为A组分。将95Kg的PAPI、5Kg的DOP加入200L的反应釜，常温搅拌2小时，出料，密封包装，作为B组分。将20Kg的A组分与3.07Kg的B组分充分混合5分钟，混合液的性能满足表1的技术指标，将混合液浇注在模具中，常温固化28天，固化物性能满足表2的性能指标。实施例3：将72Kg羟值为0.7±0.05mmol/g的HTPB、8Kg羟值为的12±0.6mmol/g硬泡聚醚、20Kg羟值为2±0.05mmol/g的PTMG、4Kg的550炭黑和4Kg的DOP投入研磨机研磨，研磨完成后将物料投入带分散装置的200L反应釜，搅拌，缓慢升温至50~55oC，加入长径比85的硫酸钙晶须4Kg和800目的硅微粉26Kg，启动分散机分散1小时（分散过程中保持料温不超过90oC），停止分散，升温至110~120oC减压至10~20mmHg脱水，脱水两小时后，降温至50oC以下，加入0.7Kg的BYK-051、0.3Kg的DISPERBYK-2000、0.9Kg的BYK-373和0.6Kg的N-β（氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、0.2Kg的264和0.3Kg的168，搅拌2小时，出料，密封包装，作为A组分。将95Kg的PAPI、5Kg的DOP加入200L的反应釜，常温搅拌2小时，出料，密封包装，作为B组分。将20Kg的A组分与3.9Kg的B组分充分混合5分钟，混合液的性能满足表1的技术指标，将混合液浇注在模具中，常温固化28天，固化物性能满足表2的性能指标。实施例4将68Kg羟值为0.6±0.05mmol/g的HTPB、7Kg羟值为14±0.6mmol/g的硬泡聚醚403、25Kg羟值为1±0.05mmol/g的PTMG、7Kg的550炭黑、4Kg的DOS投入研磨机研磨，研磨完成后将物料投入带分散装置的200L反应釜，搅拌，缓慢升温至50~55oC，加入长径比80的硫酸钙晶须5Kg和800目的硅微粉25Kg，启动分散机分散1小时（分散过程中保持料温不超过90oC），停止分散，升温至110~120oC减压至10~20mmHg脱水，脱水两小时后，降温至50oC以下，加入0.5Kg的BYK-051、0.4Kg的DISPERBYK-2000、0.7Kg的BYK-373和0.4Kg的N-β（氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、0.3Kg的264和0.2Kg的168，搅拌2小时，出料，密封包装，作为A组分。将95Kg的PAPI、3Kg的DOP和2Kg的DOS加入200L的反应釜，常温搅拌2小时，出料，密封包装，作为B组分。将20Kg的A组分与3.4Kg的B组分充分混合5分钟，混合液的性能满足表1的技术指标，将混合液浇注在模具中，常温固化28天，固化物性能满足表2的性能指标。实施例5：将68Kg羟值为0.6±0.05mmol/g的HTPB、7Kg羟值为13.7±0.6mmol/g的硬泡聚醚403、25Kg羟值为2±0.05mmol/g的PTMG、6Kg的550炭黑、2Kg的DOP和3Kg的DOS投入研磨机研磨，研磨完成后将物料投入带分散装置的200L反应釜，搅拌，缓慢升温至50~55oC，加入长径比80的硫酸钙晶须5Kg和1000目的硅微粉23Kg，启动分散机分散1小时（分散过程中保持料温不超过90oC），停止分散，升温至110~120oC减压至10~20mmHg脱水，脱水两小时后，降温至50oC以下，加入0.5Kg的BYK-051、0.6Kg的DISPERBYK-2000、0.8Kg的BYK-373和0.5Kg的N-β（氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、0.3Kg的264和0.2Kg的168，搅拌2小时，出料，密封包装，作为A组分。将95Kg的PAPI、5Kg的DOS加入200L的反应釜，常温搅拌2小时，出料，密封包装，作为B组分。将20Kg的A组分与3.7Kg的B组分充分混合5分钟，混合液的性能满足表1的技术指标，将混合液浇注在模具中，常温固化28天，固化物性能满足表2的性能指标。实施例6将65Kg羟值为0.6±0.05mmol/g的HTPB、6Kg羟值为13.7±0.6mmol/g的硬泡聚醚403、29Kg羟值为2±0.05mmol/g的PTMG、5Kg的550炭黑和5Kg的DOP投入研磨机研磨，研磨完成后将物料带投入分散装置的200L反应釜，搅拌，缓慢升温至50~55oC，加入长径比80的硫酸钙晶须5Kg和800目的硅微粉21Kg，启动分散机分散1小时（分散过程中保持料温不超过90oC），停止分散，升温至110~120oC减压至10~20mmHg脱水，脱水两小时后，降温至50oC以下，加入0.6Kg的BYK-051、0.5Kg的DISPERBYK-2000、0.75Kg的BYK-373和0.5Kg的N-β（氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、0.3Kg的264和0.2Kg的168，搅拌2小时，出料，密封包装，作为A组分。将95Kg的PAPI、5Kg的DOS加入200L的反应釜，常温搅拌2小时，出料，密封包装，作为B组分。将20Kg的A组分与3.7Kg的B组分充分混合5分钟，混合液的性能满足表1的技术指标，将混合液浇注在模具中，常温固化28天，固化物性能满足表2的性能指标。实施例7将65Kg羟值为0.6±0.05mmol/g的HTPB、5Kg羟值为13.7±0.6mmol/g的硬泡聚醚403、30Kg羟值为2±0.05mmol/g的PTMG、5Kg的550炭黑和5Kg的DOS投入研磨机研磨，研磨完成后将物料投入带分散装置的200L反应釜，搅拌，缓慢升温至50~55oC，加入长径比80的硫酸钙晶须5Kg和800目的硅微粉20Kg，启动分散机分散1小时（分散过程中保持料温不超过90oC），停止分散，升温至110~120oC减压至10~20mmHg脱水，脱水两小时后，降温至50oC以下，加入0.6Kg的BYK-051、0.5Kg的DISPERBYK-2000、0.75Kg的BYK-373和0.5Kg的N-β（氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、0.3Kg的264和0.2Kg的168，搅拌2小时，出料，密封包装，作为A组分。将95Kg的PAPI、5Kg的DOS加入200L的反应釜，常温搅拌2小时，出料，密封包装，作为B组分。将20Kg的A组分与3.5Kg的B组分充分混合5分钟，混合液的性能满足表1的技术指标，将混合液浇注在模具中，常温固化28天，固化物性能满足表2的性能指标。当前第1页1 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