一种减隔震聚氨酯树脂及其制备与应用方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及轨道交通领域，具体而言，涉及一种减隔震聚氨酯树脂及其制备与应 用方法。
【背景技术】
[0002] 随着铁路交通的高速发展，对于列车的行车平稳、低震动和低噪音的技术要求越 来越高。在现有的技术中在现有的技术中通常有三种方法用以提高轨道系统的减震降噪性 能。
[0003] 其一为改变钢轨扣件系统的刚度，增加轨道板弹性，达到减震的目的。但是在扣件 系统中由于扣件的面积较小，使其只能在一定程度上提高减震的性能。因此扣件系统通常 作为辅助的减震系统广泛的应用于轨道板系统中。
[0004] 其二为在轨道板下填充沥青聚合物砂浆（CA砂浆）。但是由于CA砂浆的面刚度过 大，减震效果并不明显，并且其韧性欠缺、粘结力小，容易造成粘结失效和应力点破碎，不能 满足轨道交通的高速发展。
[0005] 其三为在轨道板下加铺减震弹性体垫板。
[0006] 例如中国专利CN 202347371U提供了一种用于铺设在铁轨下方枕木上的减震垫 板，垫板的主体材料为热塑性聚酯弹性体材料，虽然能够提供一定的减震缓冲作用，但是由 于热塑性聚酯弹性垫板的压缩永久变形过大，使得回弹性能欠缺，并且存在使用寿命短的 缺点，并不能满足现今铁路交通高频次的运营。
[0007] 中国专利CN101469084A提供了一种减震橡胶垫板，所述减震垫板的配比包括天 然橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶和苯乙烯。采用集成橡胶的体系，获得了较好的机械性能，但是 所得的垫板的动静刚度比过大，并不能提供很好的缓冲减震效果，因此同样也不能满足现 今铁路交通高频次的运营。
[0008] 并且，以上二类垫板大规模使用时，均一性难于保证，在高等级减震铁路中的应用 受到限制。
[0009] 有鉴于此，特提出本发明。
【发明内容】
[0010] 本发明的第一目的在于提供一种减隔震聚氨酯树脂，所述的减隔震聚氨酯树脂具 有优异的机械性能，并具有有效缓冲减震、隔音降噪、使用寿命长等优点。
[0011] 本发明的第二目的在于提供一种所述的减隔震聚氨酯树脂的制备方法，该方法工 艺简单，适于大规模生产。
[0012] 本发明的第三目的在于提供一种所述的减隔震聚氨酯树脂的应用方法，采用本发 明所述的减隔震聚氨酯树脂制备出的微孔弹性体垫板用于轨道板系统内，处于轨道板与底 座板之间，具有承载面积大，缓冲减震、隔音降噪效果明显、使用寿命长的特点。
[0013] 为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
[0014] 一种减隔震聚氨酯树脂，所述减隔震聚氨酯树脂包括第一组分和第二组分，所述 第一组分中的异氰酸根（-NC0)的质量百分数（异氰酸基团占第一组分的质量百分数）为 3. 5%~25%，优选为10%~20%，进一步优选为12%~17% ;第二组分的羟值（与1克 第二组分中羟基摩尔数相等的氢氧化钾的毫克数）为35mgK0H/g~300mgK0H/g，优选为 100mgK0H/g ~250mgK0H/g，进一步优选为 130mgK0H/g ~220mgK0H/g ;第一组份和第二组 分的质量混合比为〇. 3~2. 5,优选为0. 7~1. 8,进一步优选为0. 9~1. 6 ;
[0015] 所述第一组分主要由以下质量分数的成分制备得到：
[0016] 多元醇30 %~90 %，多异氰酸酯10 %~70% ;
[0017] 所述第二组分主要由以下质量分数的成分制备得到：
[0018] 多元醇40%~97%，交联剂1 %~50%，发泡剂0. 1 %~10%，催化剂0. 01 %~ 5%，匀泡剂0. 5%~3%，开孔剂0. 1 %~5%，抗氧剂0. 1 %~5%，紫外线吸收剂0. 1 %~ 2%〇
[0019] 本发明采用特定的成分及含量，制备得到具有特定异氰酸根质量百分数和羟值的 减隔震聚氨酯树脂，所得减隔震聚氨酯树脂能够有效减小列车在行驶过程中的震动和噪 音，并且使用寿命长；本发明可以通过配方的改变，可得到不同的聚氨酯树脂，使得所得的 聚氨酯树脂可制得不同刚度的减隔震弹性体垫板，用以适应不同铁路路段的需求。本发明 减隔震聚氨酯树脂能够解决现今铁路交通中存在行车不稳、震动大、噪音大的缺点，可应用 于城市间和城际间紧邻居民的轨道交通建设。
[0020] 进一步，第一组分的异氰酸根（-NC0)含量（异氰酸基团占第一组分的质量百分 数）为：3.5%~5%、5%~6%、6%~7%、7%~8%、8%~9%、9%~10%、10%~11%、 11 %~12 %、12% ~13%、13 % ~14%、14% ~15 %、15 % ~16 %、16 % ~17 %、17 % ~ 18 %、18 % ~19 %、19 % ~20 %、20 % ~21 %、21 % ~22 %、22 % ~23 %、23 % ~24%、 24%~25% ;优选为 10%~11 %、11 %~12%、12%~13%、13%~14%、14%~15%、 15 % ~16 %、16 % ~17 %、17 % ~18 %、18 % ~19 %、19 % ~20% ;特别优选为 12 % ~ 13%、13%~14%、14%~15%、15%~16%、16%~17%。通过第一组分的异氰酸根 (-NC0)含量的改变，可得到不同的聚氨酯树脂，使得所得的聚氨酯树脂可制得不同刚度的 减隔震弹性体垫板，用以适应不同铁路路段的需求。
[0021] 进一步，第二组分的羟值（与1克第二组分中羟基摩尔数相等的氢氧化钾的毫 克数）为：35mgK0H/g ~50mgK0H/g、50mgK0H/g ~60mgK0H/g、60mgK0H/g ~70mgK0H/g、 70mgK0H/g ~80mgK0H/g、80mgK0H/g ~90mgK0H/g、90mgK0H/g ~100mgK0H/g、100mgK0H/ g ~110mgK0H/g、110mgK0H/g ~120mgK0H/g、120mgK0H/g ~130mgK0H/g、130mgK0H/ g ~140mgK0H/g、140mgK0H/g ~150mgK0H/g、150mgK0H/g ~160mgK0H/g、160mgK0H/ g ~170mgK0H/g、170mgK0H/g ~180mgK0H/g、180mgK0H/g ~190mgK0H/g、190mgK0H/ g ~200mgK0H/g、200mgK0H/g ~210mgK0H/g、210mgK0H/g ~220mgK0H/g、220mgK0H/ g ~230mgK0H/g、230mgK0H/g ~240mgK0H/g、240mgK0H/g ~250mgK0H/g、250mgK0H/ g ~260mgK0H/g、260mgK0H/g ~270mgK0H/g、270mgK0H/g ~280mgK0H/g、280mgK0H/g ~ 290mgK0H/g、290mgK0H/g ~300mgK0H/g ;优选为 100mgK0H/g ~110mgK0H/g、IlOmgKOH/ g ~120mgK0H/g、120mgK0H/g ~130mgK0H/g、130mgK0H/g ~140mgK0H/g、140mgK0H/ g ~150mgK0H/g、150mgK0H/g ~160mgK0H/g、160mgK0H/g ~170mgK0H/g、170mgK0H/ g ~180mgK0H/g、180mgK0H/g ~190mgK0H/g、190mgK0H/g ~200mgK0H/g、200mgK0H/ g ~210mgK0H/g、210mgK0H/g ~220mgK0H/g、220mgK0H/g ~230mgK0H/g、230mgK0H/ g ~240mgK0H/g、240mgK0H/g ~250mgK0H/g ;特别优选为 130mgK0H/g ~140mgK0H/g、 140mgK0H/g ~150mgK0H/g、150mgK0H/g ~160mgK0H/g、160mgK0H/g ~170mgK0H/g、 170mgK0H/g ~180mgK0H/g、180mgK0H/g ~190mgK0H/g、190mgK0H/g ~200mgK0H/g、 200mgK0H/g~210mgK0H/g、210mgK0H/g~220mgK0H/g。通过第二组分的轻值的改变，可得 到不同的聚氨酯树脂，使得所得的聚氨酯树脂可制得不同刚度的减隔震弹性体垫板，用以 适应不同铁路路段的需求。
[0022] 进一步，第一组份和第二组分质量混合比为：0. 3~0. 4、0. 4~0. 5、0. 5~0. 6、 0· 6 ~0· 7、0· 7 ~0· 8、0· 8 ~0· 9、0· 9 ~1、1 ~I. 1、1. 1 ~1. 2、1· 2 ~1. 3、1· 3 ~1. 4、 1. 4 ~1. 5、1· 5 ~1. 6、1· 6 ~1. 7、1· 7 ~1. 8、1· 8 ~1. 9、1· 9 ~2. 0、2. 0 ~2. 1、2. 1 ~ 2. 2、2· 2 ~2. 3、2· 3 ~2. 4、2· 4 ~2. 5 ;优选为 0· 7 ~0· 8、0· 8 ~0· 9、0· 9 ~1、1 ~1. 1、 I. 1 ~1. 2、1. 2 ~1. 3、1. 3 ~1. 4、1. 4 ~1. 5、1. 5 ~1. 6、1. 6 ~1. 7、1. 7 ~1. 8 ;特别优选 为 0· 9 ~1、1 ~I. 1、L 1 ~1. 2、1· 2 ~1. 3、1· 3 ~1. 4、1· 4 ~1. 5、1· 5 ~1. 6。通过第一 组份和第二组分质量混合比的改变，可得到不同的聚氨酯树脂，使得所得的聚氨酯树脂可 制得不同刚度的减隔震弹性体垫板，用以适应不同铁路路段的需求。
[0023] 进一步地，所述第一组分主要由以下质量分数的成分制备得到：
[0024] 多元醇45 %~75%，优选为51 %~69%，多异氰酸酯25 %~55%，优选为31 %~ 49%〇
[0025] 进一步地，所述第二组分主要由以下质量分数的成分制备得到：
[0026] 多元醇55%~85%，优选为64%~79% ;交联剂12. 5%~37. 5%，优选为 17. 5%~30% ;发泡剂2. 5%~7. 5%，优选为3. 5%~6% ;催化剂L 25%~3. 75%，优选 为L 75%