一种一体成型梯形轨枕减振缓冲复合件及其制备方法和应用与流程

本发明涉及一种一体成型梯形轨枕减振缓冲复合件及其制备方法和应用，属于城市轨道交通缓冲。

背景技术：

1、目前预制轨道成为了城市轨道交通的主流形式。随着城市轨道交通的提高运行速度、增加运行频次、提高运载能力、降低维护成本等更高需求，传统橡胶和常规聚氨酯缓冲垫的性能和服役寿命已经不能满足相关要求，需要频繁更换，导致线路维护成本居高不下，线路的运行也存在严重的安全隐患。另外，传统的梯形轨枕完成工厂预制后，将常规形式缓冲垫通过铆钉、锚固或者粘贴等二次加工的方式固定于梯形轨枕上，不仅工序复杂，而且缓冲垫与梯形轨枕的连接质量也难以保障，在地震及地质断裂段等特殊情况下轨道板或梯形轨枕与道床产生滑移后，可能出现缓冲垫抗剪破坏等情况。

技术实现思路

1、本发明的技术解决方案是：克服现有技术的不足，提出一种一体成型梯形轨枕减振缓冲复合件及其制备方法和应用。

2、本发明的技术解决方案是：

3、一种一体成型梯形轨枕减振缓冲复合件，该一体成型梯形轨枕减振缓冲复合件的结构包括混凝土梯形轨枕预制件、聚氨酯缓冲垫用尼龙丝网、聚氨酯减振垫用尼龙丝网、聚氨酯减振垫、聚氨酯缓冲垫、背板；

4、所述聚氨酯缓冲垫用尼龙丝网一端预埋在聚氨酯缓冲垫上表面，另一端预埋在混凝土梯形轨枕预制件的侧面；

5、所述聚氨酯减振垫用尼龙丝网、一端预埋在混凝土梯形轨枕预制件的下端面，另一端预埋在聚氨酯减振垫的上表面，背板粘结在聚氨酯减振垫的下表面。

6、所述尼龙丝网的厚度d均为10mm，预埋在混凝土预制件内部的厚度d1为4-6mm，预埋在缓冲垫内部的厚度为d-d1，尼龙丝网的材质为聚酰胺，每平方米的质量为350-400g。

7、所述背板的厚度为0.5-0.8mm，材质为聚氨酯、聚酰胺或聚碳酸酯极性材质薄片，硬度≥邵a90。

8、所述聚氨酯缓冲垫的原料包括a组分和b组分；

9、所述a组分的原料包括聚醚多元醇ptmeg2000、扩链剂1，4-丁二醇bdo、发泡剂h2o、匀泡剂、催化剂(双(二甲氨基乙基)醚bdmae、平衡催化剂、二月桂酸二丁基锡t12和色浆，以a组分的原料总质量为100％计，各组分及其质量分数如下：

10、聚醚多元醇ptmeg2000 80％-90％

11、扩链剂1,4-丁二醇bdo 10％-18％

12、发泡剂h2o 0.08％～0.12％

13、匀泡剂 0.4％～0.8％

14、催化剂(双(二甲氨基乙基)醚bdmae 0.10％～0.20％

15、二月桂酸二丁基锡t12 0.010％～0.015％

16、平衡催化剂 0.5％～0.8％

17、色浆 0.5％～1％

18、所述匀泡剂为江苏美思德公司牌号为ak7703的匀泡剂；

19、所述的色浆为milliken x80lt牌号紫色色浆；

20、所述的平衡催化剂为上海德音化学有限公司的牌号为pc-77聚氨酯催化剂；

21、所述聚氨酯减振垫的原料包括a组分和b组分；

22、所述a组分的原料包括聚醚多元醇ptmeg2000、扩链剂1，4-丁二醇bdo、发泡剂h2o、匀泡剂、催化剂(双(二甲氨基乙基)醚bdmae、平衡催化剂、二月桂酸二丁基锡t12和色浆，以a组分的原料总质量为100％计，各组分及其质量分数如下：

23、聚醚多元醇ptmeg2000 80％-90％

24、扩链剂1,4-丁二醇bdo 10％-18％

25、发泡剂h2o 0.23％～0.26％

26、匀泡剂 0.4％～0.8％

27、催化剂(双(二甲氨基乙基)醚bdmae 0.10％～0.20％

28、二月桂酸二丁基锡t12 0.010％～0.015％

29、平衡催化剂 0.5％～0.8％

30、色浆0.5％～1％。

31、所述以a组分的原料总质量为100％计，各原料成分及其质量分数如下：聚醚多元醇ptmeg2000 82％～87％

32、bdo 13％～16％

33、h2o 0.10％～0.12％

34、匀泡剂 0.5％～0.7％

35、bdmae 0.12％～0.15％

36、pc-77 0.6％～0.7％

37、t-12 0.012％～0.015％

38、色浆 0.6％～0.8％

39、所述以a组分的原料总质量为100％计，各原料成分及其质量分数如下：聚醚多元醇ptmeg2000 82％～87％

40、bdo 13％～16％

41、h2o 0.24％～0.25％

42、匀泡剂 0.5％～0.7％

43、bdmae 0.12％～0.15％

44、pc-77 0.6％～0.7％

45、t-12 0.012％～0.015％

46、色浆0.6％～0.8％。

47、将a组分的原料进行混合后得到a组分；

48、将a组分的原料进行混合后得到a组分；

49、所述b组分是异氰酸酯与聚醚多元醇ptmeg1000在保护气体氛围中80-100℃下搅拌反应4-6h形成的-nco值在12-14之间的预聚体；

50、所述的异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯mdi；

51、以制备所述b组分的原料总质量为100％计，各原料成分及其质量分数如下：

52、mdi 40％-50％；

53、聚醚多元醇ptmeg1000 50％～60％

54、所述保护气体为氮气。

55、a组分含有的活泼-h与b组分含有的-nco基团的摩尔比为1.00:0.98-1.03；其中，所述活泼-h为聚醚多元醇ptmeg2000中的活泼-h、bdo中-oh的活泼-h和h2o中活泼-h之和；b组分含有的-nco基团是指异氰酸酯与聚醚多元醇ptmeg1000反应之后形成的预聚体中的-nco。

56、a组分含有的活泼-h与b组分含有的-nco基团的摩尔比为1.00:0.98-1.03；其中，所述活泼-h为聚醚多元醇ptmeg2000中的活泼-h、bdo中-oh的活泼-h和h2o中活泼-h之和；b组分含有的-nco基团是指异氰酸酯与聚醚多元醇ptmeg1000反应之后形成的预聚体中的-nco。

57、一种一体成型梯形轨枕减振缓冲复合件的制备方法，该方法的步骤包括：

58、第一步，将a组分预热至30-35℃，a组分预热至30-35℃，b组分预热至40-45℃；

59、第二步，将第一模具、第二模具加热到50-60℃，并在第一模具腔内、第二模具腔内、第一模具上盖上、第二模具上盖上均匀涂抹脱模剂；

60、第三步，将第一步中预热后的a组分和预热后的b组分用双组分聚氨酯浇注机搅拌混匀后浇注到第二步中预热好的第一模具腔内，进行发泡膨胀，15-20s后开始平稳发泡膨胀，继续膨胀15-25s后，在物料上方铺放聚氨酯缓冲垫用尼龙丝网，然后合上第一模具上盖，熟化10-15min后，开模取出半成品，并将半成品在20-30min内进行辊压预处理去除缓冲垫的内应力，然后室温熟化2-3天后，裁切成需要尺寸，完成尼龙丝网和缓冲垫的复合，并将得到的复合有尼龙丝网的缓冲垫命名为缓冲垫复合件；所述预处理去除内应力时使用挤压设备挤压去除内应力，挤压缓冲垫复合件的变形量为15％-25％；

61、将第一步中预热后的a组分和预热后的b组分用双组分聚氨酯浇注机搅拌混匀后浇注到第二步中预热好的第二模具腔内的背板上，进行发泡膨胀，15-20s后开始平稳发泡膨胀，继续膨胀15-25s后，在物料上方铺放聚氨酯减振垫用尼龙丝网，然后合上第二模具上盖，熟化10-15min后，开模取出半成品，并将半成品在20-30min内进行辊压预处理去除减振垫的内应力，然后室温熟化2-3天后，裁切成需要尺寸，得到的复合有尼龙丝网和背板的减振垫命名为减振垫复合件；所述预处理去除内应力时使用挤压设备挤压去除内应力，挤压减振垫复合件的厚度变形量为30％-40％；

62、第四步，在混凝土梯形轨枕预制件制备模具的侧方设定位置放置缓冲垫复合件，然后浇筑混凝土，使混凝土嵌入到缓冲垫复合件外露的尼龙丝网内；并将第三步得到的减振垫复合件放置在混凝土的上方，并用铁板压在减振垫复合件上，使减振垫复合件外露的尼龙丝网嵌入混凝土内，然后对混凝土进行固化成型，得到一体成型梯形轨枕减振缓冲复合件。

63、一种一体成型梯形轨枕减振缓冲复合件的应用，将得到的一体成型梯形轨枕减振缓冲复合件作为预制轨道进行应用，将一体成型梯形轨枕减振缓冲复合件放置在整体道床上，然后在一体成型梯形轨枕减振缓冲复合件上方固定安装铁轨。

64、有益效果

65、本发明中，尼龙丝网提前预埋至高性能聚氨酯减振垫和缓冲垫中，可实现在混凝土梯形轨枕预制件生产过程中，复合有尼龙丝网的聚氨酯减振垫和缓冲垫与混凝土一次性浇注成型制成一体成型梯形轨枕减振缓冲复合件预制件，避免了施工过程减振垫、缓冲垫通过铆钉、锚固或者粘贴等方式的与混凝土梯形轨枕预制件连接的二次加工；优势在于：采用高性能聚氨酯减振垫和缓冲垫替代橡胶类或常规聚氨酯类减振垫、缓冲垫，大幅度提高了减振垫和缓冲垫的减振、缓冲性能和服役寿命；聚氨酯减振垫和缓冲垫与混凝土梯形轨枕预制件连接牢固，不会出现粘接不牢脱落问题；带有聚氨酯减振垫和缓冲垫的混凝土梯形轨枕预制件，可在工厂实现批量制备，制备工艺方便快捷；带丝网的聚氨酯减振垫、缓冲垫层可实现连续大批量生产，生产工艺简便。