专利名称：铁路轨道扣件用改性橡塑复合微孔轨下垫板及制作工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铁路轨道扣件用轨下垫板，特别是铁路轨道扣件用改性橡塑复合微孔轨下垫板及制作工艺。
背景技术：
根据2004年国务院批准的《中长期铁路网规划》，中国铁路在十一五期间实施跨越式发展，到2020年全国铁路营运里程将达10万km，其中客运专线1.2万km。国家已投入巨额资金和人力，对现有铁路进行提速改造。新的200km/h以上的干线不断增加，标志着铁路建设的新高潮已到来。“规模大、标准高、速度快”，对铁路的技术水平和质量水平提出了新的更高要求。铁路轨道直接承受机车轮对的作用力，对运输起着至关重要的作用。其中的扣件虽小，但牵涉到整个轨道工程的安全稳定性和弹性恢复，因此扣件在轨道工程中的重要地位及对整个运输安全的直接影响是显而易见的，技术质量要求的高难度也在其中充分体现。
根据西南交通大学出版社2006年4月出版的《无碴轨道钢轨扣件》(书号ISBN7-81104-213-4)，分析了国内目前的WJ系列扣件系统用轨下橡胶垫板，其是实心带沟槽的橡胶，日本扣件系统用轨下橡胶也是带沟槽结构的实心橡胶垫板，静刚度较高，弹性不足。德国用的微孔橡胶垫板是整块放在扣件系统铁垫板下的，静刚度较低，弹性好，需要配套德国生产的扣件系统，与我国的扣件系统不配套。目前国内轨下垫板仅有带沟槽结构的实心橡胶垫板，在EPDM橡塑改性和复合不锈钢板的微孔结构橡塑材料的开发还是一个空白。
发明内容
本发明的目的即在于克服现有技术的缺点，提供一种静刚度较低、弹性好、耐天候及耐臭氧老化的铁路轨道扣件用改性橡塑复合微孔轨下垫板及制作工艺，它具有使用寿命长，压缩永久变形性能优良，复原性好等诸多特殊性能，具有耐极限高温和耐极限低温的能力，即在-40℃～+100℃的自然环境中产品性能不发生较大的变化，能够满足列车高速运行时的安全性、舒适性、减振降噪等特殊要求。
本发明的目的通过以下技术方案来实现铁路轨道扣件用改性橡塑复合微孔轨下垫板，它是由下述重量份的组分组成三元乙丙橡胶EPDM70～100乙烯-乙酸乙烯共聚体EVA0～30硫磺0.2～0.5过氧化物DCP0.5～3氧化锌3～5硬脂酸1～3发孔剂H1～3发孔助剂1～3炭黑30～80石蜡油5～10铁路轨道扣件用改性橡塑复合微孔轨下垫板制作工艺，它包括以下步骤(1)混炼胶按配方分别称量小料、大料；生胶塑炼，按上述重量比依次加入小料，大料，软化剂，混炼均匀，再加入发孔剂、硫化剂，薄通3～6次后下片，停放待检，经检测合格后，在硫化前热炼出片，然后硫化成型和使用；(2)复合工艺(i)成型采用1.0～3.5mm厚的不锈钢板，按照所需尺寸制作成型，成型后的不锈钢板进行粘合面表面处理，清洗后干燥待用；(ii)涂粘合剂粘合剂的选择，选用A、B开姆洛克粘合剂(一般是，在A组分中加入1.5％增粘剂，混合均匀后作为底涂粘合剂，均匀涂在已经处理过的不锈钢板表面上，涂胶厚度为0.1～0.2mm，在70～80℃环境中干燥30分钟后，再涂B组分粘合剂，厚度为0.1～0.15mm，在60～80℃环境中干燥30分钟后方可放入模具硫化成型；(iii)硫化硫化条件为170℃、8MPa的压力下硫化10分钟，根据模具的大小及形状，确定备用胶料的重量及形状，装模后，产品上表面用惰性织物垫一层，下面垫上经过处理的不锈钢板，与产品一起在硫化过程中以专用模具不开模的方式进行硫化复合粘接。
(3)脱模用低温脱模或冷却脱模。
(4)收缩处理脱出的产品放入冷水进行收缩处理。
本发明具有以下优点使轨道减振降噪效果好并具有高平顺性、高稳定性、高可靠性、高耐久性，列车高速运行时安全、舒适。具有耐极限高温和低温的能力，即在-40℃～+100℃的自然环境中产品性能不发生较大的变化，产品具有弹性高、耐天候及耐臭氧老化，产品的使用寿命长，压缩永久变形性能优良，复原性好等诸多特殊性能。产品物理力学性能
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述微孔制品质量的优劣，一是取决于发孔剂和硫化剂的匹配，它直接影响发孔质量，所以对OBSH、H、助剂进行变量；二是EPDM与EVA的并用量，它对产品的弹性和压缩变形有影响，如EVA用量增大，压缩变形与它成正比，所以对EPDM、EVA进行变量，采用正交L9设计原理对基础配方进行多组分多变量试验。
确定因素A、EPDM+EVA，B、OBSH+H，C、DCP+S，D、助剂CELEX-A(其中EPDM为三元乙丙橡胶，EVA为乙烯-乙酸乙烯共聚体，OBSH为发孔剂，DCP为过氧化物，S为硫磺，助剂CELEX-A为发孔助剂)变量水平A170∶30 A280∶20A390∶10B11.00.5 B21.5∶1.5 B32.5∶2.0C120∶0.2 C22.5∶0.5 C34.5∶1.0D12.5 D23.5 D34.5将以上因素、水平代入L9表，进行配料、炼胶和试片压制，做验证试验。
测试数据处理如下TB R值，产品图纸对强度的要求指标为≥3.0Mpa，根据上表的测试结果均大于3.0Mpa，从综合性能考虑不一定强度越高越好；表2发现随着EVA用量的增大，强度成正比，所以在进行K值和K值数据处理比对时应考虑表2中强度适中的数据所对应的EPDM∶EVA并用量，同时静刚度测试结果也证明EVA的并用量与测试结果成正比，为此对A因素的K值应从偏低选取。
TE静刚度K值，这两项指标在产品图纸的要求指标分别为压变≤10％，静刚度20-30KN/mm.均应在上表的测试结果中选数据最低的参数，电阻和耐热耐水性的各项指标均优于图低要求(计算省略)。
鉴于前述强度、静刚度、压变等测试结果选低值的原则，所以因素A的高低顺序A1-A2-A3，A3的强度测试结果为7.797Mpa，选该因素的该水平作下次验证配方的配方基数，即EPDM∶EVA＝90∶10。
从上表的9组配方撕裂测试结果观察，变化不太大，K值小于1.0，除A因素外，直接影响撕裂指标的是B、C因素，B因素大小顺序为B3-B2-B1，C因素大小顺序为C3-C2-C1，所以选择B3和C3，即OBSH+H为2.5∶2.0、DCP+S为4.5∶1.0的配合比例最好.
上表中密度测试结果显示，微孔垫板的密度波动微小，所以在先择时应重点参考其它性能，对密度有影响的应是B、D两因素，前面已对B因素选取，D因素对密度影响的顺序为D2-D1-D3，选择D2，即CELEX-A为3.5的配合比例合适。
以下是一些具体实施例实施例1铁路轨道扣件用改性橡塑复合微孔轨下垫板，它是由下述重量份的组分组成三元乙丙橡胶EPDM100，乙烯-乙酸乙烯共聚体EVA20，硫磺0.5，过氧化物DCP3，ZnO3，硬脂酸1，发孔剂H1，发孔助剂1，炭黑30，石蜡油5。
铁路轨道扣件用改性橡塑复合微孔轨下垫板制作工艺，它包括以下步骤
(1)混炼胶按配方分别称量小料、大料；生胶塑炼，按上述重量比依次加入小料，大料，软化剂，混炼均匀，再加入发孔剂、硫化剂，薄通3次后下片，停放待检，经检测合格后，在硫化前热炼出片，然后硫化成型和使用；(2)复合工艺(i)成型采用1.0mm厚的不锈钢板，按照所需尺寸成型，成型后的不锈钢板进行粘合面表面处理，清洗后干燥待用；(ii)涂粘合剂粘合剂的选择，使用A、B开姆洛克粘合剂，在A组分中加入1.5％增粘剂，混合均匀后作为底涂粘合剂，均匀涂在已经处理过的不锈钢板表面上，涂胶厚度为0.1mm，在70℃环境中干燥30分钟后，再涂B组分粘合剂，厚度为0.1mm，在60℃环境中干燥30分钟后方可放入模具硫化成型；(iii)硫化硫化条件为170℃、8MPa的压力下硫化10分钟，根据模具的大小及形状，确定备用胶料的重量及形状，装模后，产品上表面用惰性织物垫一层，下面垫上经过处理的不锈钢板，与产品一起在硫化过程中以专用模具不开模的方式进行硫化复合粘接；(3)脱模用低温脱模或冷却脱模；(4)收缩处理脱出的产品放入冷水进行收缩处理。
实施例2铁路轨道扣件用改性橡塑复合微孔轨下垫板，它是由下述重量份的组分组成三元乙丙橡胶EPDM60，乙烯-乙酸乙烯共聚体EVA25，硫磺0.3，过氧化物DCP2，ZnO5，
硬脂酸3，发孔剂H3，发孔助剂3，炭黑80，石蜡油10。
铁路轨道扣件用改性橡塑复合微孔轨下垫板制作工艺，它包括以下步骤(1)混炼胶按配方分别称量小料、大料；生胶塑炼，按上述重量比依次加入小料，大料，软化剂，混炼均匀，再加入发孔剂、硫化剂，薄通6次后下片，停放待检，经检测合格后，在硫化前热炼出片，然后硫化成型和使用；(2)复合工艺(i)成型采用3mm厚的不锈钢板，按照所需尺寸成型，成型后的不锈钢板进行粘合面表面处理，清洗后干燥待用；(ii)涂粘合剂粘合剂的选择，选用A、B两种开姆洛克粘合剂，A组分作为粘接介质，与不锈钢板的粘接效果好，与B组分的相容性也好，而B组分与橡胶的粘接效果更好，从而使橡胶与不锈钢板能够粘接复合成一个整体；在A组分中加入1.5％增粘剂，混合均匀后作为底涂粘合剂，均匀涂在已经处理过的不锈钢板表面上，涂胶厚度为0.2mm，在80℃环境中干燥30分钟后，再涂B组分粘合剂，厚度为0.15mm，在80℃环境中干燥30分钟后方可放入模具硫化成型；(iii)硫化硫化条件为170℃、8MPa的压力下硫化10分钟，根据模具的大小及形状，确定备用胶料的重量及形状，装模后，产品上表面用惰性织物垫一层，下面垫上经过处理的不锈钢板，与产品一起在硫化过程中以专用模具不开模的方式进行硫化复合粘接。
(3)脱模用低温脱模或冷却脱模；(4)收缩处理脱出的产品放入冷水进行收缩处理。
实施例3铁路轨道扣件用改性橡塑复合微孔轨下垫板，它是由下述重量份的组分组成三元乙丙橡胶EPDM70，乙烯-乙酸乙烯共聚体EVA30，硫磺0.4，过氧化物DCP2.5，ZnO4，硬脂酸2，发孔剂H2，发孔助剂2，炭黑50，石蜡油8。
铁路轨道扣件用改性橡塑复合微孔轨下垫板制作工艺，它包括以下步骤(1)混炼胶按配方分别称量小料、大料；生胶塑炼，按上述重量比依次加入小料，大料，软化剂，混炼均匀，再加入发孔剂、硫化剂，薄通4次后下片，停放待检，经检测合格后，在硫化前热炼出片，然后硫化成型和使用；(2)复合工艺(i)成型采用2mm厚的不锈钢板，按照所需尺寸成型，成型后的不锈钢板进行粘合面表面处理，清洗后干燥待用；(ii)涂粘合剂粘合剂的选择，选用A、B两种开姆洛克粘合剂，A组分作为粘接介质，与不锈钢板的粘接效果好，与B组分的相容性也好，而B组分与橡胶的粘接效果更好，从而使橡胶与不锈钢板能够粘接复合成一个整体；在A组分中加入1.5％增粘剂，混合均匀后作为底涂粘合剂，均匀涂在已经处理过的不锈钢板表面上，涂胶厚度为0.15mm，在75℃环境中干燥30分钟后，再涂B组分粘合剂，厚度为0.12mm，在70℃环境中干燥30分钟后方可放入模具硫化成型；(iii)硫化硫化条件为170℃、8MPa的压力下硫化10分钟，根据模具的大小及形状，确定备用胶料的重量及形状，装模后，产品上表面用惰性织物垫一层，下面垫上经过处理的不锈钢板，与产品一起在硫化过程中以专用模具不开模的方式进行硫化复合粘接；(3)脱模用低温脱模或冷却脱模；(4)收缩处理脱出的产品放入冷水进行收缩处理。
实施例4铁路轨道扣件用改性橡塑复合微孔轨下垫板，它是由下述重量份的组分组成三元乙丙橡胶EPDM80，乙烯-乙酸乙烯共聚体EVA30，硫磺0.4，过氧化物DCP2，ZnO4，硬脂酸2，发孔剂H2，发孔助剂2，炭黑50，石蜡油6。
铁路轨道扣件用改性橡塑复合微孔轨下垫板制作工艺，它包括以下步骤(1)混炼胶按配方分别称量小料、大料；生胶塑炼，按上述重量比依次加入小料，大料，软化剂，混炼均匀，再加入发孔剂、硫化剂，薄通5次后下片，停放待检，经检测合格后，在硫化前热炼出片，然后硫化成型和使用；(2)复合工艺(i)成型采用2.0mm厚的不锈钢板，按照所需尺寸成型，成型后的不锈钢板进行粘合面表面处理，清洗后干燥待用；(ii)涂粘合剂粘合剂的选择，使用A、B开姆洛克粘合剂，在A组分中加入1.5％增粘剂，混合均匀后作为底涂粘合剂，均匀涂在已经处理过的不锈钢板表面上，涂胶厚度为0.1mm，在70℃环境中干燥30分钟后，再涂B组分粘合剂，厚度为0.1mm，在60℃环境中干燥30分钟后方可放入模具硫化成型；(iii)硫化硫化条件为170℃、8MPa的压力下硫化10分钟，根据模具的大小及形状，确定备用胶料的重量及形状，装模后，产品上表面用惰性织物垫一层，下面垫上经过处理的不锈钢板，与产品一起在硫化过程中以专用模具不开模的方式进行硫化复合粘接；(3)脱模用低温脱模或冷却脱模；(4)收缩处理脱出的产品放入冷水进行收缩处理。
实施例5铁路轨道扣件用改性橡塑复合微孔轨下垫板，它是由下述重量份的组分组成三元乙丙橡胶EPDM90，乙烯-乙酸乙烯共聚体EVA35，硫磺0.4，过氧化物DCP2.5，ZnO4，硬脂酸2，发孔剂H2.5，发孔助剂2.5，炭黑50，
石蜡油7。
铁路轨道扣件用改性橡塑复合微孔轨下垫板制作工艺，它包括以下步骤(1)混炼胶按配方分别称量小料、大料；生胶塑炼，按上述重量比依次加入小料，大料，软化剂，混炼均匀，再加入发孔剂、硫化剂，薄通6次后下片，停放待检，经检测合格后，在硫化前热炼出片，然后硫化成型和使用；(2)复合工艺(i)成型采用3.0mm厚的不锈钢板，按照所需尺寸成型，成型后的不锈钢板进行粘合面表面处理，清洗后干燥待用；(ii)涂粘合剂粘合剂的选择，使用A、B开姆洛克粘合剂，在A组分中加入1.5％增粘剂，混合均匀后作为底涂粘合剂，均匀涂在已经处理过的不锈钢板表面上，涂胶厚度为0.1mm，在70℃环境中干燥30分钟后，再涂B组分粘合剂，厚度为0.1mm，在60℃环境中干燥30分钟后方可放入模具硫化成型；(iii)硫化硫化条件为170℃、8MPa的压力下硫化10分钟，根据模具的大小及形状，确定备用胶料的重量及形状，装模后，产品上表面用惰性织物垫一层，下面垫上经过处理的不锈钢板，与产品一起在硫化过程中以专用模具不开模的方式进行硫化复合粘接；(3)脱模用低温脱模或冷却脱模；(4)收缩处理脱出的产品放入冷水进行收缩处理。
权利要求
1.铁路轨道扣件用改性橡塑复合微孔轨下垫板，其特征在于它是由下述重量份的组分组成三元乙丙橡胶EPDM70～100乙烯-乙酸乙烯共聚体EVA0～30硫磺0.2～0.5过氧化物DCP 2～6.5氧化锌3～5硬脂酸1～3发孔剂H1～3发孔助剂1.5～6.5炭黑30～80石蜡油5～10。
2.权利要求1所述的铁路轨道扣件用改性橡塑复合微孔轨下垫板制作工艺，其特征在于它包括以下步骤(1)混炼胶按配方分别称量小料、大料；生胶塑炼，按上述重量比依次加入小料，大料，软化剂，混炼均匀，再加入发孔剂、硫化剂，薄通3-6次后下片，停放待检，经检测合格后，在硫化前热炼出片，然后硫化成型和使用；(2)复合工艺(i)成型采用1.0～3.5mm厚的不锈钢板，按照所需尺寸成型，成型后的不锈钢板进行粘合面表面处理，清洗后干燥待用；(ii)涂粘合剂粘合剂的选择，选用A、B两种开姆洛克粘合剂，A组分作为粘接介质，与不锈钢板的粘接效果好，与B组分的相容性也好，而B组分与橡胶的粘接效果更好，从而使橡胶与不锈钢板能够粘接复合成一个整体；在A组分中加入1.5％增粘剂，混合均匀后作为底涂粘合剂，均匀涂在已经处理过的不锈钢板表面上，涂胶厚度为0.1～0.2mm，在70～80℃环境中干燥30分钟后，再涂B组分粘合剂，厚度为0.1～0.15mm，在60～80℃环境中干燥30分钟后方可放入模具硫化成型；(iii)硫化硫化条件为170℃、8MPa的压力下硫化10分钟，根据模具的大小及形状，确定备用胶料的重量及形状，装模后，产品上表面用惰性织物垫一层，下面垫上经过处理的不锈钢板，与产品一起在硫化过程中以专用模具不开模的方式进行硫化复合粘接；(3)脱模用低温脱模或冷却脱模；(4)收缩处理脱出的产品放入冷水进行收缩处理。
全文摘要
本发明公开了铁路轨道扣件用改性橡塑复合微孔轨下垫板，它是由下述组分组成三元乙丙橡胶EPDM，乙烯－乙酸乙烯共聚体EVA，硫磺，过氧化物DCP，氧化锌，硬脂酸，发孔剂H，发孔助剂，炭黑，石蜡油，其制作工艺包括以下步骤(1)混炼胶；(2)复合工艺；(3)脱模。本发明具有以下优点使用改性橡塑复合微孔轨下垫板后，轨道减振降噪效果好并具有高平顺性、高稳定性、高可靠性、高耐久性，列车高速运行时安全、舒适。改性橡塑复合微孔轨下垫板具有耐极限高温和低温的能力，即在－40℃～+100℃的自然环境中使用产品性能不发生较大的变化，还具有弹性高、耐天候及耐臭氧老化，使用寿命长，压缩永久变形性能优良，复原性好等诸多特殊性能。
文档编号C08L5/00GK1986628SQ20061002251
公开日2007年6月27日 申请日期2006年12月15日 优先权日2006年12月15日
发明者杨玉玺, 王会超, 罗金润 申请人:四川宏亿复合材料工程技术有限公司