专利名称：：客运专线橡胶垫板的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种列车轨道的铺设技术，具体地说是一种客运专线橡胶垫板。
背景技术：
：现代铁路运行模式以高速、高密度为基本模式，这种模式需要铁路提供良好的稳定性和合理的线路弹性，并具备少维修的特点。因此，铁路基础向刚性化发展，钢轨向重型化发展，这趋势要求线路提供更好的弹性。而必要的线路弹性，则是减轻钢轨磨损，保持线路稳定，以适应车辆高速度、高密度的要求，缓冲轮轨应力，保持接头水平，延长部件寿命所必须。轨下橡胶垫板是弹性钢轨扣件中最重要的部件，它担负着减缓来自钢轨的振动、缓和轮轨冲击、分散轮载作用、阻止钢轨爬行、增加轨道绝缘等许多功能。此外，轨下橡胶垫板又是在轨下直接承受列车荷载动力作用的部件，荷载全部经由轨下胶垫传递到轨下基础结构上，直接影响它的工作状态。从轨下胶垫的形状尺寸来看，它在轨道各组成部件中是使用条件最严酷，劣化最激烈的部件。传统的橡胶垫板一般都执行铁道部行业标准TB/T2626—1995，它适应于设计速度为120km/h的既有普通铁路，该橡胶垫板的技术要求与客运专线橡胶垫板的技术要求相比，首先是产品耐老化要求较低，老化条件为10(TCX72h、产品的工作电阻仅为》1060，其次95标准中对橡胶垫板也没有动静刚度比及300万次疲劳试验、5年使用寿命这些技术要求，所以不能适应客运专线橡胶垫板的技术要求。
发明内容本发明的目的在于设计一种客运专线橡胶垫板，通过在成分中选用高性能的新型材料纳米高岭土和纳米碳酸钙，使橡胶垫板的性能达到了客运专线橡胶垫板的技术要求，具有更高的绝缘性、更高的耐老化性及产品更低的动静刚度比。按照本发明提供的技术方案，所述橡胶垫板包括所述橡胶垫板包括丁苯橡胶，100份；氧化锌，4~8份；硬脂酸份，0.5~1.5份；促进剂TMTD，0.8~1.5份；促进齐UCZ，0.51.5份；促进齐廿DTDM,0.5~1.5份；偶联齐ljSi691.03.0份；半补强炭黑，3050份；纳米高岭土，5(K70份；纳米碳酸钙，10~20份；防老剂4010NA，11.5份；防老剂RD，1~2份；微晶蜡，0.5~1.5份；硫磺，0.31.5份；单位为重量份。2、一种客运专线橡胶垫板的生产方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤(1)、塑炼将100份丁苯橡胶在开炼机上塑炼，然后划成巻子；经过塑炼后，有利于各种配合剂加入到丁苯橡胶中并使其混合均匀；(2)、混炼混炼时的投料顺序为先将上述巻子放入密炼机内混炼，时间12分钟；再在所述密炼机内放入1/2的粗料，混炼时间1~2分钟；再放入剩余的l/2粗料，混炼时间12分钟；所述粗料包括半补强炭黑3050份，纳米高岭土5070份，纳米碳酸钙10~20份;再放入偶联剂Si691.03.0份，混炼时间12分钟；再放入小料，混炼时间1~2分钟；所述小料包括氧化锌4~8份，硬脂酸0.51.5份，防老剂4010NA11.5份，防老剂RD1~2份，微晶蜡0.5~1.5份，形成混合胶料；然后翻动上述混合胶料，时间12分钟；排出上述经过翻动后的混合胶料；再将上述排出的混合胶料放入开炼机内，并加入硫磺0.31.5份，促进剂TMTD0.81.5份；促进剂CZ0.51.5份；促进剂DTDM0.5~1.5份，形成加硫胶；混炼的作用在于在密炼机内将各种混合胶料均匀地混入丁苯橡胶中；(3)、回炼在加硫胶停放1830小时后，再在开炼机上回炼均匀后出胶片；在停放过程中各种配合剂在丁苯橡胶中仍能继续扩散，因而提高了配合剂在丁苯橡胶中的分散均匀性；(4)、硫化将上述胶片放入硫化机的模具内硫化成型；硫化温度160170°C;硫化时间812分钟；硫化压力1416MPa;加硫胶中的丁苯橡胶与硫磺发生化学反应，橡胶分子由线型结构交联成为立体网状结构，橡胶由塑性高、黏度大可以流动的生胶变为具有良好弹性和硬度的橡胶制品，其它物理机械性能也发生了很大的变化。单位为重量份。其中，丁苯橡胶具有耐磨，变形生热低，回弹性较高，耐候性好等特点，是本发明的基础材料。硫磺的作用将生胶的线型分子通过交联反应，使之变成立体网状结构的体形分子，从而使生胶变成硫化胶，而硫化胶的物理、力学性能大为提高，有了工程应用的实际价值。促进剂包括TMTD、DTDM及CZ，促进剂能够加速胶料的交联反应，能明显縮短硫化时间，降低硫化温度，减少硫化剂的用量。氧化锌与硬脂酸能够增加硫化促进剂的活性，提高硫化速度和硫化效率、改善硫化胶性能。防老剂包括4010NA、RD及微晶蜡，防老剂能够防止橡胶的老化，延长橡胶制品的使用寿命。补强剂半补强炭黑、纳米高岭土及纳米碳酸钙能够改善橡胶制品的物理、为学性能。偶联剂Si69能使白色补强剂的表面吸附能下降，同时增加补强剂与橡胶等有机聚合物的相容性。本发明的优点是客运专线铁路轨枕下用橡胶垫板由于产品物性中有工作电阻大于1080的要求，所以作为胶料中的补强剂炭黑就不能多用，原来这类配方除了炭黑补强外，都采用白炭黑进行补充性能的要求。但是客运专线用橡胶垫板对产品的耐老化及动静钢度比的要求更高，所以用白炭黑作为补充补强剂满足不了产品的要求。本发明采用了新型材料纳米高岭土和纳米碳酸钙。纳米高岭土由于颗粒尺寸小、比表面积大、有很强的表面效应、尺寸效应和宏观量子隧道效应。纳米粒子与聚合物复合，不仅可以明显提高聚合物的强度、刚性和韧性，还可以增大聚合物的阻隔性、耐热性和抗老化性等功能特性。纳米高岭土晶体呈薄片状。纳米高岭土/橡胶复合材料具有良好热稳定性，一方面是因为陶土片层在复合材料中呈片状平行排列，橡胶分子穿插在陶土片层之间，部分大分子与片层直接连接，其中存在强的相互作用，粘土片层相当于交联点；另一方面陶土片层具有优良阻隔性能，其间橡胶大分子的分解受到抑制，从而提高了复合材料的热稳定性能。据资料介绍，纳米高岭土/橡胶复合材料的起始失重温度较白炭黑/橡胶复合材料提高了2045°C，终止降解温度提高了5090°C，这说明纳米高岭土比白炭黑更能改善橡胶的热稳定性。这一结论在我们的橡胶垫板试验配方中也得到了证实。其次，在配方中填充了少量的纳米碳酸钙，当橡胶中填充少量的纳米粒子后，会形成由填料和橡胶共同组成的网络结构。其中填料/填料作用和填料/橡胶作用对此网络结构的特征和应力/应变行为有重要的影响。而这两种作用又与填料表面特性直接关联。表面特性不同的两种填料并用时，不同填料粒子间的相互作用会影响聚合物母体中填料的网络化，进而影响填充硫化胶的动态性能。两种填料并用分散在橡胶中后，由于在橡胶基体中互相隔离，表面特性的不同造成了网络"掺杂"效应，从而明显削弱了单一粉体形成的网络结构，因此使填充橡胶硫化胶的动态滞后现象减弱，也即内耗降低，弹性增加。从而有效的降低了产品的动静刚度比。具体实施例方式下述实施例中的单位均为重量份。实施例一丁苯橡胶100;氧化锌4;硬脂酸1.5;促进剂TMTD1.2;促进剂CZ1.2;促进剂DTDM0.5;偶联剂Si691.5;半补强炭黑30;纳米高岭土70;纳米碳酸钙20;防老剂4010NA1.5;防老剂RD2;微晶蜡1;硫磺1;合计235.4。生产方法如下(1)、塑炼将100份丁苯橡胶在开炼机内塑炼，然后按照要求划成块状，再巻绕成巻子；(2)、混炼混炼时的投料顺序为先将上述巻子再放入密炼机内混炼，时间12分钟；再在所述密炼机内放入1/2的粗料，混炼时间1~2分钟；再放入剩余的l/2粗料，混炼时间12分钟；所述粗料包括半补强炭黑30份；纳米高岭土70份；纳米碳酸钙20份；再放入偶联剂Si691.5份，混炼时间1~2分钟；再放入小料，混炼时间12分钟；所述小料包括氧化锌4份，硬脂酸1.5份，防老剂4010NA1.5份，防老剂RD12份，微晶蜡1份；形成混合胶料;然后翻动上述混合胶料，时间12分钟；然后将上述经过翻动后的混合胶料从密炼机内排出；再在上述排出的混合胶料内在开炼机上加入硫磺1份，促进剂TMTD1.2份；促进剂CZ1.2份；促进剂DTDM0.5份，形成加硫胶；(3)、回炼；在加硫胶停放1830小时后，在开炼机上，回炼均匀后出胶片；(4)、硫化将上述胶片放入硫化机的模具内硫化成型，硫化温度160~170°C;硫化时间812分钟；硫化压力1416MPa。(5)、配方技术性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注老化条件为100'CX96h。实施例二丁苯橡胶100;氧化锌5;硬脂酸0.5;促进剂TMTD0.8;促进剂CZ0.7;促进剂DTDM0.7偶联剂Si691.0;半补强炭黑40;纳米高岭土50;纳米碳酸钙15;防老剂4010NA1.0;防老剂RD1.0;微晶蜡0.5;硫磺1.2;合计236.5。生产工艺及技术性能同实施例一。实施例三丁苯橡胶100;氧化锌6;硬脂酸1.5;促进剂TMTD1.4;促进剂CZ0.5;促进剂DTDM0.9;偶联剂Si692.0;半补强炭黑50;纳米高岭土60;纳米碳酸钙12;防老剂4010NA1.2;防老剂RD1.5;微晶蜡0.8;硫磺0.6;合计236.1。生产工艺及性能同实施例一。实施例四丁苯橡胶100;氧化锌8;硬脂酸0.7;促进剂TMTD1.0;促进剂CZ0.8;促进剂DTDM1.1;偶联剂Si692.5;半补强炭黑35;纳米高岭土62;纳米碳酸钙17;防老剂4010NA1.3;防老剂RD1.7;微晶蜡1.2;硫磺0.6;合计239.6。生产工艺及性能同实施例一实施例五丁苯橡胶100;氧化锌7;硬脂酸1.2;促进剂TMTD1.0;促进剂CZ1.0;促进剂DTDM1.3;偶联剂Si691.7;半补强炭黑45;纳米高岭土62;纳米碳酸钙17;防老剂4010NA1.3;防老剂RD1.7;微晶蜡1.2;硫磺0.8;合计235.9。生产工艺及性能同实施例一。实施例六丁苯橡胶100;氧化锌5;硬脂酸l;促进剂TMTD1.5;促进剂CZ1.5;促进剂DTDM1.5;偶联剂Si693.0;半补强炭黑50;纳米高岭土55;纳米碳酸钙19;防老剂4010NA1.5;防老剂RD1.2;微晶蜡l;硫磺0.3;合计236.4。生产工艺及性能同实施例一。权利要求1、一种客运专线橡胶垫板，其特征是所述橡胶垫板包括丁苯橡胶，100份；氧化锌，4～8份；硬脂酸份，0.5～1.5份；促进剂TMTD，0.8～1.5份；促进剂CZ，0.5～1.5份；促进剂DTDM，0.5～1.5份；偶联剂Si691.0～3.0份；半补强炭黑，30～50份；纳米高岭土，50～70份；纳米碳酸钙，10～20份；防老剂4010NA，1～1.5份；防老剂RD，1～2份；微晶蜡，0.5～1.5份；硫磺，0.3～1.5份；单位为重量份。2、一种客运专线橡胶垫板的生产方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤(1)、塑炼将100份丁苯橡胶在开炼机内塑炼，然后按照要求划成块状，再巻绕成巻子；(2)、混炼混炼时的投料顺序为先将上述巻子放入密炼机内混炼；再在所述密炼机内放入1/2的粗料混炼；再放入剩余的1/2粗料混炼；所述粗料包括半补强炭黑3050份；纳米高岭土5070份；纳米碳酸,丐10~20份;再放入偶联剂Si691.03,0份混炼；再放入小料混炼；所述小料包括氧化锌48份，硬脂酸0.5-1.5份，防老剂4010NA11.5份，防老剂RD12份，微晶蜡0.51.5份；形成混合胶料；然后翻动上述混合胶料；排出上述经过翻动后的混合胶料；再将上述排出的混合胶料放入开炼机内，并加入硫磺0.3~1.5份，促进剂TMTD0.8~1.5份；促进剂CZ0.5~1.5份；促进剂DTDM0.51.5份，形成加硫胶；(3)、回炼在加硫胶停放18~30小时后，在开炼机上，回炼均匀后出胶片；(4)、硫化将上述胶片放入硫化机的模具内硫化成型；硫化温度160170°C;硫化时间812分钟；硫化压力1416MPa;单位为重量份。全文摘要本发明涉及一种列车轨道的铺设技术，具体地说是一种客运专线橡胶垫板。按照本发明提供的技术方案，所述橡胶垫板包括所述橡胶垫板包括丁苯橡胶，100份；氧化锌，4～8份；硬脂酸份，0.5～1.5份；促进剂TMTD，0.8～1.5份；促进剂CZ，0.5～1.5份；促进剂DTDM，0.5～1.5份；偶联剂Si691.0～3.0份；半补强炭黑，30～50份；纳米高岭土，50～70份；纳米碳酸钙，10～20份；防老剂4010NA，1～1.5份；防老剂RD，1～2份；微晶蜡，0.5～1.5份；硫磺，0.3～1.5份；单位为重量份。本发明通过在成分中选用高性能的新型材料纳米高岭土和纳米碳酸钙，使橡胶垫板的性能达到了客运专线橡胶垫板的技术要求，具有更高的绝缘性、更高的耐老化性及产品更低的动静刚度比。文档编号C08K13/02GK101381485SQ20081015589公开日2009年3月11日申请日期2008年10月20日优先权日2008年10月20日发明者纪庆年申请人:无锡铁华橡塑有限公司