一种耐寒橡胶复合材料及其制备方法及由该耐寒橡胶复合材料制作的铁垫板下弹性垫板与流程
本发明属于一种耐寒材料领域，尤其涉及一种可用于制作铁垫板下弹性垫板的耐寒橡胶复合材料及其制备方法，本发明还涉及由所述耐寒橡胶复合材料制作成的铁垫板。
背景技术：
wj-8弹性扣件是我国高速铁路的无砟轨道中采用的弹性扣件元件，位于铁垫板和路基之间，用于缓冲钢轨对轨道板的冲击。wj-8弹性扣件由螺旋道钉、平垫圈、弹条、绝缘轨距块、轨距挡板、轨下垫板、铁垫板、铁垫板下弹性垫板和预埋套管组成。进一步的，wj-8弹性扣件中，主要用于缓冲钢轨对轨道板的冲击力的是铁垫板下弹性垫板。铁垫板下弹性垫板是在轨道上直接承受列车荷载动力，并耗散振动的轨下保护基础结构。因此，在wj-8弹性扣件各组成部件中，铁垫板下弹性垫板的使用条件最为严酷，长期在静态载荷为0.47mpa、静态应变为3～15％，循环载荷为0.47～1.64mpa、循环应变为10～30％的条件下工作。wj-8铁垫板下弹性垫板分为a、b两类，其中a类弹性垫板静刚度为35±5kn/mm，适用于最高速度为250kn/h的兼顾货运的客运专线运营条件；b类弹性垫板静刚度为23±3kn/mm，适用于铺设双块式无砟轨道，最高速度为350kn/h的客运专线运营条件。
随着我国高铁事业的迅速发展，国内市场开发的wj-8铁垫板下弹性垫板很难适应我国极北地区或是俄罗斯等高寒地区的使用要求。在高寒的气候条件下，wj-8铁垫板下弹性垫板普遍存刚度变化率较大、压缩工作高下降明显等问题，从而导致列车导致在寒冷地区运行时颠簸较为明显，严重影响乘客舒适度。为此，铁道科学研究院新增要求：在-50℃条件下，耐寒型wj-8铁垫板下弹性垫板的静刚度变化率应不大于为20％的要求——这为耐寒型轨道弹性垫板设置了很高的技术标准。铁垫板下弹性垫板同样也是wj-7弹性扣件及其它无砟轨道弹性扣件的重要组成部件，因此亟需开发一种适用于制作铁垫板下弹性垫板的耐寒型橡胶材料，以满足高寒地区铁路运输作业的需要。
吴本臣等人在中国专利文献cn103059259中，通过发泡工艺制得的发泡垫板具有优异的弹性、吸震能力和阻尼性能。但是，目前市面上常用的聚氨酯微孔发泡垫板最低使用温度仅为-40℃以上，尚未达到铁道科学研究院规定的-50℃的低温刚度变化率仅为20％的要求。
杨雷等人在中国专利文献cn101831118a中采用氯化聚乙烯制备了一种耐候、耐老化橡胶轨道垫板，其耐候性较好，但氯化聚乙烯不但容易结晶，且其玻璃化转变温度(tg)在-30℃以上。
朱静在中国专利文献cn103467908中采用酚醛树脂、苯酚树脂、硅橡胶和丁苯橡胶为高分子材料制备了一种减震性能较好、变形回复速度快、且耐疲劳性能优异的轨道垫板，但其树脂成分以及丁苯橡胶不耐低温，亦难以在低温下使用。
此外，橡胶材料中三元乙丙橡胶(epdm)微孔发泡垫板以及丁苯橡胶、弹性垫板，本身玻璃化转变温度(tg)仅为-40℃左右。虽然可以添加增塑剂，但一方面其玻璃化转变温度(tg)降低有限，另一方面大量添加增塑剂不利于其耐热、耐候性以及疲劳性能等。天然橡胶(nr)或顺丁橡胶(br)质弹性轨道垫板，玻璃化转变温度均低于-50℃，但它们分子链单元较为规则，易于发生低温结晶，从而带来刚度的急剧变化。
归根结底，目前铁垫板下弹性垫板采用的epdm、sbr、nr、br、ir(异戊橡胶)、聚氨酯、聚氯乙烯等弹性体材料在玻璃化转变温度(tg)太高或分子链较为规整致使材料在低温下易发生结晶，从而导致铁垫板下弹性垫板存在低温下刚度急剧上升的缺陷。硅橡胶的玻璃化转变温度虽然在-100℃以下，-50℃时具有较低的低温结晶硬度变化，较好的回弹性能，制备的弹性垫板能满足低温静刚度20％的以内的变化要求，但是成本较高。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种耐寒橡胶复合物材料，该耐寒橡胶复合物材料在低温条件下，具有几乎不结晶的特点，可用于制备铁轨用铁垫板下弹性垫板，制备得到铁垫板下弹性垫板能满足高寒地区严苛的气候条件下的使用要求，具有极好的耐低温、抗疲劳性能，并兼具良好的物理机械性能。
为实现上述发明目的，本发明提出的技术方案为：
一种耐寒橡胶复合物材料，由包括如下重量份的各组分制备而成：丁异戊橡胶100份、酯类增塑剂5～20份、硫化活性剂4～12份，防老剂2～6份、炭黑30～70份、其他填料10～50份、硅烷偶联剂1～5份及硫化体系1～10份，所述硫化体系包括硫化剂0.5～4份、硫化促进剂1～6份。
优选的，一种耐寒橡胶复合材料，由包括如下重量份的各组分制备而成：丁异戊橡胶100份、酯类增塑剂5～20份、硫化活性剂4～12份，防老剂2～6份、炭黑30～70份、其他填料10～50份、硅烷偶联剂1～5份及硫化体系1～6份，硫化剂0.5～3份、硫化促进剂1～5份。
所述丁异戊橡胶为嵌段丁异戊橡胶、无规丁异戊橡胶的一种，还可以是二者任意比例的共混物。所述丁异戊橡胶是采用丁二烯和异戊二烯单体共聚而成的聚合物，根据分子链结构可分为无规共聚物和嵌段共聚物。无规丁异戊橡胶的玻璃化转变温度(tg)在-90℃左右，链段不规整，在低温条件下几乎不产生结晶。虽然其物理机械性能仅为10mpa左右，但足以满足铁垫板下弹性垫板的技术指标要求(例如：wj-8弹性扣件为2mpa的产品技术指标要求)。嵌段丁异戊橡胶有两个玻璃化转变温度(tg)，分别在-90℃左右和-60℃左右，与将异戊橡胶和顺丁橡胶直接进行共混相比，嵌段丁异戊橡胶更难以结晶，甚至采用差示扫描量热法都测不出低温结晶熔融热。与此同时，嵌段丁异戊橡胶同时具备优异的物理机械性能(约20mpa)。此外，丁异戊橡胶分子的侧链仅含部分甲基，基团较小且少，使得丁异戊橡胶分子链十分柔顺性，所以丁异戊橡胶还具有十分优异的疲劳性能。
优选的，所述丁异戊橡胶中包含质量百分比为55％～85％的异戊二烯的共聚单体单元，优选为65％～75％。例如，所述丁异戊橡胶可采用长春应用化学研究所在专利文件cn201010176028.2披露的异戊橡胶。如若异戊二烯质量分数低于55％，则所述耐寒橡胶复合材料及其制备得到的铁垫板下弹性垫板的力学性能较差。
nr、ir、br等结晶型橡胶的最大结晶速率发生温度在玻璃化温度(tg)之上。如果发生结晶，将大大降低橡胶的高弹态，从而使橡胶材料的刚度急剧上升。本发明选用的酯类增塑剂可使丁异戊橡胶的最大结晶速率发生温度向低温转移，从而影响到耐寒橡胶复合材料的结晶性能，使耐寒橡胶复合材料的耐寒性能得以提高。
优选的，所述酯类增塑剂为弱极性单酯类增塑剂。如若采用其他二元或多元强极性酯类增塑剂也能耐寒橡胶复合材料的耐低温性能，但是不能添加太多，否则增塑剂超过在橡胶里最大溶解度而会迁移到橡胶制品表面，导致增塑剂不能最大程度上发生其效用，达不到降低丁异戊橡胶玻璃化温度(tg)的效果。
进一步优选的，所述酯类增塑剂为长碳链弱极性单酯类增塑剂，平均分子量为200～800。根据相似相容原理，采用所述长碳链弱极性单酯类增塑剂与丁异戊橡胶相容性更好。本发明选用长碳链弱极性酯类增塑剂可以大幅度降低丁异戊橡胶的玻璃化温度(tg)。作为该类的增塑剂，可以举出例子包括树脂酸异辛酯(例如：
所述硫化体系包括硫化剂和硫化促进剂。
优选的，所述硫化体系为以下任一种硫化体系：普通硫磺硫化体系、半有效硫化体系、过氧化物/硫磺复合硫化体系。这是因为采用普通硫磺硫化体系、半有效硫化体系、过氧化物/硫磺复合硫化体系制备得到的耐寒橡胶复合材料具有较好的耐低温性能和耐疲劳性能，采用有效硫化体系和过氧化物硫化体系制备得到的耐寒橡胶复合材料的耐低温及耐疲劳性能均较差。
进一步的，所述普通硫磺硫化系统中硫化剂为普通硫磺或不溶性硫磺；硫化促进剂为dm(二硫化二苯并噻唑)、cz(n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺)、nobs(n-氧联二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺)、bz(二丁基二硫代氨基甲酸锌)、dtdm(4，4‘-二硫代二吗啉)、tmtd(二硫化四乙基秋兰姆)、tmtm(一硫化四甲基秋兰姆)、zdtp(二烷基二硫代磷酸锌)等中的一种或多种复合物。硫化胶中多硫交联键为70％以上，单双硫键低于30％。
进一步的，所述半有效硫化体系中硫化剂为普通硫磺或不溶性硫磺；硫化促进剂为dm(二硫化二苯并噻唑)、cz(n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺)、nobs(n-氧联二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺)、bz(二丁基二硫代氨基甲酸锌)、dtdm(4，4‘-二硫代二吗啉)、tmtd(二硫化四乙基秋兰姆)、tmtm(一硫化四甲基秋兰姆)、zdtp(二烷基二硫代磷酸锌)等中的一种或多种复合物。硫化胶中单双硫键和多硫交联键各占50％左右。
进一步的，所述过氧化物/硫磺复合硫化体系中硫化剂为硫磺和dcp(过氧化二异丙苯)的复合物；硫化促进剂为dm(二硫化二苯并噻唑)、cz(n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺)、nobs(n-氧联二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺)、bz(二丁基二硫代氨基甲酸锌)、dtdm(4，4‘-二硫代二吗啉)、tmtd(二硫化四乙基秋兰姆)、tmtm(一硫化四甲基秋兰姆)、zdtp(二烷基二硫代磷酸锌)、aic(三烯丙基异氰酸酯)、hva-2(n,n’-间苯撑双马来酰亚胺)等中的两种或多种复合物。硫化胶中硫化交联键类型为单双硫键和碳碳键。
所述其他填料为碳酸钙、陶土和白炭黑中的一种或两种，优选白炭黑和碳酸钙或白炭黑和陶土的混合填料，以降低胶料成本和产品动静刚度比。
所述硅烷偶联剂为常规的硅烷偶联剂，例如可选自：双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物(如si-69德国德固赛公司制)、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(kh-550科化制)、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(a-174美国联合碳化物公司制)、乙烯基三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷(a-172迈图制)等。
进一步的，采用普通硫磺硫化体系、半有效硫化体系时，所述硅烷偶联剂选自si-69、kh-550中的一种；采用过氧化物/硫磺复合硫化体系时，所述硅烷偶联剂选自a-172、a-174以及kh550中的一种。
所述防老剂为常规的防老剂，例如可选自：rd(2，3，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体)、4010na(n-异丙基-n’-苯基对苯二胺)、微晶蜡、mb(2-巯基苯并咪唑)、oda(辛基化二苯胺)、ble(丙酮和二苯胺高温缩合物)的一种或多种。
本发明的目的还在于提供一种耐寒橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量份计，称取丁异戊橡胶100份、弱极性酯类增塑剂5～20份、防老剂2～6份、炭黑30～70份、其他填料10～50份、硅烷偶联剂1～3份、硫化活性剂4～12份、硫化剂0.5～4份、硫化促进剂1～6份；
(2)将丁异戊橡胶、硫化活性剂、防老剂、炭黑、其他填料、酯类增塑剂、硅烷偶联剂顺序加入到密炼机中进行一段混炼，混炼温度130～150℃，混炼时间为3～6分钟，得到混炼胶a；
(3)将步骤(2)中得到的混炼胶a冷却到90℃以下，加入硫化体系进行二段混炼，混炼温度低于90℃，混炼时间1.5分钟～3分钟；下料到开炼机上出片，得到混炼胶b；
(4)将步骤(3)中得到的混炼胶b经硫化成型得到所述耐寒橡胶复合材料，硫化压力为15mpa～30mpa，硫化温度为150℃～170℃，硫化时间为5～10分钟，成型方式为模压成型或注射成型。
优选的，在将所述耐寒橡胶复合材料放置16h以上后进行硫化成型。
本发明直接硫化成型，未采用发泡工艺，成型工艺简单。
本发明还提供了一种铁垫板下弹性垫板，由所述耐寒橡胶复合材料制作而成。
所述的铁垫板下弹性垫板上和/或下表面排布有沟槽或凸台。采用如此的设计，其目的在于：开槽或设置凸台可以降低该弹性垫板的初始静刚度值以及动静刚度的比值，使所述铁垫板下弹性垫板的初始静刚度降低至23±3kn/mm，动静刚度比值降至1.35以内。
所述铁垫板下弹性垫板的沟槽深度或凸台高度占铁垫板下弹性垫板总厚度的1/5～1/10。凸台的高度或沟槽的深度对初始刚度有很大的影响，实际应用过程中，当橡胶配方一定时，需要调整凸台高度或沟槽深度，使其初始刚度达标。
优选的，采用铁垫板下弹性垫板的上和/或下表面排布有凸台的结构，凸台可以使所述铁垫板下弹性垫板制造及工作前后尺寸稳定，高度跟初始刚度成反比，可以更加稳定有效的降低铁垫板下弹性垫板的初始静刚度以及动静刚度的比值，此外，排布有凸台的结构较排布有沟槽的结构的产品散热效果好，液体更容易顺着凸台的间隙和基板的表面排出。
进一步优选的，所述凸台为长方体形凸台、圆角长方体形凸台、腰形体形凸台中的任意一种或几种与圆柱形凸台的组合，所述圆柱形凸台排布在铁垫板下弹性垫板的上和/或下表面的两侧和中部，所述长方体形凸台、圆角长方体形凸台、腰形体形凸台排布在三组圆柱形凸台之间。
更进一步优选的，所述凸台对称排布于铁垫板下弹性垫板的上表面和/或下表面，使所述铁垫板下弹性垫板的各个方面性能均一。
本发明所述铁垫板下弹性垫板，完全能够满足如能满足高寒地区严苛的气候条件下的使用要求，具有极好的耐低温、抗疲劳性能，并兼具良好的物理机械性能。
附图说明：
图1是布置有凸台结构的铁垫板下弹性垫板的一种实施方式的俯视图。
图2是图1的a-a向视图。
图3是布置有沟槽结构的铁垫板下弹性垫板的一种实施方式的俯视图。
图4是图3的b-b向视图。
其中，1、圆柱体形凸台；2、基板；3、安装孔位；4、沟槽；5、腰形体型凸台；6、铁垫板下弹性垫板。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除有特别说明，本发明中用到的各种试剂、原料均为可以从市场上购买的商品或者可以通过公知的方法制得的产品。
在以下实施例中：
铁垫板下弹性垫板的拉伸强度和扯断伸长率试验按照gb/t10654的规定进行。
铁垫板下弹性垫板的热空气老化试验按照gb/t3512进行，测试条件：环境温度100±2℃，放置时间96h。
铁垫板下弹性垫板的压缩用变形试验按照gb/t10653进行，试验条件为：环境温度70±1℃，放置时间22h，压缩率30％。
铁垫板下弹性垫板的工作电阻试验按照tb/t2626的规定进行。
铁垫板下弹性垫板的的耐油性能试验参照gb/t1690的规定进行，试验介质为46#机油，试验条件为23±2℃，机油中浸泡72h。
弹性垫板静刚度试验方法按照《wj-8型扣件组装暂行技术条件》进行。
弹性垫板动刚度试验方法按照《wj-8型扣件组装暂行技术条件》进行。
弹性垫板疲劳试验方法按照《wj-8型扣件组装暂行技术条件》进行。
弹性垫板耐寒性能试验按照其静刚度试验方法进行，试验条件：环境温度-50±2℃，放置时间24h。
实施例1
如图1、图2所示，本实施例的铁垫板下弹性垫板6，圆柱体形凸台1排布在铁垫板下弹性垫板6的两个安装孔位3的两侧和铁垫板下弹性垫板6的上表面和下表面中部，腰形体形凸台5排布在三组圆柱体形凸台1之间，圆柱体形凸台1与腰形体形凸台5对称排布于铁垫板下弹性垫板6的上表面和下表面；本实施所述铁垫板下弹性垫板由包括如下重量份的各组分制备得到：无规共聚丁异戊橡胶100份、酯类增塑剂10份、硫化活性剂6份、硫化剂3份、硫化促进剂4份、防老剂2份、炭黑45份、其他填料35份、硅烷偶联剂3份；其中，丁异戊橡胶中异戊二烯质量分数为55％；酯类增塑剂为
本实施例所述铁垫板下弹性垫板的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份计，称取无规丁异戊橡胶100份、酯类增塑剂10份、硫化活性剂6份、硫化剂3份、硫化促进剂4份、防老剂2份、炭黑45份、其他填料35份、硅烷偶联剂3份；其中，丁异戊橡胶中异戊二烯质量分数为55％；酯类增塑剂为
(2)将无规丁异戊橡胶、硫化活性剂、防老剂、炭黑、白炭黑和碳酸钙复合填料、酯类增塑剂、硅烷偶联剂加入到密炼机中，在密炼机中进行高温混炼，混炼温度145℃，混炼时间为6分钟；
(3)将步骤(2)中得到的混炼胶在密炼机中冷却到85℃，加入硫化剂、硫化促进剂，混炼2分钟左右，下料到开炼机上出片，得到耐寒橡胶复合材料；
(4)将步骤(3)中得到的耐寒橡胶复合材料放置16h以上后，通过模压硫化成型得到铁垫板下弹性垫板，硫化压力25mpa，硫化温度165℃，硫化时间8分钟。
测试制得的铁垫板下弹性垫板的各项物理见表1所示。
实施例2:
如图1、图2所示，本实施例的铁垫板下弹性垫板6，圆柱体形凸台1排布在铁垫板下弹性垫板6的两个安装孔位3的两侧和铁垫板下弹性垫板6的上表面和下表面中部，腰形体形凸台5排布在三组圆柱体形凸台1之间，圆柱体形凸台1与腰形体形凸台5对称排布于铁垫板下弹性垫板6的上表面和下表面；本实施所述铁垫板下弹性垫板由包括如下重量份的各组分制备得到：嵌段丁异戊橡胶100份、酯类增塑剂20份、硫化活性剂6份、硫化剂2.5份、硫化促进剂3份、防老剂4份、炭黑55份、其他填料40份、硅烷偶联剂4份；其中，丁异戊橡胶中异戊二烯质量分数为65％；酯类增塑剂为
本实施例所述铁垫板下弹性垫板的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份计，称取嵌段丁异戊橡胶100份、酯类增塑剂20份、硫化活性剂8份、硫化剂2.5份、硫化促进剂3份、防老剂4份、炭黑55份、其他填料40份、硅烷偶联剂4份；其中，丁异戊橡胶中异戊二烯质量分数为65％；酯类增塑剂为
(2)将嵌段丁异戊橡胶、硫化活性剂、防老剂、炭黑、白炭黑和碳酸钙复合填料、酯类增塑剂、硅烷偶联剂加入到密炼机中，在密炼机中进行高温混炼，混炼温度145℃，混炼时间为6分钟；
(3)将步骤(2)中得到的混炼胶在密炼机中冷却到85℃，加入硫化剂、硫化促进剂，混炼2分钟左右，下料到开炼机上出片，得到耐寒橡胶复合材料；
(4)将步骤(3)中得到的耐寒橡胶复合材料放置16h以上后，通过模压硫化成型得到铁垫板下弹性垫板，硫化压力25mpa，硫化温度165℃，硫化时间8分钟。
测试制得的铁垫板下弹性垫板的各项性能见表1所示。
实施例3:
如图1、图2所示，本实施例的铁垫板下弹性垫板6，圆柱体形凸台1排布在铁垫板下弹性垫板6的两个安装孔位3的两侧和铁垫板下弹性垫板6的上表面和下表面中部，腰形体形凸台5排布在三组圆柱体形凸台1之间，圆柱体形凸台1与腰形体形凸台5对称排布于铁垫板下弹性垫板6的上表面和下表面；本实施所述铁垫板下弹性垫板由包括如下重量份的各组分制备得到：嵌段丁异戊橡胶10份，无规丁异戊橡胶90份、酯类增塑剂15份、硫化活性剂5份、硫化剂1.5份、硫化促进剂2份、防老剂5份、炭黑45份、其他填料45份、硅烷偶联剂4份；其中，丁异戊橡胶中异戊二烯质量分数为85％；酯类增塑剂为
本实施例所述铁垫板下弹性垫板的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份计，称取嵌段丁异戊橡胶10份，无规丁异戊橡胶90份、酯类增塑剂15份、硫化活性剂5份、硫化剂1.5份、硫化促进剂2份、防老剂5份、炭黑45份、其他填料45份、硅烷偶联剂4份；其中，丁异戊橡胶中异戊二烯质量分数为85％；硫化活性剂为氧化锌和硬脂酸；酯类增塑剂为
(2)将嵌段丁异戊橡胶、无规丁异戊橡胶、加入硫化活性剂、防老剂、炭黑、白炭黑和碳酸钙复合填料、酯类增塑剂、硅烷偶联剂加入到密炼机中，在密炼机中进行高温混炼，混炼温度145℃，混炼时间为6分钟；
(3)将步骤(2)中得到的混炼胶在密炼机中冷却到85℃，加入硫化剂、硫化促进剂，混炼2分钟左右，下料到开炼机上出片，得到耐寒橡胶复合材料；
(4)将步骤(3)中得到的耐寒橡胶复合材料放置16h以上后，通过模压硫化成型得到铁垫板下弹性垫板，硫化压力15mpa，硫化温度160℃，硫化时间8分钟。
测试制得的铁垫板下弹性垫板的各项性能见表1所示。
实施例4:
如图1、图2所示，本实施例的铁垫板下弹性垫板6，圆柱体形凸台1排布在铁垫板下弹性垫板6的两个安装孔位3的两侧和铁垫板下弹性垫板6的上表面和下表面中部，腰形体形凸台5排布在三组圆柱体形凸台1之间，圆柱体形凸台1与腰形体形凸台5对称排布于铁垫板下弹性垫板6的上表面和下表面；本实施所述铁垫板下弹性垫板由包括如下重量份的各组分制备得到：嵌段丁异戊橡胶50份，无规丁异戊橡胶50份、酯类增塑剂15份、硫化活性剂5份、硫化剂1.5份、硫化促进剂2份、防老剂5份、炭黑50份、其他填料45份、硅烷偶联剂4份；其中，丁异戊橡胶中异戊二烯质量分数70％；酯类增塑剂为
本实施例所述铁垫板下弹性垫板的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份计，称取嵌段丁异戊橡胶50份，无规丁异戊橡胶50份、酯类增塑剂15份、硫化活性剂5份、硫化剂1.5份、硫化促进剂2份、防老剂5份、炭黑50份、其他填料45份、硅烷偶联剂4份；其中，丁异戊橡胶中异戊二烯质量分数为70％；酯类增塑剂为
(2)将嵌段丁异戊橡胶、无规丁异戊橡胶、硫化活性剂、防老剂、炭黑、白炭黑和碳酸钙复合填料、酯类增塑剂、硅烷偶联剂加入到密炼机中，在密炼机中进行高温混炼，混炼温度145℃，混炼时间为6分钟；
(3)将步骤(2)中得到的混炼胶在密炼机中冷却到85℃，加入硫化剂、硫化促进剂，混炼2分钟左右，下料到开炼机上出片，得到耐寒橡胶复合材料；
(4)将步骤(3)中得到的耐寒橡胶复合材料放置16h以上后，通过模压硫化成型得到铁垫板下弹性垫板，硫化压力15mpa，硫化温度160℃，硫化时间8分钟。
测试制得的铁垫板下弹性垫板的各项性能见表1所示。
实施例5：
如图1、图2所示，本实施例的铁垫板下弹性垫板6，圆柱体形凸台1排布在铁垫板下弹性垫板6的两个安装孔位3的两侧和铁垫板下弹性垫板6的上表面和下表面中部，腰形体形凸台5排布在三组圆柱体形凸台1之间，圆柱体形凸台1与腰形体形凸台5对称排布于铁垫板下弹性垫板6的上表面和下表面；本实施所述铁垫板下弹性垫板由包括如下重量份的各组分制备得到：嵌段丁异戊橡胶50份，无规丁异戊橡胶50份、酯类增塑剂15份、硫化活性剂5份、硫化剂1.5份、硫化促进剂2份、防老剂5份、炭黑50份、其他填料45份、硅烷偶联剂4份；其中，丁异戊橡胶中异戊二烯质量分数70％；酯类增塑剂为
本实施例所述铁垫板下弹性垫板的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份计，称取嵌段丁异戊橡胶50份，无规丁异戊橡胶50份、酯类增塑剂15份、硫化活性剂5份、硫化剂1.5份、硫化促进剂2份、防老剂5份、炭黑50份、其他填料45份、硅烷偶联剂4份；其中，丁异戊橡胶中异戊二烯质量分数为70％；硫化活性剂为氧化锌和硬脂酸；酯类增塑剂为
(2)将嵌段丁异戊橡胶、无规丁异戊橡胶、硫化活性剂、防老剂、炭黑、白炭黑和碳酸钙复合填料、酯类增塑剂、硅烷偶联剂加入到密炼机中，在密炼机中进行高温混炼，混炼温度145℃，混炼时间为6分钟；
(3)将步骤(2)中得到的混炼胶在密炼机中冷却到85℃，加入硫化剂、硫化促进剂，混炼2分钟左右，下料到开炼机上出片，得到耐寒橡胶复合材料；
(4)将步骤(3)中得到的耐寒橡胶复合材料放置16h以上后，通过模压硫化成型得到铁垫板下弹性垫板，硫化压力15mpa，硫化温度160℃，硫化时间8分钟。
测试制得的铁垫板下弹性垫板的各项性能见表1所示。
实施例6:
如图1、图2所示，本实施例的铁垫板下弹性垫板6，圆柱体形凸台1排布在铁垫板下弹性垫板6的两个安装孔位3的两侧和铁垫板下弹性垫板6的上表面和下表面中部，腰形体形凸台5排布在三组圆柱体形凸台1之间，圆柱体形凸台1与腰形体形凸台5对称排布于铁垫板下弹性垫板6的上表面和下表面；本实施所述铁垫板下弹性垫板由包括如下重量份的各组分制备得到：嵌段丁异戊橡胶50份，无规丁异戊橡胶50份、酯类增塑剂15份、硫化活性剂5份、硫化剂1.5份、硫化促进剂2份、防老剂5份、炭黑50份、其他填料45份、硅烷偶联剂4份；其中，丁异戊橡胶中异戊二烯质量分数为70％；酯类增塑剂为
本实施例所述铁垫板下弹性垫板的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份计，称取丁异戊橡胶100份、酯类增塑剂15份、硫化活性剂5份、硫化剂1.5份、硫化促进剂2份、防老剂5份、炭黑50份、其他填料45份、硅烷偶联剂4份；其中，丁异戊橡胶中异戊二烯质量分数为70％；酯类增塑剂为plasthall100(异辛基树脂酸酯)；其他填料为白炭黑和陶土的复合填料；硫化体系为过氧化物/硫磺复合硫化体系：硫化剂为dcp和普通硫磺，硫化促进剂为taic、dm、cz和tmtd；硫化活性剂为氧化锌和硬脂酸；硅烷偶联剂为a-172；防老剂为rd、4010na和微晶蜡；
(2)将丁异戊橡胶、硫化活性剂、防老剂、炭黑、白炭黑和碳酸钙复合填料、酯类增塑剂、硅烷偶联剂加入到密炼机中，在密炼机中进行高温混炼，混炼温度145℃，混炼时间为6分钟；
(3)将步骤(2)中得到的混炼胶在密炼机中冷却到85℃，加入硫化剂、硫化促进剂，混炼2分钟左右，下料到开炼机上出片，得到耐寒橡胶复合材料；
(4)将步骤(3)中得到的耐寒橡胶复合材料放置16h以上后，通过模压硫化成型得到铁垫板下弹性垫板，硫化压力15mpa，硫化温度160℃，硫化时间8分钟。
测试制得的铁垫板下弹性垫板的各项性能见表1所示。
实施例7:
如图3、图4所示的铁垫板下弹性垫板6，沟槽4排布于铁垫板下弹性垫板6的上表面和下表面；本实施例所述铁垫板下弹性垫板由包括如下重量份的各组分制备得到：嵌段丁异戊橡胶50份，无规丁异戊橡胶50份、酯类增塑剂15份、硫化活性剂5份、硫化剂1.5份、硫化促进剂2份、防老剂5份、炭黑50份、其他填料45份、硅烷偶联剂4份；其中，丁异戊橡胶中异戊二烯质量分数70％；酯类增塑剂为
本实施例所述铁垫板下弹性垫板的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份计，称取嵌段丁异戊橡胶50份，无规丁异戊橡胶50份、酯类增塑剂15份、硫化活性剂5份、硫化剂1.5份、硫化促进剂2份、防老剂5份、炭黑50份、其他填料45份、硅烷偶联剂4份；其中，丁异戊橡胶中异戊二烯质量分数为70％；酯类增塑剂为
(2)将嵌段丁异戊橡胶、无规丁异戊橡胶、硫化活性剂、防老剂、炭黑、白炭黑和碳酸钙复合填料、酯类增塑剂、硅烷偶联剂加入到密炼机中，在密炼机中进行高温混炼，混炼温度145℃，混炼时间为6分钟；
(3)将步骤(2)中得到的混炼胶在密炼机中冷却到85℃，加入硫化剂、硫化促进剂，混炼2分钟左右，下料到开炼机上出片，得到耐寒橡胶复合材料；
(4)将步骤(3)中得到的耐寒橡胶复合材料放置16h以上后，通过模压硫化成型得到铁垫板下弹性垫板，硫化压力15mpa，硫化温度160℃，硫化时间8分钟。
测试制得的铁垫板下弹性垫板的各项性能见表1所示。
对比例1:
如图1、图2所示，本对比例的铁垫板下弹性垫板6，圆柱体形凸台1排布在铁垫板下弹性垫板6的两个安装孔位3的两侧和铁垫板下弹性垫板6的上表面和下表面中部，腰形体形凸台5排布在三组圆柱体形凸台1之间，圆柱体形凸台1与腰形体形凸台5对称排布于铁垫板下弹性垫板6的上表面和下表面；本对比例所述铁垫板下弹性垫板由包括如下重量份的各组分制备得到：无规共聚丁异戊橡胶100份、酯类增塑剂4份、硫化活性剂6份、硫化剂3份、硫化促进剂4份、防老剂2份、炭黑40份、其他填料35份、硅烷偶联剂3份；其中，丁异戊橡胶中丁二烯质量份为70％；酯类增塑剂为
本对比例所述铁垫板下弹性垫板的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份计，称取无规丁异戊橡胶100份、酯类增塑剂4份、硫化活性剂6份、硫化剂3份、硫化促进剂4份、防老剂2份、炭黑40份、其他填料35份、硅烷偶联剂3份；其中，丁异戊橡胶中丁二烯质量份为70％；酯类增塑剂为
(2)将无规丁异戊橡胶、加入硫化活性剂、防老剂、炭黑、白炭黑和碳酸钙复合填料、酯类增塑剂、硅烷偶联剂加入到密炼机中，在密炼机中进行高温混炼，混炼温度145℃，混炼时间为6分钟；
(3)将步骤(2)中得到的混炼胶在密炼机中冷却到85℃，加入硫化剂、硫化促进剂，混炼2分钟左右，下料到开炼机上出片，得到混炼胶；
(4)将步骤(3)中得到的混炼胶放置16h以上后，通过模压硫化成型得到铁垫板下弹性垫板，硫化压力25mpa，硫化温度165℃，硫化时间8分钟。
测试制得的铁垫板下弹性垫板的各项性能见表2所示。
对比例2:
如图1、图2所示，本对比例的铁垫板下弹性垫板6，圆柱体形凸台1排布在铁垫板下弹性垫板6的两个安装孔位3的两侧和铁垫板下弹性垫板6的上表面和下表面中部，腰形体形凸台5排布在三组圆柱体形凸台1之间，圆柱体形凸台1与腰形体形凸台5对称排布于铁垫板下弹性垫板6的上表面和下表面；本对比例所述铁垫板下弹性垫板由包括如下重量份的各组分制备得到：无规共聚丁异戊橡胶100份、酯类增塑剂25份、硫化活性剂6份、硫化剂3份、硫化促进剂4份、防老剂2份、炭黑60份、其他填料45份、硅烷偶联剂4份；其中，丁异戊橡胶中丁二烯质量份为70％；酯类增塑剂为
本对比例所述铁垫板下弹性垫板的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份计，称取无规丁异戊橡胶100份、酯类增塑剂25份、硫化活性剂6份、硫化剂3份、硫化促进剂4份、防老剂2份、炭黑60份、其他填料45份、硅烷偶联剂4份；其中，丁异戊橡胶中丁二烯质量份为70％；酯类增塑剂为
(2)将无规丁异戊橡胶、加入硫化活性剂、防老剂、炭黑、白炭黑和碳酸钙复合填料、酯类增塑剂、硅烷偶联剂加入到密炼机中，在密炼机中进行高温混炼，混炼温度145℃，混炼时间为6分钟；
(3)将步骤(2)中得到的混炼胶在密炼机中冷却到85℃，加入硫化剂、硫化促进剂，混炼2分钟左右，下料到开炼机上出片，得到混炼胶；
(4)将步骤(3)中得到的混炼胶放置16h以上后，通过模压硫化成型得到铁垫板下弹性垫板，硫化压力25mpa，硫化温度165℃，硫化时间8分钟。
测试制得的铁垫板下弹性垫板的各项性能见表2所示。
对比例3:
如图1、图2所示，本对比例的铁垫板下弹性垫板6，圆柱体形凸台1排布在铁垫板下弹性垫板6的两个安装孔位3的两侧和铁垫板下弹性垫板6的上表面和下表面中部，腰形体形凸台5排布在三组圆柱体形凸台1之间，圆柱体形凸台1与腰形体形凸台5对称排布于铁垫板下弹性垫板6的上表面和下表面；本对比例所述铁垫板下弹性垫板由包括如下重量份的各组分制备得到：天然橡胶70份，顺丁橡胶30份、酯类增塑剂15份、硫化活性剂5份、硫化剂1.5份、硫化促进剂2份、防老剂5份、炭黑50份、其他填料45份、硅烷偶联剂4份；酯类增塑剂为
本对比例所述铁垫板下弹性垫板的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份计，称取天然橡胶75份、顺丁橡胶25份，酯类增塑剂15份、硫化活性剂5份、硫化剂1.5份、硫化促进剂2份、防老剂5份、炭黑50份、其他填料45份、硅烷偶联剂4份；；酯类增塑剂为
(2)将nr和br混合胶料、硫化活性剂、防老剂、炭黑、白炭黑和碳酸钙复合填料、酯类增塑剂、硅烷偶联剂加入到密炼机中，在密炼机中进行高温混炼，混炼温度145℃，混炼时间为6分钟；
(3)将步骤(2)中得到的混炼胶在密炼机中冷却到85℃，加入硫化剂、硫化促进剂，混炼2分钟左右，下料到开炼机上出片，得到混炼胶；
(4)将步骤(3)中得到的混炼胶放置16h以上后，通过模压硫化成型得到铁垫板下弹性垫板，硫化压力15mpa，硫化温度160℃，硫化时间8分钟。
测试制得的铁垫板下弹性垫板的各项性能见表2所示。
对比例4：
如图1、图2所示，本对比例的铁垫板下弹性垫板6，圆柱体形凸台1排布在铁垫板下弹性垫板6的两个安装孔位3的两侧和铁垫板下弹性垫板6的上表面和下表面中部，腰形体形凸台5排布在三组圆柱体形凸台1之间，圆柱体形凸台1与腰形体形凸台5对称排布于铁垫板下弹性垫板6的上表面和下表面；本对比例所述铁垫板下弹性垫板由包括如下重量份的各组分制备得到：嵌段丁异戊橡胶50份，无规丁异戊橡胶50份、硫化活性剂5份、硫化剂1.5份、硫化促进剂2份、防老剂5份、炭黑35份、其他填料45份、硅烷偶联剂4份；其中，丁异戊橡胶中异戊二烯质量分数为70％；其他填料为白炭黑和陶土的复合填料；硫化剂为硫磺；硫化活性剂为氧化锌和硬脂酸；硫化促进剂为dm、cz和tmtd；硅烷偶联剂为si-69；防老剂为rd、4010na和微晶蜡。
本对比例所述铁垫板下弹性垫板的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份计，硫化活性剂5份、硫化剂1.5份、硫化促进剂2份、防老剂5份、炭黑35份、其他填料45份、硅烷偶联剂4份；其中，丁异戊橡胶中异戊二烯质量分数为70％；其他填料为白炭黑和陶土的复合填料；硫化体系为半有效硫化体系：硫化剂为普通硫磺，硫化促进剂为dm、cz和tmtd；硫化活性剂为氧化锌和硬脂酸；硅烷偶联剂为si-69；防老剂为rd、4010na和微晶蜡；
(2)将丁异戊橡胶、硫化活性剂、防老剂、炭黑、白炭黑和碳酸钙复合填料加入到密炼机中，在密炼机中进行高温混炼，混炼温度145℃，混炼时间为6分钟；
(3)将步骤(2)中得到的混炼胶在密炼机中冷却到85℃，加入硫化剂、硫化促进剂，混炼2分钟左右，下料到开炼机上出片，得到混炼胶；
(4)将步骤(3)中得到的混炼胶放置16h以上后，通过模压硫化成型得到铁垫板下弹性垫板，硫化压力15mpa，硫化温度160℃，硫化时间8分钟。
测试制得的铁垫板下弹性垫板的各项性能见表2所示。
对比例5：
如图1、图2所示，本对比例的铁垫板下弹性垫板6，圆柱体形凸台1排布在铁垫板下弹性垫板6的两个安装孔位3的两侧和铁垫板下弹性垫板6的上表面和下表面中部，腰形体形凸台5排布在三组圆柱体形凸台1之间，圆柱体形凸台1与腰形体形凸台5对称排布于铁垫板下弹性垫板6的上表面和下表面；本对比例所述铁垫板下弹性垫板由包括如下重量份的各组分制备得到：嵌段丁异戊橡胶50份，无规丁异戊橡胶50份、酯类增塑剂15份、硫化活性剂3份、硫化促进剂5份、防老剂5份、炭黑50份、其他填料45份、硅烷偶联剂4份；其中，丁异戊橡胶中异戊二烯质量份为70％；酯类增塑剂为
本对比例所述铁垫板下弹性垫板的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份计，称取嵌段丁异戊橡胶50份，无规丁异戊橡胶50份、酯类增塑剂15份、硫化活性剂5份、硫化促进剂3份、防老剂5份、炭黑50份、其他填料45份、硅烷偶联剂4份；其中，丁异戊橡胶中异戊二烯质量分数70％；酯类增塑剂为
(2)将丁异戊橡胶、硫化活性剂、防老剂、炭黑、白炭黑和碳酸钙复合填料、酯类增塑剂、硅烷偶联剂加入到密炼机中，在密炼机中进行高温混炼，混炼温度145℃，混炼时间为6分钟；
(3)将步骤(2)中得到的混炼胶在密炼机中冷却到85℃，加硫化促进剂，混炼2分钟左右，下料到开炼机上出片，得到混炼胶；
(4)将步骤(3)中得到的混炼胶放置16h以上后，通过模压硫化成型得到铁垫板下弹性垫板，硫化压力15mpa，硫化温度160℃，硫化时间8分钟。
测试制得的铁垫板下弹性垫板的各项性能见表2所示。
表1实施例1-7所述铁垫板下弹性垫板的各项性能指标测定结果
表2对比例1-5所述铁垫板下弹性垫板的各项性能指标测定结果
由表1和表2所示数据结果可以看出：(1)采用嵌段丁异戊橡胶和/或无规丁异戊橡胶制备得到的铁垫板下弹性垫板与采用nr和br共混制备得到的铁垫板下弹性垫板在耐低温性能、疲劳性能方面都更为优异，采用嵌段丁异戊橡胶比无规丁异戊橡胶质垫板物理机械性能优异，但是无规丁异戊橡胶质wj-8弹性垫板具有更好的耐低温性能和疲劳性能；(2)采用长碳链弱极性酯类增塑剂可以提高铁垫板下弹性垫板的耐低温性能，优选的，增塑剂与丁异戊橡胶的质量份数比为5～20，采用异辛基树脂酸酯(
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