本发明属于土木工程材料技术领域，具体涉及一种严寒地区高速铁路用聚氨酯嵌缝胶及其制备方法。
背景技术：
从1905年中国第一条铁路(京张铁路)开工到2005年末的一百年里铁路营业里程共62200公里，没有高速铁路；但到2015年末中国铁路营业里程已达12.1万公里跃居世界第二，其中高速铁路1.9万公里，居世界第一。用十年的时间，做出过去百年的事情。目前，中国“四纵四横”铁路主干线路网也已建立，中东部地区主要城市间的城际铁路网也已形成。我国铁路建设将进一步向中西部地区、西北地区、东北地区这样的高原高寒地区发展。
嵌缝材料是应用于高速铁路无砟轨道结构接缝的填充密封材料，是高速铁路无砟轨道综合防水的重要环节。目前的聚氨酯嵌缝材料在正温下或零度左右都能适应接缝位移并保持有效密封的变形量。而在严寒地区轨道底座板伸缩接缝位移达50％，普通聚氨酯嵌缝材料位移能力级别差，使用后易出现离缝，达不到有效密封的效果，引起翻浆冒泥、路基冻胀等，不仅影响无砟轨道结构的耐久性，甚至对行车安全造成影响。如前所述，现实铁路建设中大量存在着严寒地区嵌缝实际需要，如何克服现有聚氨酯嵌缝材料低温状态下的离缝成为关键问题。因此，针对实际工程中的需求和现有材料体系存在的问题，提出本发明。
技术实现要素：
本发明针对目前严寒地区聚氨酯嵌缝材料低温状态下的离缝问题，发明了一种可在严寒地区使用的聚氨酯嵌缝胶。
本发明采用功能复合技术，其特征在于其由a、b两组份组成，a、b两组份质量比为5∶1。a组份由二苯基甲烷二异氰酸酯、聚醚多元醇、增塑剂、偶联剂、填料等按一定比例混合而成，其制备方法包括原材料脱水、预聚物制备、材料混合三个过程。各组分所占比例为：二苯基甲烷二异氰酸酯：5％～7％；聚醚多元醇：30％～40％；增塑剂：25％～35％；偶联剂：0.6％～1％；填料：20％～30％；b组份由聚醚多元醇、增塑剂、消泡剂、填料、催化剂、防老剂等按一定比例混合而成，其制备方法包括原材料脱水、材料混合两个过程。各组分所占比例为：聚醚多元醇：15％～25％；增塑剂：25％～40％；消泡剂：0.01％～0.1％；填料：40％～50％；催化剂：0.02％～0.1％；防老剂：4％～6％。
所述的二苯基甲烷二异氰酸酯为是4，4′二苯基甲烷二异氰酸酯(纯mdi)、含有一定比例纯mdi与多苯基多亚甲基多异氰酸酯的混合物(聚合mdi)以及纯mdi与聚合mdi的改性物中的一种或两种以上组合物。
所述的聚醚多元醇为几种二元醇、三元醇、改性多元醇或两种以上组合物。
所述的增塑剂为酞酸酯类增塑剂。
所述的偶联剂为硅烷偶联剂。
所述的填料为细度为200目～350目滑石粉、200目～350目轻钙粉或一定比例的混合物。
所述的消泡剂为有机硅消泡剂、聚硅氧烷消泡剂、聚醚类消泡剂和聚醚改性硅消泡剂的任意一种。
所述的催化剂为有机金属化合物。
所述的防老剂为热稳定剂、光稳定剂、水解稳定剂等的混合物。
本发明是为解决严寒地区聚氨酯嵌缝材料低温状态下的离缝问题。其优点在于：本发明一种严寒地区高速铁路用聚氨酯嵌缝胶拉伸模量同时满足23℃不大于0.4mpa和-20℃不大于0.6mpa，而且材料位移能力大于50级。完全满足严寒地区高速铁路无砟轨道结构接缝的填充密封。
具体实施方式
实施例详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
a组份：二苯基甲烷二异氰酸酯：5.2％；聚醚多元醇：31.8％；增塑剂：33.2％；偶联剂：0.7％；填料：29.1％。
其制备方法为：
1分别将聚醚多元醇、增塑剂加热到120±5℃，抽真空3小时，真空度控制在-0.095mpa。填料加热到120±5℃，烘干3小时。
2脱水后的聚醚多元醇冷却到60℃以下，与二苯基甲烷二异氰酸酯在温度80±5℃条件下反应3小时生成预聚物。
3预聚物与脱水后的增塑剂、填料及偶联剂混合
b组份：聚醚多元醇：18.2％；增塑剂：32.6％；消泡剂：0.45％；填料：44.6％；催化剂：0.03％；防老剂：4.12％。
其制备方法为：
1分别将聚醚多元醇、增塑剂加热到120±5℃，抽真空3小时，真空度控制在-0.095mpa。填料加热到120±5℃，烘干3小时。
2脱水后的聚醚多元醇、增塑剂、填料与消泡剂、催化剂、防老剂混合
将a组份和b组份材料按质量比5∶1混合均匀即得本发明材料。
采用上述配方制得的本发明材料性能见表1：
表1聚氨酯嵌缝胶性能
实施例2
a组份：二苯基甲烷二异氰酸酯：6.5％；聚醚多元醇：38.8％；增塑剂：28.2％；偶联剂：0.7％；填料：25.8％。
其制备方法为：
1分别将聚醚多元醇、增塑剂加热到120±5℃，抽真空3小时，真空度控制在-0.095mpa。填料加热到120±5℃，烘干3小时。
2脱水后的聚醚多元醇冷却到60℃以下，与二苯基甲烷二异氰酸酯在温度80±5℃条件下反应3小时生成预聚物。
3预聚物与脱水后的增塑剂、填料及偶联剂混合
b组份：聚醚多元醇：20.2％；增塑剂：32.65％；消泡剂：0.4％；填料：42.7％；催化剂：0.05％；防老剂：4％。
其制备方法为：
1分别将聚醚多元醇、增塑剂加热到120±5℃，抽真空3小时，真空度控制在-0.095mpa。填料加热到120±5℃，烘干3小时。
2脱水后的聚醚多元醇、增塑剂、填料与消泡剂、催化剂、防老剂混合
将a组份和b组份材料按质量比5∶1混合均匀即得本发明材料。
采用上述配方制得的本发明材料性能见表2：
表2聚氨酯嵌缝胶性能
本发明的a组份：二苯基甲烷二异氰酸酯、聚醚多元醇、增塑剂、偶联剂、填料。b组份：聚醚多元醇、增塑剂、消泡剂、填料、催化剂、防老剂上下限值以及区间值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。