一種聚氨酯道砟膠及其製備方法
2024-03-22 05:01:05
專利名稱：一種聚氨酯道砟膠及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種聚氨酯道砟膠及其製備方法。
背景技術：
鐵路高速化是當今世界各國鐵路現代化發展的必然趨勢。高速鐵路帶來了環境的改善、土地和能源的節約、運輸模式的變化、交通運輸外部成本的降低；高速鐵路具有速度快、安全舒適、比高速公路佔地少、比飛機能耗低、運輸能力強等優點，為世界經濟的發展和改善人們的生活水平起到了不可忽視的促進作用。在我國，為了加快經濟的發展，正在大力發展高速(快速)鐵路來改善我國鐵路交通運輸的落後面貌，並取得了巨大的成功，預計到2020年將建成客運專線I萬公裡。我國的高速鐵路以技術創新與高質量服務，提高了市場競爭力，擴大了鐵路運輸市場份額，也改善了鐵路運輸的社會形象，為我國國民經濟的發展作出了貢獻。但是高速鐵路發展還要進一步解決好舒適、安全、性能、成本和環保等問題，就必須發展適合我國國情的高速技術體系，實現鐵路技術裝備現代化。隨著軌道交通的發展，列車速度已經由原來幾十公裡每小時，發展到350km/h，當列車高速通過時，會增加列車與軌道的振動，引起列車與軌道結構作用力的增加，影響軌道結構的穩定以至危及行車安全。軌道包含有砟軌道和無砟軌道兩種，其中無砟軌道就是用混凝土底座取代了道砟；根據具體情況不同，幾乎所有的高速鐵路均會用到兩種軌道結構。當高速列車從無砟軌道向有砟軌道過渡時，會引起車輛-軌道系統衝擊；另外隨著通過總重增加，將會形成軌面不平順，軌面不平順進一步加劇車輛-軌道系統振動，惡性循環，嚴重影響軌道的使用和旅客乘坐舒適性。另外，巨大的衝力會導致道砟的振動、道床粉化，嚴重時甚至會造成道砟飛濺，造成道床坍塌嚴重，帶來極大的安全隱患。日本採用鐵絲網防止道砟飛濺，而國內採用道砟膠防止道砟飛濺或採用道砟膠增強道床穩定等，延長道床的養護維修周期。目前採用的道砟膠包括不飽和樹脂組合物、基於橡膠的溶液組合物、以及聚氨酯膠黏劑等，均存在粘度較大、無法噴霧施工的問題；另外凝膠化時間較長、對施工環境要求高等也影響施工的效率和難度。
發明內容
因此，本發明的目的是解決以上樹脂粘度大帶來的施工問題，提供一種低粘度、可用於噴霧施工的聚氨酯道砟膠及其製備方法。該道砟膠具有噴塗均勻、可控的優點，不但可大幅提高施工效率、有效縮短施工工期；而且低的粘度能保證道砟膠均勻滲入道砟底層，可大幅提高道砟的整體性能。此外，該道砟膠還具有很好的韌性、耐水性和耐低溫性。本發明的目的是通過下述技術方案實現 的:本發明提供了一種聚氨酯道砟膠，該聚氨酯道砟膠由分開放置的複合組分A和複合組分B組成，其中，所述複合組分A為將包括50 80重量份不飽和多官能度聚醚，10 50重量份聚醚二元醇，0.01 0.1重量份催化劑和I 10重量份輔料的混合物在80 120°C下反應I 5小時的產物；所述複合組分B為包括70 95重量份異氰酸酯和5 30重量份增塑劑的混合物。根據本發明提供的聚氨酯道砟膠，其中，以100重量份的組分A為基準，所述輔料可以為本領域常用的各種輔料，例如，可以包括I 10重量份的擴鏈劑，O 30重量份的填料，I 5重量份的抗氧化劑和I 5重量份的增塑劑。根據本發明提供的聚氨酯道砟膠，其中，所述催化劑可以選自二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、三亞乙基二胺和鈦酸四異丁酯中的一種或多種，優選為二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫。在所述輔料中，所述擴鏈劑可以為三羥基甲基丙烷、丁二醇、己二醇和山梨醇中的一種或多種，優選為三羥基甲基丙烷或丁二醇。所述填料可以為二氧化鈦、二氧化矽、碳酸鈣和滑石粉中的一種或多種，優選為二氧化鈦、二氧化矽和碳酸鈣中的一種或多種。所述抗氧化劑例如抗氧劑1010。
根據本發明提供的聚氨酯道砟膠，其中，所述不飽和多官能度聚醚的官能度可以為2.4 3，優選為2.6 3，分子量可以為600 1500，優選為600 1200 ;所述聚醚二元醇的分子量可以為600 2000，優選為1200 1600，具體地，所述聚醚二元醇可以優選為聚氧化丙烯、聚氧化乙烯、聚四氫呋喃或它們的共聚物。根據本發明的聚氨酯道砟膠，其中，所述異氰酸酯可以選自甲苯二異氰酸酯、六次甲基二異氰酸酯、4，4』_ 二苯基甲烷二異氰酸酯、多亞甲基多苯基多異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯中的一種或多種，優選為甲苯二異氰酸酯或4，4』 - 二苯基甲烷二異氰酸酯。所述增塑劑可以選自鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二乙二醇酯和鄰苯二甲酸二己酯中的一種或多種，優選為鄰苯二甲酸二辛酯。根據本發明的聚氨酯道砟膠，其中，優選情況下，所述複合組分A在25°C下為密度1.1 1.2g/cm3、粘度300 900cps的淡黃色透明液體；所述複合組分B在25°C下為密度
1.15 1.3g/cm3、粘度160 250cps的深棕色液體。在使用本發明的聚氨酯道砟膠時，所述複合組分A和複合組分B按100: 35 150的重量比混合，優選為按100: 50 100的重量比混合，更優選為按100: 60 80的
重量比混合。本發明還提供了上述道砟粘接樹脂的製備方法，包括:製備組分A:將50 80重量份不飽和多官能度聚醚，10 50重量份聚醚二元醇和0.01 0.1重量份催化劑加入密閉反應器，攪拌並升溫至80 120°C，在真空狀態中保持I 5小時；降溫後在攪拌下加入I 10重量份輔料得到組分A ；製備組分B:將異氰酸酯和增塑劑加入密閉容器中，攪拌混合均勻，得到組分B。從上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明通過合理的聚醚多元醇的複合配方、擴鏈劑、催化劑和異氰酸酯的選擇、配合等，使聚氨酯道砟膠具有粘度低、反應速度快、施工方便、效率高等特點。使聚氨酯道砟膠能被方便地應用於高速鐵路有砟軌道上，能夠大幅提高道砟和道床的整體性能，特別是安全性能。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明進行進一步的詳細描述，給出的實施例僅為了闡明本發明，而不是為了限制本發明的範圍。實施例1 本實施例用於說明本發明的聚氨酯道砟膠及其製備方法。按照重量份，將65份不飽和多官能度聚醚(官能度為2.6，分子量為800)，25份聚氧化丙烯(分子量為1000)和0.05份二月桂酸二丁基錫加入密閉的反應器中，攪拌、並升溫至100°C，在真空狀態中保持3小時；降溫後在攪拌下加入5份丁二醇(擴鏈劑)即製得複合組分A ；按照重量份，將90份甲苯二異氰酸酯和10份增塑劑加入密閉、乾燥的反應器混合，製得複合組分B。復配:將上述製得的組分A和組分B按100: 65 (重量比)混合，即得到聚氨酯道砟膠。將本實施例製得的聚氨酯道砟膠混合後制樣，進行性能測試，結果如下表I所示。表I
權利要求
1.種聚氨酯道砟膠，其特徵在於，該聚氨酯道砟膠由分開放置的複合組分A和複合組分B組成，其中，所述複合組分A為將包括50 80重量份不飽和多官能度聚醚，10 50重量份聚醚二元醇，0.01 0.1重量份催化劑和I 10重量份輔料的混合物在80 120°C下反應I 5小時的產物；所述複合組分B為包括70 95重量份異氰酸酯和5 30重量份增塑劑的混合物。
2.據權利要求1所述的聚氨酯道砟膠，其中，以100重量份的組分A為基準，所述輔料包括I 10重量份的擴鏈劑，O 30重量份的填料，I 10重量份的抗氧化劑和I 10重量份的增塑劑，優選為I 5重量份的擴鏈劑，I 10重量份的填料，I 5重量份的抗氧化劑和I 5重量份的增塑劑。
3.據權利要求1或2所述的聚氨酯道砟膠，其中，所述催化劑選自二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、三亞乙基二胺和鈦酸四異丁酯中的一種或多種，優選為二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫。
4.據權利要求2所述的聚氨酯道砟膠，其中，所述擴鏈劑為三羥基甲基丙烷、丁二醇、己二醇和山梨醇中的一種或多種，優選為三羥基甲基丙烷或丁二醇；所述填料為二氧化鈦、二氧化矽、碳酸鈣和滑石粉中的一種或多種，優選為二氧化鈦、二氧化矽和碳酸鈣中的一種或多種。
5.據權利要求1至4中任一項所述的聚氨酯道砟膠，其中，所述不飽和多官能度聚醚的官能度為2.4 3，優選為2.6 3，分子量為600 1500，優選為600 1200 ;所述聚醚二元醇的分子量為600 2000，優選為1200 1600，所述聚醚二元醇優選為聚氧化丙烯、聚氧化乙烯、聚四氫呋喃或它們的共聚物。
6.據權利要求1至5中任一項所述的聚氨酯道砟膠，其中，所述異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、六次甲基二異氰酸酯、4，4』 - 二苯基甲烷二異氰酸酯、多亞甲基多苯基多異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯中的一種或多種，優選為甲苯二異氰酸酯或4，4』 - 二苯基甲烷二異氰酸酯；所述增塑劑選自鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二乙二醇酯和鄰苯二甲酸二己酯中的一種或多種，優選為鄰苯二甲酸二辛酯。
7.據權利要求1至6中任一項所述的聚氨酯道砟膠，其中，所述複合組分A在25°C下為密度1.1 1.2g/cm3、粘度300 900cps的淡黃色透明液體；所述複合組分B在25°C下為密度1.15 L 3g/cm3、粘度160 250cps的深棕色液體。
8.據權利要求1至7中任一項所述的聚氨酯道砟膠，其中，所述複合組分A和複合組分B按100: 35 150的重量比混合。
9.利要求1至8中任一項所述道砟粘接樹脂的製備方法，包括: 製備組分A:將50 80重量份不飽和多官能度聚醚，10 50重量份聚醚二元醇和.0.01 0.1重量份催化劑加入密閉反應器，攪拌並升溫至80 120°C，在真空狀態中保持.1 5小時；降溫後在攪拌下加入I 10重量份輔料得到組分A ； 製備組分B:將異氰酸酯和增塑劑加入密閉容器中，攪拌混合均勻，得到組分B。
全文摘要
本發明提供一種聚氨酯道砟膠及其製備方法。該聚氨酯道砟膠由分開放置的複合組分A和複合組分B組成，其中，所述複合組分A為將包括50～80重量份不飽和多官能度聚醚，10～50重量份聚醚二元醇和0.01～0.1重量份催化劑的混合物在80～120℃下反應1～5小時的產物；所述複合組分B為包括70～95重量份異氰酸酯和5～30重量份增塑劑的混合物。本發明聚氨酯道砟膠具有粘度低、反應速度快、施工方便、效率高等特點，能方便地應用於高速鐵路有砟軌道上，大幅提高道砟和道床的整體性能，特別是安全性能。
文檔編號C08G18/48GK103087667SQ20111034503
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月4日 優先權日2011年11月4日
發明者汪紅兵, 王新靈, 朱亞琴, 陶紅 申請人:江蘇寶利瀝青股份有限公司