鐵路道砟粘接劑及其製備方法和應用的製作方法
2024-03-22 05:07:05
專利名稱：鐵路道砟粘接劑及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於高速鐵路道碴粘接的聚氨酯膠粘劑，主要應用於高速鐵路過渡段道砟以及普通鐵路道砟的固定與粘接，它可用於隧道入口固定行車道的通道，橋上固定行車道的通道；在鐵軌施工中道碴肩部的保護；在乾燥條件下、含水條件下以及承壓水條件下的地上建築、地下建築和結構工程中用於傳力密封填充裂縫、孔隙和孔洞。在鬆散巖石區域、巖石區域以及類似區域內，用於密封和加固裂縫和孔洞；在飲水設備中、管接頭處等用於密封滲漏處。
背景技術：
隨著中國國民經濟的快速發展和人民生活水平的日益提高，中國高速鐵路的建設全面展開，中國高速鐵路不僅填補了中國運輸體系中的缺失，而且在中國經濟發展中也具有非常重要的戰略意義。2008年8月1日，在舉世矚目的北京奧運會前夕，具有劃時代意義的我國第一條運營時速350公裡、具有世界一流水平的高速鐵路一全長120公裡的京津城際鐵路正式開通運營，北京到天津直達運行時間在30分鐘以內。為了確保列車運行舒適度平穩性和可靠性，德國博格公司非常注重無碴軌道與有碴軌道剛度的過渡處理，他們採取了膠結過渡段的措施以確保剛度勻順過渡，見
圖1為無碴軌道和有碴軌道過渡段。由於列車運營速度高達350公裡/小時，這就使得列車高速運行時，列車風將有碴軌道旁的道碴帶起，形成道碴飛揚，會給高速行進的列車造成損壞，嚴重影響列車行駛的安全。除道碴飛散到車站和鐵路沿線等不安全情況外，如果道碴飛散到鋼軌上，經車輪滾壓有可能造成鋼軌的傷損，嚴重者也會危及行車安全。為防止在列車高速運行時引起道碴飛揚， 需要對高速鐵路軌道旁的道碴進行固定。過渡段會常年承受火車重複載荷的衝擊，這就要求粘接劑滿足相應的抗壓強度、粘接強度和抗折強度等一系列力學性能指標的要求。由於鐵路道床碴石常年暴露於各種嚴峻的自然環境下，要具有良好的耐久性及耐候性；在雨水、 霜霧環境下要具有良好的耐候性；在北方冬季環境下要具有良好的低溫性能；同時由於碴石中所含的矽、鈣、等離子在水的作用下會生成鹼性溶液，因此要求粘接產品具有良好的耐鹼性。同時，高鐵施工時還要求碴石的固定屬於石頭與石頭之間的點對點之間的粘結，要求粘結劑粘結後，石頭與石頭之間存在縫隙，能夠滲水；還要求粘結劑無汙染、固化速度適當、 方便在野外施工、便於保存和運輸等。這些因素對所應用的膠粘劑提出了很高的要求。本發明提供的聚氨酯膠粘劑為無溶劑雙組份反應型聚氨酯膠粘劑，其利用A組份的-NCO與B組份的-OH之間的反應，並通過雙組份撞擊混合噴塗施工，具有低成本，無毒環保，力學性能好，耐侯性能好，施工效率高等優勢。
發明內容
本發明的目的是為了提供一種無溶劑、成本低、耐候性好、綜合力學性能好的無溶劑聚氨酯膠粘劑。
—種無溶劑聚氨酯膠粘劑，其特徵在於，A組分是由多異氰酸酯所組成。B組分是由聚醚多元醇(15%-80%)、擴鏈劑(8%-30%)、多元胺(1%-10%)、顏料(0.5%-3%) 等物質所組成；所述A、B兩組份按照異氰酸酯指數在0. 85-1. 2之間進行配合使用。在本發明的技術方案中，還具有以下技術特徵所述A組分的異氰酸酯基團含量為 5-35% ；在本發明的技術方案中，還具有以下技術特徵所述A組分是平均官能度為2-10 的多異氰酸酯或其混合物；在本發明的技術方案中，還具有以下技術特徵所述的多異氰酸酯為採用HDI (六次甲基二異氰酸酯)、MDI (二苯基甲烷二異氰酸酯)、IPDI (異佛爾酮二異氰酸酯)、 HMDI ( 二環己基甲烷二異氰酸酯)、TDI (甲苯二異氰酸酯)、BDI ( 丁二異氰酸酯)，選取其中的一種或幾種。在本發明的技術方案中，還具有以下技術特徵所述B組分中的聚醚多元醇採用一元聚醚多元醇、二元聚醚多元醇、三元聚醚多元醇、聚合物多元醇中的一種或幾種混合物。在本發明的技術方案中，還具有以下技術特徵所述的聚醚多元醇的羥基當量為 200-20000，其官能度在2-4之間；所述的聚醚多元醇為聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚丙三醇醚、聚氧化丙烯四醇醚、 以及上述的一種或幾種的共聚物，選取其中的一種或多種。在本發明的技術方案中，還具有以下技術特徵所述B的多元胺作為催化劑，其中包括三亞乙基二胺、五甲基二亞環己胺、二甲基乙醇胺、四甲基乙二胺、N-甲基嗎啉、三乙胺中的一種或幾種混合物。在本發明的技術方案中，還具有以下技術特徵所述B組份中還包括助劑，所述助劑包括加入抗氧劑、紫外線吸收劑等穩定助劑，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑和芳香族仲胺類抗氧劑，例如CIBA公司的IRGAN0X1010、1076、1098等抗氧劑；抗紫外劑是指苯並三唑類化合物紫外吸收劑，例如TINUVINP、TINUVIN 327、TINUVIN 3 等紫外吸收劑。在本發明的技術方案中，還具有以下技術特徵所述B組份中還加入0. 5 % -3 %的顏填料，包括碳酸鈣、白炭黑、鈦白粉、炭黑其中一種或是它們的混合物。一種聚氨酯道砟膠膠粘劑的製備方法，其特徵在於將20% -60%的二苯基甲烷二異氰酸酯和30% -70%異佛爾酮二異氰酸酯加入到有氮氣保護的反應釜中，均勻攪拌， 攪拌0. 5小時，取樣分析，冷卻出料；所述B組份的製備方法是聚醚多元醇(15% -80% )、擴鏈劑(8% -30% )；如果加入顏填料，則首先把顏填料與部分B組份中的聚醚多元醇製成混合物，然後用研磨設備分散成色漿，最後按照配方把研磨好的色漿、剩餘部分聚醚多元醇、擴鏈劑、催化劑、助劑加入到反應釜中，利用高速剪切分散設備進行高速攪拌，溫度升高到80度，抽真空壓力小於-0. 09MPa，繼續升溫到105度，減壓脫水2小時後，取樣分析，合格後冷卻出料；所述A、B兩組份按照異氰酸酯指數在0. 85-1. 2之間進行配合使用。一種聚氨酯道砟膠膠粘劑的施工方法，其特徵在於將A組分和B組分在噴塗設備按照體積比1 1進行計量、加壓後，通過噴槍按照施工用量均勻噴塗在道砟表面，進行道砟的粘接。本發明的聚氨酯膠粘劑低成本、無汙染、快速固化、適用性能強的碴石粘接劑，且其製備操作工藝簡單、成本較低，主要應用於高速鐵路過渡段道砟的膠接以及普通鐵路道砟的固定與粘接。本發明的聚氨酯膠粘劑由於其優異的綜合性能，它可用於隧道入口固定行車道的通道，橋上固定行車道的通道。在鐵軌施工中道碴肩部的保護。在乾燥條件下、含水條件下以及承壓水條件下的地上建築、地下建築和結構工程中用於傳力密封填充裂縫、孔隙和孔洞。在鬆散巖石區域、巖石區域以及類似區域內，用於密封和加固裂縫和孔洞。在飲水設備中、管接頭處等用於密封滲漏處。
具體實施例方式以下給出幾個典型實施例，但本發明並不局限在以下實施例中。實施例1A組份多異氰酸酯比例將50%二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)和50%異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)加入到有氮氣保護的反應釜中，均勻攪拌，攪拌0. 5小時，取樣分析，冷卻出料；B組份配方表
權利要求
1.一種無溶劑聚氨酯膠粘劑，其特徵在於，其由A、B兩組分組成，A組分是由多異氰酸酯組合物所組成，B組分是能與異氰酸酯反應的多官能組合物，B組分還包括抗以下助劑 氧化劑、抗紫外劑、顏料。
2.根據權利要求1所述的無溶劑聚氨酯膠粘劑，其中A組分為具有兩個異氰酸酯基團或多個其他官能團的化合物或者它們的混合物。
3.根據權利要求1或2所述的無溶劑聚氨酯膠粘劑，其中異氰酸酯基團含量為 5-35%。
4.根據權利要求3所述的無溶劑聚氨酯膠粘劑，其中A組分是平均官能度為2-10的多異氰酸酯或其混合物。
5.根據權利要求1或2所述的無溶劑聚氨酯膠粘劑，其中能與異氰酸酯反應的多官能組合物包括一種或多種多元胺和/或一種或多種聚醚多元醇化合物。
6.根據權利要求5所述的特徵在於，所述的聚醚多元醇採用一元聚醚多元醇、二元聚醚多元醇、三元聚醚多元醇、聚合物多元醇中的一種或幾種混合物。
7.根據權利要求5所述的特徵在於，所述的多元胺作為催化劑，其中包括三亞乙基二胺、五甲基二亞環己胺、二甲基乙醇胺、四甲基乙二胺、N-甲基嗎啉、三乙胺中的一種或幾種的混合物。
8.根據權利要求1所述的無溶劑聚氨酯膠粘劑，其特徵在於抗氧化劑包括受阻酚類抗氧劑和芳香族仲胺類抗氧劑。
9.根據權利要求1所述的無溶劑聚氨酯膠粘劑，其特徵在於抗紫外劑是苯並三唑類化合物。
10.根據權利要求1所述的無溶劑聚氨酯膠粘劑，其特徵在於顏料包括碳酸鈣、白炭黑、鈦白粉、炭黑其中一種或是它們的混合物。
11.一種對道砟形成粘接的方法，其特徵在於該方法包括以下步驟a)提供權利要求 1-10任一項所述的液態的雙組分的聚氨酯膠粘劑，b)將A組分和B組分用噴塗設備按照體積比1 1混合，以及C)將該混合物作為膠粘劑按照施工用量噴塗在道砟表面。
全文摘要
本發明涉及一種無溶劑聚氨酯膠粘劑的製備方法和施工方法，是由聚醚多元醇、多元胺、顏料、異氰酸酯等物質所組成，主要應用於高速鐵路過渡段道砟以及普通鐵路道砟的固定與粘接，也可用其它工程領域。本發明的膠粘劑具有力學強度高，耐候性好，抗撕裂性能好，無溶劑，成本低，施工操作簡單等優點。
文檔編號C09J175/08GK102220104SQ20111008696
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月8日 優先權日2011年4月8日
發明者張亮 申請人:張亮