CN109942780A - 一种用于铁路轨道用减振聚氨酯微孔弹性体制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铁路轨道减振技术领域，具体涉及到一种用于铁路轨道用减振聚氨酯微孔弹性体制备方法，包括如下步骤：(1)将甲组分和乙组分按重量10：(3～6)的比例混合10～20min得到混合料；(2)将混合料注入到模具中，静置成型15～20min，然后开启模具出料即得。

Description

一种用于铁路轨道用减振聚氨酯微孔弹性体制备方法

技术领域

本发明涉及铁路轨道减振技术领域，具体涉及到一种用于铁路轨道用减振聚氨酯微孔弹性体制备方法。

背景技术

随着高速铁路运营速度的不断提高，车辆在运行中产生的震动和噪音也不断增加，为了减少提速所带来的负面影响，在铁路轨道铺设时需要在水泥枕木和钢轨之间加一弹性垫板来减少刚性材料之间产生的震动和噪音。传统的铁路减振聚氨酯微孔弹性体板是采用橡胶材料来制备的，这种橡胶材料在受到交变外力作用时，弹性回复比较慢，动静刚度比可达到1.5以上，难以满足高速铁路的发展要求，实际应用中常采用局部开槽的方法来降低材料的动刚度，如此一来就会导致槽根部位容易产生应力集中而使材料及早破坏，寿命缩短。

微孔聚氨酯弹性体是一种介于弹性体和泡沫材料之间的新型材料，其泡孔直径一般在0.1～10μm，泡孔细密均匀，密度低于实心的弹性体材料，而力学性能要明显高于常见的泡沫材料，因此微孔聚氨酯弹性体兼备了泡沫材料的质轻、舒适和弹性体材料强度高、机械性能好的双重优点，具有缓冲性能好，耐疲劳性能优异的特点，是一种综合性能优异的弹性材料，在一些特殊领域具有广阔的应用潜力，例如在高铁减振聚氨酯微孔弹性体方面的应用以及高档轿车减震原件的制备等方面，具有显著的优势。而微孔聚氨酯弹性体由于分子结构的规整性和极强的分子可设计性，因此可以较容易的降低材料的动静刚度比。

传统的普通聚醚多是由环氧丙烷和环氧乙烷开环聚合而得到，分子结构上含有大量的侧甲基基团，虽然分子结构比较规整，但是当受到交替外力作用时，分子链运动受到侧基的位阻影响，其形变也就越滞后于应力的变化，能量损耗变大，动静刚度比也就明显变大，因此，其动静刚度也较难达到当前高速铁路垫板动静刚度比≤1.35的要求。此外，现有很多采用预聚体成分，但是存在预聚体组分粘度大，两组分料粘度差别大，物料混合温度高，两组分料质量比差距大，不易混合均匀等问题，产品质量不易稳定控制。

发明内容

针对上述技术问题，本发明公开了一种用于铁路轨道用减振聚氨酯微孔弹性体制备方法，包括如下步骤：

(1)将甲组分和乙组分按重量10：(3～6)的比例混合10～20min得到混合料；

(2)将混合料注入到模具中，静置成型15～20min，然后开启模具出料即得；

其中，所述甲组分的制备原料，以重量份计，包括：

所述乙组分的制备原料，以重量份计，包括：

二异氰酸酯 100

催化剂 0.1～0.3

磷酸三丁酯 0.005～0.01。

作为一种优选的技术方案，所述模具的温度为60～70℃。

作为一种优选的技术方案，所述纳米碳酸钙的粒径不低于1250目。

作为一种优选的技术方案，所述有机硅表面活性剂包括含有氨基的有机硅氧烷；所述含有氨基的有机硅氧烷选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

作为一种优选的技术方案，所述丙二醇与所述氢醌-二(β-羟乙基)对甲酚醚的重量比例为1：1。

作为一种优选的技术方案，所述高回弹聚醚平均官能度为2.5～3.2，重均分子量为5000～6000。

作为一种优选的技术方案，所述高回弹聚醚的羟值为20～36mgKOH/g。

作为一种优选的技术方案，所述接枝聚醚的羟值为20～30mgKOH/g。

作为一种优选的技术方案，所述接枝聚醚的粘度不超过3500cps/25℃。

作为一种优选的技术方案，所述有机硅表面活性剂还包括C6～C10碳链硅烷偶联剂。

作为一种优选的技术方案，所述二异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、三甲基己二异氰酸酯、1，3-环己烷二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明提供技术方案中的技术特征作进一步清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中的词语“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。

应当理解，除了在任何操作实例中，或者以其他方式指出的情况下，表示例如说明书和权利要求中使用的成分的量的所有数字应被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。

针对上述技术问题，本发明公开了一种用于铁路轨道用减振聚氨酯微孔弹性体制备方法，包括如下步骤：

(1)将甲组分和乙组分按重量10：(3～6)的比例混合10～20min得到混合料；

(2)将混合料注入到模具中，静置成型15～20min，然后开启模具出料即得；

其中，所述甲组分的制备原料，以重量份计，包括：

所述乙组分的制备原料，以重量份计，包括：

二异氰酸酯 100

催化剂 0.1～0.3

磷酸三丁酯 0.005～0.01。

优选的，将甲料乙料按质量比1:0.3～0.6混合10min，将此混合料注入特定尺寸空腔的模具中，合紧模具，保持15～20min，开启模具。模具温度保持在60～70℃，该模具具有排气孔。

在一些实施方式中，所述丙二醇与所述氢醌-二(β-羟乙基)对甲酚醚的重量比例为1：1。

由于甲乙组分中反应性成分之间的重量比例会影响混合后体系中的NCO含量，而NCO与扩链剂反应后形成的氨基甲酸酯成分较硬，弹性较差，因此当甲组分的用量过多时，由于NCO含量不足，会使制备所得的减震变的很软，强度和刚性较差。而当乙组分含量过多时，体系中的硬段含量太高，软段不足，在影响减振聚氨酯微孔弹性体强度等的同时，还影响减振聚氨酯微孔弹性体的动刚度和静刚度值，更会影响其动静刚度比。申请人发现当动静刚度比在不高于1.3时，制备所得的减振聚氨酯微孔弹性体具有好的减震降噪效果，适应各类不同速度的列车运行中的减震降噪。而申请人通过对甲乙组分用量的调节来调控减振聚氨酯微孔弹性体中硬段和软段的含量，在一定程度上促使减振聚氨酯微孔弹性体在具有较好的强度的同时，还具有较小的动静刚度比，提高减震效果。

此外，申请人发现通过对小分子脂肪族扩链剂与芳香族二醇扩链剂用量比例的调控，也能在一定程度上改善减振聚氨酯微孔弹性体的动静刚度比的同时，还能同时降低减振聚氨酯微孔弹性体的永久压缩率，使垫片在使用过程中形变恢复能力得到提高，提高列车运行的安全。其可能是因为在氢醌-二(β-羟乙基)对甲酚醚分子结构中的苯环等刚性基团相对于丙二醇等脂肪族醇来说，更会使垫片的硬度得到增加，因此通过其间的用量比例的调节可以调控垫片的软硬程度。而且，申请人预料不到的发现，通过调节上述两种扩链剂的用量，还能改善减振聚氨酯微孔弹性体的发泡效果。申请人通过对减振聚氨酯微孔弹性体表面和剖面的观察发现，两种扩链剂的用量比例不合适时，减振聚氨酯微孔弹性体中的泡孔孔形不规则，孔径大小不均匀，在进行拉伸和压缩试验过程很容易在不规则泡孔处出现断裂，非弹性压缩等情况，显著影响垫片的服用性能。

本发明中所述高回弹聚醚是聚醚类聚合物的一种，其分子链中含有柔性醚键和活性羟基基团。其中的羟基基团可以与羧基、异氰酸酯等基团发生反应。本发明中的高回弹聚醚主要与乙组分中的异氰酸酯反应，为液体橡胶减振垫提供一定程度的柔性，并与扩链剂之间的协同作用之下，使液体橡胶减振垫具有好的弹性。

在一些实施方式中，所述高回弹聚醚的羟值为20～36mgKOH/g。

进一步地，所述高回弹聚醚平均官能度为2.5～3.2，重均分子量为5000～6000。

进一步地，所述高回弹聚醚平均官能度为3。

进一步地，所述高回弹聚醚购自广州文龙化工有限公司牌号为EP-3600产品(羟值36～30mgKOH/g、官能度3、重均分子量为6000、黏度1000～1600)。

本发明中所述接枝聚醚是由通用聚醚或含有双链的聚醚在烯烃单体(如苯乙烯、丙烯腈等)和引发剂存在下，进行接枝共聚合反应(称原位聚合法反应)制备的特种聚醚多元醇。是聚合物-聚醚分散体，属有机填充聚醚多元醇，用于制备高承载或高模量软质和半硬质聚氨酯泡沫弹性体制品。

进一步的，所述接枝聚醚的羟值为20～30mgKOH/g。

进一步的，所述接枝聚醚的粘度不超过3500cps/25℃。

进一步的，所述接枝聚醚的粘度为2500～3500cps/25℃。

进一步地，所述接枝聚醚选用句容宁武新材料股份有限公司，牌号为3630的产品(羟值为24～28mgKOH/g)，或者选用山东九杰化工有限公司公司POP3628产品(羟值为25～29mgKOH/g)。

由于本申请中的减震材料在使用过程中需要承受频繁的动荷载，通过高回弹聚醚和接枝聚醚的复配，获得较满意的压缩永久变形值和国家规范要求的动静刚度比值。高回弹聚醚和接枝聚醚的官能度、羟值等的高低，会直接影响减振聚氨酯微孔弹性体聚合结构中三维空间交联网络含量，而这些交联点能为泡孔结构起到支撑作用，同时体系中的异氰酸酯与发泡剂(水)反应形成泡沫的同时，还会有新的交联结构。而当聚醚与异氰酸酯反应形成的交联网络含量少时，由于异氰酸酯与水反应形成的泡孔得不到很好的支撑，容易使泡孔崩塌，泡孔合并，导致减振聚氨酯微孔弹性体密度小，容易变形威尔恢复效果差。而当聚醚与异氰酸酯反应形成的交联网络含量过多时，容易使体系的黏度太大，异氰酸酯与水反应形成的泡孔不容易长大，形成小而闭孔的泡孔，造成减振聚氨酯微孔弹性体的孔隙率小，垫片***，不能很好的起到减震降噪的效果。

在本发明中高回弹聚醚的官能度在很大的程度上决定交联网络结构的含量，官能度越大、羟值越高，与异氰酸酯反应形成的交联网络越密集，交联密度大，反之亦然。此外，甲组分中聚醚、扩链剂等的用量，聚醚羟值、黏度等也会在很大程度上影响甲乙组分在混合后的反应剧烈程度，而反应过程的剧烈程度也会直接影响泡孔泡核的形成、长大等情况。因此，申请人通过对复配的高回弹聚醚和接枝聚醚的用量、官能度、羟值、黏度等参数，以及扩链剂、甲乙组分用量的调控，使加以组分在反应时上述两种交联结构的含量相匹配，以此来得到泡孔大小、形状均匀，内部微观结构有序，强而韧的减振聚氨酯微孔弹性体。

本发明中的二异氰酸酯并没有进行特殊限定，包括但不限于脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯、芳香族二异氰酸酯、脂肪族三异氰酸酯、多异氰酸酯等。

作为脂肪族二异氰酸酯，例如可以举出亚丙基二异氰酸酯、二异氰酸四亚甲酯、亚戊基二异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯、1，2-亚丙基二异氰酸酯、1，2-亚丁基二异氰酸酯、2，3-亚丁基二异氰酸酯、1，3-亚丁基二异氰酸酯、2，4，4-或2，2，4-三甲基1，6-己二异氰酸酯、2，6-二异氰酸基己酸甲酯等。

作为脂环族二异氰酸酯的例子，可以列举出1，3-环戊烷二异氰酸酯、1，4-环己烷二异氰酸酯、1，3-环己烷二异氰酸酯、3-异氰酸甲酯基-3，5，5-三甲基环己烷异氰酸酯(别名：异佛尔酮二异氰酸酯)、4，4’-亚甲基二(环己基异氰酸酯)、甲基-2，4-环己烷二异氰酸酯、甲基-2，6-环己烷二异氰酸酯、1，3-双(异氰酸甲酯基)环己烷、1，3-双(异氰酸乙酯基)环己烷、1，4-双(异氰酸乙酯基)环己烷、2，5-或2，6-二(异氰酸甲酯基)降冰片烷(NBDI)及其混合物等。

作为芳香族二异氰酸酯的例子，可以列举出：2，4-甲苯二异氰酸酯及2，6-甲苯二异氰酸酯、以及所述甲苯二异氰酸酯的异构体混合物、4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯、2，4’-二苯甲烷二异氰酸酯及2，2’-二苯甲烷二异氰酸酯、以及所述二苯甲烷二异氰酸酯的任意的异构体混合物、甲苯二异氰酸酯、对苯撑二异氰酸酯、萘二异氰酸酯等。

在一些实施方式中，所述二异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、三甲基己二异氰酸酯、1，3-环己烷二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种。

在一些实施方式中，所述有机硅表面活性剂包括含有氨基的有机硅氧烷；所述含有氨基的有机硅氧烷选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

在一些实施方式中，所述有机硅表面活性剂还包括C6～C10碳链硅烷偶联剂。

进一步地，所述C6～C10碳链硅烷偶联剂选用C8碳链硅烷偶联剂。

进一步地，所述C8碳链硅烷偶联剂选用异辛基三乙氧基硅烷(购自泉州市思康新材料发展有限公司)。

进一步的，所述有机硅表面活性剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷和异辛基三乙氧基硅烷的混合物。

进一步的，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷和异辛基三乙氧基硅烷的重量比例为1.5：1。

在一些实施方式中，所述纳米碳酸钙的粒径不低于1250目。可通过实验室专用分析振动筛来分析碳酸钙的粒径。

进一步的，碳酸钙中包括1～3重量份的改性纳米碳酸钙。

进一步地，所述改性纳米碳酸钙的制备方法包括如下步骤：

将一定量的纳米碳酸钙中加入去离子水超声分散45min，加热体系温度至75℃，然后加入偶联剂(占纳米碳酸钙重量的12wt％)，搅拌反应2小时，冷却至室温，过滤，滤饼水洗，烘干，研磨即得。

进一步地，所述偶联剂包括C6～C16碳链硅烷偶联剂。

进一步地，所述C6～C16碳链硅烷偶联剂选用C12碳链硅烷偶联剂，选用N-十二烷基三甲氧基硅烷，N-十二烷基三乙氧基硅烷，十二烷基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种。

进一步地，所述偶联剂还包括巯基硅烷偶联剂(例如3-巯丙基三甲氧基硅烷)。

进一步地，所述巯基硅烷偶联剂与所述C6～C16碳链硅烷偶联剂的重量比例为1：2。

由于纳米碳酸钙在减振聚氨酯微孔弹性体制备原料内部分散，吸收垫片所受到的能量，提高垫片断裂和压缩所需要的能量，从而改善垫片的形变恢复性和强度。然而由于纳米碳酸钙自身无机材料结构与体系中的聚醚、异氰酸酯等有机材料之间存在较大的差异，在甲乙组分混合时纳米碳酸钙与体系中的其它组分之间的相容性、分散性等受阻，导致减振聚氨酯微孔弹性体的韧性、弹性等变差，尤其是在高温，强酸强碱等环境下的服用性能降低，也会影响减振聚氨酯微孔弹性体的减震、缓冲、降噪等功能的发挥。申请人发现采用一定量的改性纳米碳酸钙来代替部分纳米碳酸钙，可以很好的改善纳米碳酸钙在减振聚氨酯微孔弹性体甲乙组分中的分散和相容性，使得减振聚氨酯微孔弹性体具有更高强度、耐高温性能耐腐蚀等性能。可能是由于在纳米碳酸钙表面引入一些有机骨架链段，避免纳米碳酸钙的团聚，而且改善其与高回弹聚醚、接枝聚醚、异氰酸酯等中的相容性和分散性，避免胶层内部出现应力集中点，从而改善其韧性和强度。

此外，申请人发现采用改性纳米碳酸钙不仅能避免纳米碳酸钙对减振聚氨酯微孔弹性体的动静刚度比、强度等性能性能的影响，还能通过对其中偶联剂的复配改善减振聚氨酯微孔弹性体的耐水解性能，改善耐强酸，耐强碱，耐盐侵蚀等性能。其可能的原因是，在改性纳米碳酸钙中的柔性烷基链作用下，纳米碳酸钙的相容性和分散性得到提高的同时，还能提高甲乙组分在混合发生反应时流体的强度，在不增加体系黏度的同时，通过柔性烷基长链之间轻度缠结来稳定体系中形成的泡孔，在避免纳米碳酸钙对泡孔结构的破坏，避免形成大小不均匀泡孔，同时由于长烷基链对泡孔的稳定作用，是减振聚氨酯微孔弹性体中具有合理的孔隙率、密度的同时，具有优异的压缩形变率，稳定性等性能。

本发明中所述紫外线吸收剂并没有进行特殊限定，包括但不限于有：2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并***、2-(2-羟基-5-丁基苯基)苯并***、2-(2-羟基-5-辛基苯基)苯并***、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯基)-5-氯苯并***、2-(3,5-二叔戊基-2-羟基苯基)苯并***、3,2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基)苯基-5氯代苯并***)系紫外线吸收剂；2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛基氧基二苯甲酮等二苯甲酮系紫外线吸收剂；2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛基氧基)苯酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-(己基氧基)苯酚等三嗪系紫外线吸收剂；水杨酸对叔丁基苯酯、水杨酸苯酯等水杨酸酯系紫外线吸收剂等。

本发明中的抗氧剂并没有进行特殊限定，包括但不限于铜化合物、有机或无机卤素类化合物、受阻酚类、受阻胺类、肼类、硫类化合物、次磷酸钠、次磷酸钾、次磷酸钙、次磷酸镁等的磷类化合物等的抗氧剂。优选使用四亚甲基β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯。

本发明中对所述助剂没有进行特殊限定，在不影响本发明提供的技术方案的前提下，可以选用着色剂、稳定剂等助剂，其中所述着色剂进行特殊限定，可以选用炭黑、色母粒等各类着色原料。

本发明中对所述阻燃剂进行特殊限定，包括但不限于磷酸胍、磷酸铵、磷酸三聚氰胺、磷酸三苯酯、磷酸三(2,3-二氯丙基)酯、聚磷酸铵、磷酸酯、磷酸三甲苯酯、三氯乙基磷酸、三聚氰胺等。优选使用三聚氰胺。

本发明中对所述催化剂没有进行特殊限定，可以选用有机金属催化剂(如二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡等)、胺类催化剂(如双二甲氨基乙基醚、五甲基二乙烯三胺、二甲基环己胺、三嗪类三聚催化剂)。

下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的，购于国药化学试剂。

实施例

实施例1公开了一种用于铁路轨道用减振聚氨酯微孔弹性体制备方法，包括如下步骤：

(1)将甲组分和乙组分按重量10：3的比例混合15min得到混合料；

(2)将混合料注入到模具中，合紧模具，静置成型15min，然后开启模具出料即得；

其中，所述甲组分的制备原料，以重量份计，包括：

所述乙组分的制备原料，以重量份计，包括：

二异氰酸酯 100

催化剂 0.1

磷酸三丁酯 0.005。

所述模具温度保持在60～70℃，该模具具有排气孔；所述高回弹聚醚购自广州文龙化工有限公司牌号为EP-3600产品；所述接枝聚醚选用句容宁武新材料股份有限公司，牌号为3630的产品(羟值为24-28mgKOH/g)；所述纳米碳酸钙为1250目碳酸钙，购自立达超微工业有限公司；所述阻燃剂为三聚氰胺粉；所述有机硅表面活性剂为KH560，购自南京西斯博有机硅有限公司；所述紫外吸收剂为2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并***；所述抗氧剂为四亚甲基β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯；所述助剂为二盐基硬脂酸铅；所述二异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯。

实施例2公开了一种用于铁路轨道用减振聚氨酯微孔弹性体制备方法，包括如下步骤：

(1)将甲组分和乙组分按重量10：3的比例混合15min得到混合料；

(2)将混合料注入到模具中，合紧模具，静置成型15min，然后开启模具出料即得；

其中，所述甲组分的制备原料，以重量份计，包括：

所述乙组分的制备原料，以重量份计，包括：

二异氰酸酯 100

催化剂 0.3

磷酸三丁酯 0.01。

所述模具温度保持在60～70℃，该模具具有排气孔；所述高回弹聚醚购自广州文龙化工有限公司牌号为EP-3600产品；所述接枝聚醚选用句容宁武新材料股份有限公司，牌号为3630的产品(羟值为24-28mgKOH/g)；所述纳米碳酸钙为1250目碳酸钙，购自立达超微工业有限公司；所述阻燃剂为三聚氰胺粉；所述有机硅表面活性剂为KH560，购自南京西斯博有机硅有限公司；所述紫外吸收剂为2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并***；所述抗氧剂为四亚甲基β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯；所述助剂为二盐基硬脂酸铅；所述二异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯。

实施例3公开了一种用于铁路轨道用减振聚氨酯微孔弹性体制备方法，包括如下步骤：

(1)将甲组分和乙组分按重量10：3的比例混合15min得到混合料；

(2)将混合料注入到模具中，合紧模具，静置成型15min，然后开启模具出料即得；

其中，所述甲组分的制备原料，以重量份计，包括：

所述乙组分的制备原料，以重量份计，包括：

二异氰酸酯 100

催化剂 0.1

磷酸三丁酯 0.008。

所述模具温度保持在60～70℃，该模具具有排气孔；所述高回弹聚醚购自广州文龙化工有限公司牌号为EP-3600产品；所述接枝聚醚选用句容宁武新材料股份有限公司，牌号为3630的产品(羟值为24-28mgKOH/g)；所述纳米碳酸钙为1250目碳酸钙，购自立达超微工业有限公司；所述阻燃剂为三聚氰胺粉；所述有机硅表面活性剂为KH560，购自南京西斯博有机硅有限公司；所述紫外吸收剂为2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并***；所述抗氧剂为四亚甲基β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯；所述助剂为二盐基硬脂酸铅；所述二异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯。

实施例4公开了一种用于铁路轨道用减振聚氨酯微孔弹性体制备方法，包括如下步骤：

(1)将甲组分和乙组分按重量10：3的比例混合15min得到混合料；

(2)将混合料注入到模具中，合紧模具，静置成型15min，然后开启模具出料即得；

其中，所述甲组分的制备原料，以重量份计，包括：

所述乙组分的制备原料，以重量份计，包括：

二异氰酸酯 100

催化剂 0.1

磷酸三丁酯 0.008。

所述模具温度保持在60～70℃，该模具具有排气孔；所述高回弹聚醚购自广州文龙化工有限公司牌号为EP-3600产品；所述接枝聚醚选用句容宁武新材料股份有限公司，牌号为3630的产品(羟值为24-28mgKOH/g)；所述纳米碳酸钙为1250目碳酸钙，购自立达超微工业有限公司；所述阻燃剂为三聚氰胺粉；所述有机硅表面活性剂为KH560(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)和异辛基三乙氧基硅烷的混合物，重量比例为1.5：1；所述紫外吸收剂为2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并***；所述抗氧剂为四亚甲基β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯；所述助剂为二盐基硬脂酸铅；所述二异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯。

实施例5公开了一种用于铁路轨道用减振聚氨酯微孔弹性体制备方法，包括如下步骤：

(1)将甲组分和乙组分按重量10：3的比例混合15min得到混合料；

(2)将混合料注入到模具中，合紧模具，静置成型15min，然后开启模具出料即得；

其中，所述甲组分的制备原料，以重量份计，包括：

所述乙组分的制备原料，以重量份计，包括：

二异氰酸酯 100

催化剂 0.1

磷酸三丁酯 0.008。

所述模具温度保持在60～70℃，该模具具有排气孔；所述高回弹聚醚购自广州文龙化工有限公司牌号为EP-3600产品；所述接枝聚醚选用句容宁武新材料股份有限公司，牌号为3630的产品(羟值为24-28mgKOH/g)；所述纳米碳酸钙为1250目碳酸钙，购自立达超微工业有限公司；所述阻燃剂为三聚氰胺粉；所述有机硅表面活性剂为KH560，购自南京西斯博有机硅有限公司；所述紫外吸收剂为2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并***；所述抗氧剂为四亚甲基β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯；所述助剂为二盐基硬脂酸铅；所述二异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯。所述改性纳米碳酸钙的制备方法包括如下步骤：

将一定量的纳米碳酸钙中加入去离子水超声分散45min，加热体系温度至75℃，然后加入偶联剂(占纳米碳酸钙重量的12wt％)，搅拌反应2小时，冷却至室温，过滤，滤饼水洗，烘干，研磨即得。

所述3-巯丙基三甲氧基硅烷与所述十二烷基甲基二甲氧基硅烷的重量比例为1：2。

实施例6公开了一种用于铁路轨道用减振聚氨酯微孔弹性体制备方法，包括如下步骤：

(1)将甲组分和乙组分按重量10：3的比例混合15min得到混合料；

(2)将混合料注入到模具中，合紧模具，静置成型15min，然后开启模具出料即得；

其中，所述甲组分的制备原料，以重量份计，包括：

所述乙组分的制备原料，以重量份计，包括：

二异氰酸酯 100

催化剂 0.1

磷酸三丁酯 0.008。

所述模具温度保持在60～70℃，该模具具有排气孔；所述高回弹聚醚购自广州文龙化工有限公司牌号为EP-3600产品；所述接枝聚醚选用句容宁武新材料股份有限公司，牌号为3630的产品(羟值为24-28mgKOH/g)；所述纳米碳酸钙为1250目碳酸钙，购自立达超微工业有限公司；所述阻燃剂为三聚氰胺粉；所述有机硅表面活性剂为KH560(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)和异辛基三乙氧基硅烷的混合物，重量比例为1.5：1；所述紫外吸收剂为2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并***；所述抗氧剂为四亚甲基β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯；所述助剂为二盐基硬脂酸铅；所述二异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯。所述改性纳米碳酸钙的制备方法包括如下步骤：

将一定量的纳米碳酸钙中加入去离子水超声分散45min，加热体系温度至75℃，然后加入偶联剂(占纳米碳酸钙重量的12wt％)，搅拌反应2小时，冷却至室温，过滤，滤饼水洗，烘干，研磨即得。

所述3-巯丙基三甲氧基硅烷与所述十二烷基甲基二甲氧基硅烷的重量比例为1：2。

实施例7公开了一种用于铁路轨道用减振聚氨酯微孔弹性体制备方法，包括如下步骤：

(1)将甲组分和乙组分按重量10：3的比例混合15min得到混合料；

(2)将混合料注入到模具中，合紧模具，静置成型15min，然后开启模具出料即得；

其中，所述甲组分的制备原料，以重量份计，包括：

所述乙组分的制备原料，以重量份计，包括：

二异氰酸酯 100

催化剂 0.1

磷酸三丁酯 0.008。

所述模具温度保持在60～70℃，该模具具有排气孔；所述高回弹聚醚购自广州文龙化工有限公司牌号为EP-3600产品；所述纳米碳酸钙为1250目碳酸钙，购自立达超微工业有限公司；所述阻燃剂为三聚氰胺粉；所述有机硅表面活性剂为KH560(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)和异辛基三乙氧基硅烷的混合物，重量比例为1.5：1；所述紫外吸收剂为2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并***；所述抗氧剂为四亚甲基β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯；所述助剂为二盐基硬脂酸铅；所述二异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯。所述改性纳米碳酸钙的制备方法包括如下步骤：

将一定量的纳米碳酸钙中加入去离子水超声分散45min，加热体系温度至75℃，然后加入偶联剂(占纳米碳酸钙重量的12wt％)，搅拌反应2小时，冷却至室温，过滤，滤饼水洗，烘干，研磨即得。

所述3-巯丙基三甲氧基硅烷与所述十二烷基甲基二甲氧基硅烷的重量比例为1：2。

实施例8公开了一种用于铁路轨道用减振聚氨酯微孔弹性体制备方法，包括如下步骤：

(1)将甲组分和乙组分按重量10：3的比例混合15min得到混合料；

(2)将混合料注入到模具中，合紧模具，静置成型15min，然后开启模具出料即得；

其中，所述甲组分的制备原料，以重量份计，包括：

所述乙组分的制备原料，以重量份计，包括：

二异氰酸酯 100

催化剂 0.1

磷酸三丁酯 0.008。

所述模具温度保持在60～70℃，该模具具有排气孔；所述高回弹聚醚购自广州文龙化工有限公司牌号为EP-3600产品；所述接枝聚醚选用句容宁武新材料股份有限公司，牌号为3630的产品(羟值为24-28mgKOH/g)；所述纳米碳酸钙为1250目碳酸钙，购自立达超微工业有限公司；所述阻燃剂为三聚氰胺粉；所述有机硅表面活性剂为KH560(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)和异辛基三乙氧基硅烷的混合物，重量比例为1.5：1；所述紫外吸收剂为2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并***；所述抗氧剂为四亚甲基β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯；所述助剂为二盐基硬脂酸铅；所述二异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯。所述改性纳米碳酸钙的制备方法包括如下步骤：

将一定量的纳米碳酸钙中加入去离子水超声分散45min，加热体系温度至75℃，然后加入偶联剂(占纳米碳酸钙重量的12wt％)，搅拌反应2小时，冷却至室温，过滤，滤饼水洗，烘干，研磨即得。

所述3-巯丙基三甲氧基硅烷与所述十二烷基甲基二甲氧基硅烷的重量比例为1：2。

实施例9公开了一种用于铁路轨道用减振聚氨酯微孔弹性体制备方法，包括如下步骤：

(1)将甲组分和乙组分按重量10：3的比例混合15min得到混合料；

(2)将混合料注入到模具中，合紧模具，静置成型15min，然后开启模具出料即得；

其中，所述甲组分的制备原料，以重量份计，包括：

所述乙组分的制备原料，以重量份计，包括：

二异氰酸酯 100

催化剂 0.1

磷酸三丁酯 0.008。

所述模具温度保持在60～70℃，该模具具有排气孔；所述高回弹聚醚购自广州文龙化工有限公司牌号为EP-3600产品；所述接枝聚醚选用句容宁武新材料股份有限公司，牌号为NJ-2010A的产品(羟值为45～51mgKOH/g，黏度为600～1000mPa·s/25℃)；所述纳米碳酸钙为1250目碳酸钙，购自立达超微工业有限公司；所述阻燃剂为三聚氰胺粉；所述有机硅表面活性剂为KH560(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)和异辛基三乙氧基硅烷的混合物，重量比例为1.5：1；所述紫外吸收剂为2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并***；所述抗氧剂为四亚甲基β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯；所述助剂为二盐基硬脂酸铅；所述二异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯。所述改性纳米碳酸钙的制备方法包括如下步骤：

将一定量的纳米碳酸钙中加入去离子水超声分散45min，加热体系温度至75℃，然后加入偶联剂(占纳米碳酸钙重量的12wt％)，搅拌反应2小时，冷却至室温，过滤，滤饼水洗，烘干，研磨即得。

所述3-巯丙基三甲氧基硅烷与所述十二烷基甲基二甲氧基硅烷的重量比例为1：2。

此外，申请人在调试过程中发现，配方中开孔剂(有机硅表面活性剂)掺量不足时，发泡倍率不够，开孔剂太多，则表面不结皮，表面孔隙大。发泡剂(水)不足，泡发不起来，发泡剂多了，整个产品弹性变差，水多到9％以上，会有失火危险。

性能评价

1、拉伸试验

按照中华人民共和国国家标准GB/T528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》对本申请中的实施例进行拉伸性能测试：环境温度(23±2)℃，相对湿度(50±10)％,哑铃型I型试样，测试速率，200mm/min。

2、耐强酸、耐强碱、耐盐侵蚀性能

将制备得到的减振聚氨酯微孔弹性体分别在15wt％浓硫酸、100％氢氧化钙、饱和氯化钠水溶液中放置100天，然后取出，干燥，用放大镜观察减振垫表面被侵蚀程度，发现本申请实施例1～6提供的微孔弹性体的耐腐蚀性能很好，在上述三种测试中均没有出现明显的腐蚀现象。为了区别每个微孔弹性体腐蚀程度之间的差异，根据侵蚀的严重程度评1～5级，其中5级侵蚀最为严重，其表面基本上完全腐蚀，垫片边缘出现大量的缺口和缺损，1级基本上没有侵蚀。

3、耐高温性能

将减振垫甲乙组分混合制备得到胶体成分，将该减振垫放置在60度倾斜面上，并将该倾斜面放置在烘箱中热处理2小时，观察减振垫是否软化、流淌等现象，记录不软化和不流淌的最高温度作为耐高温性能的表征，本发明实施例1～6中的微孔弹性体的耐高温性能不错，基本上都在200℃以上。

4、耐紫外线实验

GB/T 16422.3-2014塑料实验室光源暴露试验方法第3部分：荧光紫外灯来测试本申请实施例中的减震垫耐紫外性能。本发明实施例1～7中的聚氨酯微孔弹性体耐紫外线性能很好，超过50年。

表1性能测试表

表2稳定性测试表

	耐强酸性	耐强碱性	耐盐侵蚀性	耐高温性(℃)
					例1	1	2	1	209
例2	2	2	1	216
					例3	1	2	2	212
例4	1	2	1	219
					例5	1	1	1	235
例6	1	1	1	239
					例7	2	3	2	211
例8	3	3	2	199
					例9	3	4	3	219

本发明中的聚氨酯微孔弹性体具有一定的结构强度，较高的弹性、弹性回复率，耐强酸，耐强碱，耐盐侵蚀，耐高温200℃不流淌，耐低温-100℃不脆裂，耐水解，耐紫外线50年以上。而且无毒无味，安全环保。可用于高铁、地铁工程隧道、路基、公路工程、工民建、城市综合管廊等用作防水涂膜、化学灌浆材料及结构缝，变形缝的密封等，是一种高档的密封、堵漏、防水、防渗、防腐、抗冻胀类高分子复合材料。

前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (10)

1.一种用于铁路轨道用减振聚氨酯微孔弹性体制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将甲组分和乙组分按重量10：(3～6)的比例混合10～20min得到混合料；

(2)将混合料注入到模具中，静置成型15～20min，然后开启模具出料即得；

其中，所述甲组分的制备原料，以重量份计，包括：

所述乙组分的制备原料，以重量份计，包括：

二异氰酸酯 100

催化剂 0.1～0.3

磷酸三丁酯 0.005～0.01。

2.如权利要求1所述的用于铁路轨道用减振聚氨酯微孔弹性体制备方法，其特征在于，所述模具的温度为60～70℃。

3.如权利要求1所述的用于铁路轨道用减振聚氨酯微孔弹性体制备方法，其特征在于，所述纳米碳酸钙的粒径不低于1250目。

4.如权利要求1所述的用于铁路轨道用减振聚氨酯微孔弹性体制备方法，其特征在于，所述有机硅表面活性剂包括含有氨基的有机硅氧烷；所述含有氨基的有机硅氧烷选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的用于铁路轨道用减振聚氨酯微孔弹性体制备方法，其特征在于，所述丙二醇与所述氢醌-二(β-羟乙基)对甲酚醚的重量比例为1：1。

6.如权利要求1所述的用于铁路轨道用减振聚氨酯微孔弹性体制备方法，其特征在于，所述高回弹聚醚平均官能度为2.5～3.2，重均分子量为5000～6000。

7.如权利要求6所述的用于铁路轨道用减振聚氨酯微孔弹性体制备方法，其特征在于，所述高回弹聚醚的羟值为20～36mgKOH/g。

8.如权利要求1所述的用于铁路轨道用减振聚氨酯微孔弹性体制备方法，其特征在于，所述接枝聚醚的羟值为20～30mgKOH/g。

9.如权利要求8所述的用于铁路轨道用减振聚氨酯微孔弹性体制备方法，其特征在于，所述接枝聚醚的粘度不超过3500cps/25℃。

10.如权利要求1所述的用于铁路轨道用减振聚氨酯微孔弹性体制备方法，其特征在于，所述二异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、三甲基己二异氰酸酯、1，3-环己烷二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种。