CN111574685B - 一种重载铁路用耐寒聚氨酯垫板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及聚氨酯材料技术领域，具体涉及到一种重载铁路用耐寒聚氨酯垫板及其制备方法。其由A组分和B组分以100：(91～107)的质量比混合制备得到；所述A组分，包括如下原料：多元醇A、扩链剂、助剂；所述B组分，包括如下原料：多元醇B、二异氰酸酯、阻聚剂。本发明中的耐寒聚氨酯垫板具有优异的力学性能，较低的压缩永久变形和动静比，减振效果更好。此外，本发明的聚氨酯弹性垫板具有更低的低温脆性温度，满足使用要求，且耐低温性能优异，适用于新疆、内蒙古、东北等寒冷地区铁路的建设。

Description

一种重载铁路用耐寒聚氨酯垫板及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯材料技术领域，具体涉及到一种重载铁路用耐寒聚氨酯垫板及其制备方法。
背景技术
在铁路轨道结构中，通常在钢轨和轨枕之间加设弹性垫板，为轨道提供合理的弹性，起到减振降噪的作用。随着铁路运输高速化和重载化的发展，列车的速度、轴重和运量不断提高，由于轮轨动力作用的加剧和作用频次的增加，对轨下垫板的性能提出了更高的要求。我国轨下垫板常使用橡胶、热塑型弹性体、尼龙等材质。在重载铁路频密的列车荷载作用下，普通橡胶胶垫容易出现开裂、老化等现象，一般使用约半年即需要更换。热塑性弹性体(TPEE)垫板耐磨、耐油性优异，但亦存在压缩永久变形大、刚度大、轨枕破损加剧等现象。聚氨酯材料耐油、耐磨性能优异，耐辐射，力学性能好，承载力高，减振效果好，配方可调节范围宽，广泛用于铁路、桥梁、汽车减振结构中。
中国专利CN 305186256 S公开了了一种重载铁路弹性体垫板(聚氨酯微孔)的外观设计，但没有公开垫板的配方组成和制备方法。
中国专利CN 105037673 B公开了一种用于重载道岔的聚氨酯弹性材料，具有强度高、韧性好、耐油、耐磨性好等优点。但其制作工艺需要将模具加热至160～210℃，能耗大，生产周期长，效率低。而且垫板的拉伸强度不够大(小于24MPa)，不满足30吨轴重重载铁路轨下垫板的力学性能要求。此外，其中使用的是聚酯型预聚体，易结晶，在低温下静刚度变化大，难以在低温环境下使用。
中国专利CN 107602817 A公开了一种该耐寒聚氨酯减振垫及其制备方法。该方法选用己内酯改性聚醚多元醇、聚醚多元醇、端羟基聚丁二烯和端伯羟基硅氧烷复配制备组合料，虽然在一定程度上改善了聚氨酯材料的耐低温性能，但是在很大程度上降低了材料的力学性能，其最高拉伸强度仅仅为2.67MPa，不适用于重载铁路的垫板。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种机械性能好、耐寒性佳、减震性能优异，且加工方便的聚氨酯垫板。
具体的，本发明的第一方面提供了一种耐寒聚氨酯垫板，其由A组分和B组分以100：(91～107)的质量比混合制备得到；
所述A组分，以重量份计，包括如下原料：
多元醇A 80～120份
扩链剂 15～20份
助剂 0.1～1.8份；
所述多元醇A包括聚醚多元醇A、改性聚醚多元醇B和改性聚醚多元醇A，其重量比例为1：(2～4)：(2.5～6)；
所述B组分，以重量份计，包括如下原料：
多元醇B 35～50份
二异氰酸酯 50～65份
阻聚剂 0.01～0.02份；
所述多元醇B包括改性聚醚多元醇B和聚醚多元醇B；所述改性聚醚多元醇B至少占所述多元醇B的60wt％；
所述改性聚醚多元醇A为己内酯改性聚醚多元醇；所述改性聚醚多元醇B为结构中带有烃基侧链的聚醚多元醇。
作为本发明一种优选的技术方案，所述改性聚醚多元醇B具有如下结构式：
Figure BDA0002532406620000021
其中R为烃基，所述烃基选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、正戊基、乙烯基、丙烯基中的一种；m和n为正整数。
作为本发明一种优选的技术方案，所述改性聚醚多元醇B的结构式中m和n满足15≤m≤25，2≤n≤8。
作为本发明一种优选的技术方案，所述改性聚醚多元醇B的平均官能度为2，数均分子量为1800～2500。
作为本发明一种优选的技术方案，所述改性聚醚多元醇A具有如下结构式：
Figure BDA0002532406620000022
其中x，y和z均为正整数，其满足5≤x+z≤20，10≤y≤18。
作为本发明一种优选的技术方案，所述改性聚醚多元醇A的结构式中x，y和z满足x+z＝9或18，y＝14。
作为本发明一种优选的技术方案，所述聚醚多元醇A和聚醚多元醇B的数均分子量为1000～3000。
作为本发明一种优选的技术方案，所述二异氰酸酯包括4，4-二苯甲烷二异氰酸酯和碳化二亚胺改性的液化MDI；所述碳化二亚胺改性的液化MDI占所述二异氰酸酯的8～20wt％。
本发明的第二个方面提供了如上所述耐寒聚氨酯垫板的制备方法，其包括如下步骤：
(1)A组分的制备：将按照配比将多元醇A、扩链剂和助剂加入到容器内进行混合即得所述A组分；
(2)B组分的制备：反应釜内按照配比加入二异氰酸酯和阻聚剂搅拌混合，然后加入多元醇B之后升高反应釜的温度至70～80℃反应1.5～2.5h即得所述B组分；
(3)熟化成型：对组分A和组分B进行预热，A组分预热至40～50℃，B组分预热至40～45℃，然后按照配比将组分A和组分B混合后注入60～90℃的模具中熟化8～15min，出料后处理即得。
本发明的第三个方面提供了如上所述耐寒聚氨酯垫板在铁路轨道技术领域中的应用。
有益效果：本发明中的耐寒聚氨酯垫板具有优异的力学性能，与现有的常规聚氨酯垫板相比本发明的聚氨酯弹性垫板压缩永久变形和动静比更低，减振效果更好。在耐寒性方面，本发明的聚氨酯弹性垫板E′-30℃/E′25℃值更低，表明该材料的性能对在-30℃～25℃范围内对温度的依赖性低，具有较好的稳定性。本发明的聚氨酯弹性垫板具有更低的低温脆性温度，-30℃静刚度变化率小于15％，满足使用要求，耐低温性能优异，适宜在-30℃环境中使用。此外，本发明中的聚氨酯弹性垫板完全满足中国铁路总公司标准Q/CR481-2015《30T轴重重载铁路弹性Ⅶ型扣件》中的性能指标，适用于新疆、内蒙古、东北等寒冷地区铁路的建设领域。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
当量、浓度、含量、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
此外，本发明中所述的分子量均指数均分子量，通过本领域技术人员所熟知的常规方法进行测试得到，例如端基滴定法。本发明中所述多元醇的官能度是指每摩尔分子链中能与异氰酸酯反应的羟基摩尔数，例如乙二醇的官能度为2。
本发明提供了一种机械性能好、耐寒性佳、减震性能优异，且加工方便的聚氨酯垫板。
具体的，本发明的第一方面提供了一种耐寒聚氨酯垫板，其由A组分和B组分以100：(91～107)的质量比混合制备得到；
所述A组分，以重量份计，包括如下原料：
多元醇A 80～120份
扩链剂 15～20份
助剂 0.1～1.8份；
所述多元醇A包括聚醚多元醇A、改性聚醚多元醇B和改性聚醚多元醇A，其重量比例为1：(2～4)：(2.5～6)；
所述B组分，以重量份计，包括如下原料：
多元醇B 35～50份
二异氰酸酯 50～65份
阻聚剂 0.01～0.02份；
所述多元醇B包括改性聚醚多元醇B和聚醚多元醇B；所述改性聚醚多元醇B至少占所述多元醇B的60wt％；进一步地，所述改性聚醚多元醇B的含量不超过所述多元醇B的85wt％；
所述改性聚醚多元醇A为己内酯改性聚醚多元醇；所述改性聚醚多元醇B为结构中带有烃基侧链的聚醚多元醇。
本发明中所述的多元醇A和多元醇B为制备聚氨酯材料的常规组分，可以选用本领域技术人员所熟知的各类聚酯多元醇或聚醚多元醇。聚酯多元醇是指低分子多元醇(优选二元醇)与多元酸(优选二元酸)反应得到的缩聚物，多起具体成分和结构不做特殊限定。本发明中所述的聚醚多元醇是由含活性氢基团的起始剂与环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等在催化剂存在下经加聚反应制得，或者多元醇在催化剂的作用下脱水缩合反应制得的化合物。
在一些实施方式中，所述多元醇A和多元醇B选用聚醚多元醇。
在一些优选的实施方式中，所述多元醇A，以重量份计，包括改性聚醚多元醇A50～60份、改性聚醚多元醇B20～40份、聚醚多元醇A10～20份。
在一些优选的实施方式中，所述多元醇B，以重量份计，包括改性聚醚多元醇B 25～35份和聚醚多元醇B10～15份。
<改性聚醚多元醇B>
本发明中所述的改性聚醚多元醇B为至少两种单体经过共聚反应之后所得的共聚聚醚。其中至少一个单体结构中含有支链或侧基。
在一些实施方式中，所述改性聚醚多元醇B的制备原料中包含四氢呋喃。
在一些优选的实施方式中，所述改性聚醚多元醇B具有如下结构式：
Figure BDA0002532406620000061
其中R为烃基，m和n为正整数。
本发明中对所述不做特殊限定，包括但不限于饱和脂肪族烃基、饱和芳香族烃基、不饱和脂肪族烃基、不好和芳香族烃基等。
在一些优选的实施方式中，所述烃基选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、正戊基、乙烯基、丙烯基中的一种；
进一步优选地，所述烃基为甲基。
进一步地，所述改性聚醚多元醇B的结构式中m和n满足15≤m≤25，2≤n≤8。
优选的，所述改性聚醚多元醇B的结构式中m和n满足m＝22，n＝5。
在一些优选的实施方式中，所述改性聚醚多元醇B的平均官能度为2，数均分子量为1800～2500。
优选的，所述改性聚醚多元醇B的平均官能度为2，数均分子量为2000。
本发明中上述改性聚醚多元醇可以通过本领域技术人员所熟知的方法进行制备得到。本发明中上述改性聚醚多元醇B的结构可以通过调整制备单体的摩尔比例、反应温度、其它反应条件等参数来进行调控，其具体结构通过核磁氢谱/核磁碳谱、红外光谱等手段进行表征确认。
在一种优选的实施方式中，所述改性聚醚多元醇B的制备方法包括如下步骤：在装有电动搅拌器、温度计的反应釜中，冰盐浴冷却至-5℃，依次加入一定量的四氢呋喃，2-甲基四氢呋喃，乙二醇，三氟化硼***，快速搅拌，反应3小时，得到粗聚醚，再经过水洗、中和过滤、抽真空等工序后，得到精制聚醚多元醇B。其中，四氢呋喃与2-甲基四氢呋喃的摩尔比为22：5。
<改性聚醚多元醇A>
本发明中所述的为改性聚醚多元醇A为至少两种单体经过共聚反应之后所得的共聚聚醚，其中一个单体为己内酯。
在一些实施方式中，所述改性聚醚多元醇A为己内酯改性聚四氢呋喃多元醇，平均官能度为2，分子量为2000～3000。
在一些优选的实施方式中，所述改性聚醚多元醇A具有如下结构式：
Figure BDA0002532406620000062
其中x，y和z均为正整数，其满足5≤x+z≤20，10≤y≤18。
进一步优选地，所述改性聚醚多元醇A的结构式中x，y和z满足x+z＝9或18，y＝14。
本发明中的所述改性聚醚多元醇A可以以聚四氢呋喃为起始剂，己内酯开环聚合制得，对其具体制备方法不做特殊限定，可以根据本领域技术人员所熟知的方法进行制备即可。本发明中的改性聚醚多元醇A(己内酯改性聚四氢呋喃多元醇)也可以选用市面上的产品，例如日本大赛璐相应牌号的产品。本发明中的改性聚醚多元醇A的结构可以通过改变聚四氢呋喃和己内酯单体的摩尔比例来进行调控，其具体结构通过核磁氢谱/核磁碳谱、红外光谱等手段进行表征确认。
<聚醚多元醇A>
本发明中所述聚醚多元醇A为平均官能度为2的聚醚多元醇。
在一些优选的实施方式中，所述聚醚多元醇A的数均分子量为1000～3000；优选的，其数均分子量为1000或3000。
进一步优选地，所述聚醚多元醇A为聚四氢呋喃二醇(PTMG)。
<聚醚多元醇B>
本发明中所述聚醚多元醇B为平均官能度为2的聚醚多元醇。
在一些优选的实施方式中，所述聚醚多元醇B的数均分子量为1000～3000；优选的，其数均分子量为1000或2000。
进一步优选的，所述聚醚多元醇B为聚四氢呋喃二醇(PTMG)。
<扩链剂>
本发明中所述扩链剂为能够与异氰酸酯基发生反应，而使异氰酸酯封端预聚体分子链扩展、分子量增大的含羟基、氨基等高活性化合物。
作为含氨基的化合物，可以为二元胺，具体例子包括但不限于乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、对苯二胺、间苯二胺、邻苯二胺、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷(莫卡)、二甲硫基甲苯二胺等。
作为含羟基的化合物，可以为二元醇，具体例子包括但不限于乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、一缩二乙二醇、新戊二醇、链烷(7～22)二醇、二甘醇、三甘醇、双丙甘醇、3-甲基-1,5-戊二醇、链烷-1,2-二醇(C17～20)、1,3-或1,4-环己烷二甲醇及它们的混合物、1,4-环己二醇、氢化双酚A、1，4-二羟基-2-丁烯、2,6-二甲基-1-辛烯-3,8-二醇、双酚A、对苯二酚二羟乙基醚等。优选对称直链结构二元醇，例如1，4-丁二醇或乙二醇。
<助剂>
本发明中所述助剂包括催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂。
在一些实施方式中，所述助剂，以重量份计，包括0.1～0.2份催化剂、0.8～1.5份泡沫稳定剂、0.1～0.16份发泡剂。
本发明中所述催化剂为催化剂A组分中多元醇A与B组分中的异氰酸酯封端预聚体反应的成分，包括叔胺类催化剂、有机金属类催化剂等。
在一些优选的实施方式中，所述催化剂为叔胺类催化剂和有机金属类催化剂的混合物。
本发明中所述叔胺类催化剂包括但不限于三亚乙基二胺、双(二甲氨基乙基)醚、N-甲基吗啉、N-甲基咪唑、N,N-二甲基环己胺、N,N,N',N'-四甲基亚烷基二胺、N,N-二甲基苄胺、N-乙基吗啉、三乙醇胺、N,N’-二甲基吡啶等。
本发明中所述有机金属类催化剂包括但不限于月桂酸铋，新癸酸铋，环烷酸铋、辛酸亚锡(T9)、二月桂酸二丁基锡(T12)、异辛酸锌等。
在一些实施方式中，所述的叔胺类催化剂为三亚乙基二胺、双(二甲氨基乙基)醚、N-甲基吗啉、N-甲基咪唑中的至少一种；所述的有机金属类催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡(T12)、异辛酸锌中的至少一种。
优选的，所述催化剂为三亚乙基二胺与二月桂酸二丁基锡(T12)复配的催化剂。
本发明中的所述发泡剂为在制备聚氨酯垫板过程中，当A组分与B组分混合之后成型熟化过程中能够起泡的组分。优选采用水作为发泡剂。
本发明中所述泡沫稳定剂为用于稳定垫板熟化成型过程中产生的泡沫的组分，其具体成分为表面活性剂。在一些实施方式中，所述泡沫稳定剂为有机硅表面活性剂。
在一些实施方式中，所述有机硅表面活性剂包括但不限于DABCO DC2585(美国空气化工)、L1501(美国迈图)、DC 5604(陶氏化学)、DC 5585(陶氏化学)、DC 5350(陶氏化学)、DC 5098(陶氏化学)等。
优选的，所述泡沫稳定剂选用DABCO DC2585(美国空气化工)。
此外，在不影响本发明中所述耐寒聚氨酯垫板的机械性能、耐寒性、减震性等综合性能的前提下，还可以选用其它助剂，包括但不限于阻燃剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、热稳定剂、耐候剂、增塑剂、防静电剂等。其中，作为阻燃剂，可以列举的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、三氯乙基磷酸等；作为抗氧剂，可以列举的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；作为紫外线吸收剂，可以列举的包括但不限于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***等苯并***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；作为热稳定剂，可以列举的包括但不限于热稳定剂包括盐基性铅盐类(例如二盐基硬脂酸铅、三盐基硫酸铅、二盐基邻苯二甲酸铅、二盐基亚磷酸铅、三盐基马来酸铅、碱式碳酸铅、碱式硫酸铅、碱式亚硫酸铅、硅酸铅、共沉淀碱式硅酸铅-硫酸铅、共沉淀正硅酸铅-硅胶、氯硅酸铅复合物、氯代酞硅酸铅、碱式磺基亚磷酸铅复合物、碱式氯硅酸铅-硫酸铅复合物、碱式硫酯铅-邻苯二甲酸铅、四盐基富马酸铅、水杨酸铅等)、金属皂类、有机锡类、有机化合物和多元醇类、复合稳定剂等；作为增塑剂，可以列举的包括但不限于邻苯二甲酸酯类、戊二酸酯类、己二酸酯类、壬二酸酯类、癸二酸酯类、磷酸酯类、硬脂酸酯类、月桂酸酯类、柠檬酸酯类、油酸酯类、偏苯三酸酯类、环氧类衍生物、磺酸衍生物、多元醇衍生物、马来酸酯类、富马酸酯类、衣康酸酯类等；作为防静电剂，可以列举的包括但不限于硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基铵硝酸盐、(3-月桂酰胺丙基)三甲基铵硫酸甲酯盐、N,N-双(2-羟基乙基)-N-(3′-十二烷氧基-2′-羟基丙基)甲铵硫酸甲酯盐、N-(3-十二烷氧基-2-羟基丙基)乙醇胺、三羟乙基甲基铵硫酸甲酯盐、硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基铵二氢磷酸盐、烷基磷酸酯二乙醇胺盐、N,N-双(2-羟基乙基)烷基胺、N,N-十六烷基乙基吗啉硫酸乙酯盐、十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐、HZ-1抗静电剂、HKD-300、HKD-311、HBT-5型抗静电剂、ECH型抗静电剂等。
<阻聚剂>
本发明中的阻聚剂为调节体系中原料之间的反应程度的组分，可以选用酸类或酰氯类化合物作为本发明中聚氨酯垫板的阻聚剂，包括但不限于氯化氢气体、磷酸、苯甲酰氯、己二酰氯等。优选采用磷酸。
<二异氰酸酯>
本发明中的二异氰酸酯为官能度为2的异氰酸酯，对其具体种类不做特殊限定，可以选用本领域技术人员所熟知的各类二异氰酸酯，包括脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯、芳香族二异氰酸酯。
作为脂肪族二异氰酸酯，包括但不限于亚丙基二异氰酸酯、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，包括但不限于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，包括但不限于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。
在一些优选的实施方式中，所述二异氰酸酯包括4,4-二苯甲烷二异氰酸酯和碳化二亚胺改性的液化MDI；所述碳化二亚胺改性的液化MDI占所述二异氰酸酯的8～20wt％。
优选的，所述4,4-二苯甲烷二异氰酸酯选用MDI-100；所述碳化二亚胺改性的液化MDI选用143L。
本发明中所述碳化二亚胺改性的液化MDI即为碳化二亚胺－脲酮亚胺改性4,4’－二苯基甲烷二异氰酸酯，具有OCN-R＝N-C-N-R-NCO分子结构。由于分子结构中引入碳化二亚胺基团，有效避免了分子的有序堆积从而结晶。常温下处于液态，而且又不降低反应活性，从而能够与体系中的聚醚多元醇等成分之间能够更稳定、更充分的反应。
本发明的聚氨酯垫板制备原料的A组分和B组分中均包含特定复配的多元醇，并且在A组分和B组分中均包含四氢呋喃和带有烃基侧链四氢呋喃共聚改性的改性聚醚多元醇，与此同时，在A组分中还加入足量的己内酯改性四氢呋喃多元醇。申请人在完成本发明的过程中发现，通过对A组分和B组分中多元醇成分的复配，能有效改善聚氨酯垫板拉伸强度、压缩变形、耐老化性等机械强度的同时，还能显著改善耐寒性和低温下的减振效果。在A组分中同时使用特定量的己内酯改性聚醚多元醇和四氢呋喃共聚改性聚醚多元醇，一方面，利用聚酯、聚醚结构之间的差异性，破坏聚氨酯分子链段结构的规整度，避免其结晶变脆，使其在更低的温度下依然能保持很好的弹性；另一方面，利用己内酯改性聚醚多元醇结构中的聚酯链段的高内聚能密度，进一步改善聚氨酯分子链段聚集态和致密度，使其具备更高的强度，满足重载要求。与此同时，一方面，利用四氢呋喃共聚改性聚醚多元醇结构中的烃基侧链更低的活化能，使聚氨酯分子链段在更低的温度下依然能够进行侧基的转动或迁移，并通过侧基的充分伸展消耗外界施加的应力，使其在不使用有机硅氧烷等成分的前提下，依然在很低的温度下具备较好的弹性。另一方面，烃基侧链的引入也能够破坏链段的规整度，避免聚氨酯链段的有序排列成晶体，改善垫板的弹性，有助于避免己内酯链段引起垫板弹性的降低。
此外，申请人发现在A组分和B组分中均加入四氢呋喃共聚改性的聚醚多元醇和特定分子量的常规四氢呋喃多元醇有助于改善聚氨酯垫板的机械性能和减震效果。在B组分中加入足量的四氢呋喃共聚改性聚醚多元醇与二异氰酸酯反应形成预聚体，然后再与A组分中的复配多元醇和扩链剂反应形成长链聚氨酯分子。一方面，B组分中的二异氰酸酯与多元醇B进行反应之后，能够调节B组分中NCO基团含量，使其与A组分中的复配多元醇和扩链剂之间的反应更加均匀和稳定，有助于使体系中的发泡剂、泡沫稳定剂等成分能够充分发挥作用，得到分布均匀，尺寸结构更加稳定的泡沫结构。另一方面，B组分中多元醇与二异氰酸酯反应形成氨酯键硬段时，保证与其连接一部分柔性很好的四氢呋喃共聚改性聚醚多元醇软段，再与A组分中的己内酯改性聚醚多元醇和其它聚醚多元醇之间的协同作用下，保证较好的致密度和强度的同时，有效降低所得垫板低温下的温度敏感性，使其低温下具有好的减振效果。
本发明的第二个方面提供了如上所述耐寒聚氨酯垫板的制备方法，其包括如下步骤：
(1)A组分的制备：将按照配比将多元醇A、扩链剂和助剂加入到容器内进行混合即得所述A组分；
(2)B组分的制备：反应釜内按照配比加入二异氰酸酯和阻聚剂搅拌混合，然后加入多元醇B之后升高反应釜的温度至70～80℃反应1.5～2.5h即得所述B组分；
(3)熟化成型：对组分A和组分B进行预热，A组分预热至40～50℃，B组分预热至40～45℃，然后按照配比将组分A和组分B混合后注入60～90℃的模具中熟化8～15min，出料后处理即得。
进一步地，所述耐寒聚氨酯垫板的制备方法包括如下步骤：
(1)A组分的制备：将改性聚醚多元醇A、改性聚醚多元醇B、聚醚多元醇、扩链剂、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂在容器内混合均匀，得到多元醇组合物A组分；
(2)B组分的制备：在反应釜内加入MDI、碳化二亚胺改性的液化MDI和阻聚剂，搅拌混合均匀，加入改性聚醚多元醇B和聚醚多元醇，缓慢升温，在70～80℃反应1.5～2.5h，测试NCO含量，当NCO含量达到要求值，密封保存；
(3)熟化成型：将A组分和B组分分别加入低压浇注机的A、B罐中进行预热，A组分预热至40～50℃，B组分预热至40～45℃；将A、B组分按比例高速混合后，注入60～90℃的模具中，模具合模后熟化8～15分钟，出模后室温放置7天以上，制得聚氨酯弹性垫板。
本发明的第三个方面提供了如上所述耐寒聚氨酯垫板在铁路轨道技术领域中的应用。
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。
实施例
实施例1：提供了一种耐寒聚氨酯垫板，其由A组分和B组分以100：91.8的质量比混合制备得到；
所述A组分，以重量份计，包括如下原料：
Figure BDA0002532406620000131
所述B组分，以重量份计，包括如下原料：
Figure BDA0002532406620000132
所述改性聚醚多元醇B具有如下结构式：
Figure BDA0002532406620000133
其中R为甲基，m＝22，n＝5；其通过如下方法制备得到：
在装有电动搅拌器、温度计的反应釜中，冰盐浴冷却至-5℃，依次加入一定量的四氢呋喃，2-甲基四氢呋喃，乙二醇，三氟化硼***，快速搅拌，反应3小时，得到粗聚醚，再经过水洗、中和过滤、抽真空等工序后，得到精制聚醚多元醇B。其中，四氢呋喃与2-甲基四氢呋喃的摩尔比为22：5。
所述改性聚醚多元醇A为己内酯改性聚醚多元醇，具有如下结构式：
Figure BDA0002532406620000141
其中，x+z＝9，y＝14。
所述聚醚多元醇A为聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为2000)；所述聚醚多元醇B为聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为2000)；所述催化剂为Dabco33-LV(美国空气化工)和T12的混合物(质量比4：1)；所述泡沫稳定剂为DABCO DC2585(美国空气化工)；所述发泡剂为水；所述阻聚剂为磷酸；碳化二亚胺改性的液化MDI为143L。
上述耐寒聚氨酯垫板的制备方法包括如下步骤：
(1)A组分的制备：将上述改性聚醚多元醇A(官能度为2，分子量为约2000)50份，改性聚醚多元醇B(官能度为2，分子量为约2000)40份，聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为2000)10份，1，4-丁二醇15份，水0.1份，泡沫稳定剂DABCO DC2585(美国空气化工)1份，Dabco33-LV(美国空气化工)0.08份，T12 0.02份在容器内均匀混合，密封保存，得到A组分。
(2)B组分的制备：将45份MDI-100和10份143L投入反应釜中，加入0.01份阻聚剂磷酸，搅拌混合均匀，加入35份改性聚醚多元醇B(官能度为2，分子量为约2000)和10份聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为2000)，缓慢升温，在75±5℃反应2h，测量其NCO含量为17.85％，密封保存，得到B组分。
(3)将A组分和B组分分别加入低压浇注机的A、B罐中进行预热，A组分预热至50℃，B组分预热至40℃。将A组分、B组分按质量比100:91.8进行高速混合后，注入70℃的模具中，合模后熟化10分钟，出模后室温放置7天，制得聚氨酯弹性垫板。
实施例2：提供了一种耐寒聚氨酯垫板，其由A组分和B组分以100：107的质量比混合制备得到；
所述A组分，以重量份计，包括如下原料：
Figure BDA0002532406620000142
Figure BDA0002532406620000151
所述B组分，以重量份计，包括如下原料：
Figure BDA0002532406620000152
所述改性聚醚多元醇B具有如下结构式：
Figure BDA0002532406620000153
其中R为甲基，m＝22，n＝5；其通过如下方法制备得到：
在装有电动搅拌器、温度计的反应釜中，冰盐浴冷却至-5℃，依次加入一定量的四氢呋喃，2-甲基四氢呋喃，乙二醇，三氟化硼***，快速搅拌，反应3小时，得到粗聚醚，再经过水洗、中和过滤、抽真空等工序后，得到精制聚醚多元醇B。其中，四氢呋喃与2-甲基四氢呋喃的摩尔比为22：5。
所述改性聚醚多元醇A为己内酯改性聚醚多元醇，具有如下结构式：
Figure BDA0002532406620000154
其中，x+z＝9，y＝14。
所述聚醚多元醇A为聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为3000)；所述聚醚多元醇B为聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为1000)；所述催化剂为Dabco33-LV(美国空气化工)和T12的混合物(质量比5：1)；所述泡沫稳定剂为DABCO DC2585(美国空气化工)；所述发泡剂为水；所述阻聚剂为磷酸；碳化二亚胺改性的液化MDI为143L。
上述耐寒聚氨酯垫板的制备方法包括如下步骤：
(1)A组分的制备：将上述改性聚醚多元醇A(官能度为2，分子量为约2000)60份，改性聚醚多元醇B(官能度为2，分子量为约2000)20份，聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为3000)20份，1，4-丁二醇20份，水0.16份，泡沫稳定剂DABCO DC2585(美国空气化工)1.5份，Dabco33-LV(美国空气化工)0.1份，T12 0.02份在容器内均匀混合，密封保存，得到A组分。
(2)B组分的制备：将55份MDI-100和5份143L投入反应釜中，加入0.01份阻聚剂磷酸，搅拌混合均匀，加入25份改性聚醚多元醇B(官能度为2，分子量为约2000)和15份聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为1000)，缓慢升温，在75±5℃反应2h，测量其NCO含量为17.64％，密封保存，得到B组分。
(3)将A组分和B组分分别加入低压浇注机的A、B罐中进行预热，A组分预热至48℃，B组分预热至43℃。将A、B组分按质量比100:107进行高速混合后，注入80℃的模具中，合模后熟化12分钟，出模后室温放置7天，制得聚氨酯弹性垫板。
实施例3：提供了一种耐寒聚氨酯垫板，其由A组分和B组分以100：98的质量比混合制备得到；
所述A组分，以重量份计，包括如下原料：
Figure BDA0002532406620000161
所述B组分，以重量份计，包括如下原料：
Figure BDA0002532406620000162
所述改性聚醚多元醇B具有如下结构式：
Figure BDA0002532406620000171
其中R为甲基，m＝22，n＝5；其通过如下方法制备得到：
在装有电动搅拌器、温度计的反应釜中，冰盐浴冷却至-5℃，依次加入一定量的四氢呋喃，2-甲基四氢呋喃，乙二醇，三氟化硼***，快速搅拌，反应3小时，得到粗聚醚，再经过水洗、中和过滤、抽真空等工序后，得到精制聚醚多元醇B。其中，四氢呋喃与2-甲基四氢呋喃的摩尔比为22：5。
所述改性聚醚多元醇A为己内酯改性聚醚多元醇，具有如下结构式：
Figure BDA0002532406620000172
其中，x+z＝18，y＝14。
所述聚醚多元醇A为聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为3000)；所述聚醚多元醇B为聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为1000)；所述催化剂为Dabco33-LV(美国空气化工)和T12的混合物(质量比4：1)；所述泡沫稳定剂为DABCO DC2585(美国空气化工)；所述发泡剂为水；所述阻聚剂为磷酸；碳化二亚胺改性的液化MDI为143L。
上述耐寒聚氨酯垫板的制备方法包括如下步骤：
(1)A组分的制备：将上述改性聚醚多元醇A(官能度为2，分子量为约3000)54份，改性聚醚多元醇B(官能度为2，分子量为约2000)32份，聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为3000)14份，1，4-丁二醇16份，水0.15份，泡沫稳定剂DABCO DC2585(美国空气化工)0.8份，Dabco33-LV(美国空气化工)0.16份，T12 0.04份在容器内均匀混合，密封保存，得到A组分。
(2)B组分的制备：将52份MDI-100和6份143L投入反应釜中，加入0.02份阻聚剂磷酸，搅拌混合均匀，加入30份改性聚醚多元醇B(官能度为2，分子量为约2000)和12份聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为1000)，缓慢升温，在75±5℃反应2h，测量其NCO含量为17％，密封保存，得到B组分。
(3)将A组分和B组分分别加入低压浇注机的A、B罐中进行预热，A组分预热至42℃，B组分预热至45℃。将A、B组分按质量比100:98进行高速混合后，注入85℃的模具中，合模后熟化10分钟，出模后室温放置7天，制得聚氨酯弹性垫板。
实施例4：提供了一种耐寒聚氨酯垫板，其由A组分和B组分以100：102的质量比混合制备得到；
所述A组分，以重量份计，包括如下原料：
Figure BDA0002532406620000181
所述B组分，以重量份计，包括如下原料：
Figure BDA0002532406620000182
所述改性聚醚多元醇B具有如下结构式：
Figure BDA0002532406620000183
其中R为甲基，m＝22，n＝5；其通过如下方法制备得到：
在装有电动搅拌器、温度计的反应釜中，冰盐浴冷却至-5℃，依次加入一定量的四氢呋喃，2-甲基四氢呋喃，乙二醇，三氟化硼***，快速搅拌，反应3小时，得到粗聚醚，再经过水洗、中和过滤、抽真空等工序后，得到精制聚醚多元醇B。其中，四氢呋喃与2-甲基四氢呋喃的摩尔比为22：5。
所述改性聚醚多元醇A为己内酯改性聚醚多元醇，具有如下结构式：
Figure BDA0002532406620000191
其中，x+z＝18，y＝14。
所述聚醚多元醇A为聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为2000)；所述聚醚多元醇B为聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为2000)；所述催化剂为Dabco33-LV(美国空气化工)和T12的混合物(质量比4：1)；所述泡沫稳定剂为DABCO DC2585(美国空气化工)；所述发泡剂为水；所述阻聚剂为磷酸；碳化二亚胺改性的液化MDI为143L。
上述耐寒聚氨酯垫板的制备方法包括如下步骤：
(1)A组分的制备：将上述改性聚醚多元醇A(官能度为2，分子量为约3000)56份，改性聚醚多元醇B(官能度为2，分子量为约2000)36份，聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为2000)8份，1，4-丁二醇18份，水0.12份，泡沫稳定剂DABCO DC2585(美国空气化工)1份，Dabco33-LV(美国空气化工)0.12份，T12 0.03份在容器内均匀混合，密封保存，得到A组分。
(2)B组分的制备：将50份MDI-100和8份143L投入反应釜中，加入0.01份阻聚剂磷酸，搅拌混合均匀，加入28份改性聚醚多元醇B(官能度为2，分子量为约2000)和14份聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为2000)，缓慢升温，在75±5℃反应2h，测量其NCO含量为17.38％，密封保存，得到B组分。
(3)将A组分和B组分分别加入低压浇注机的A、B罐中进行预热，A组分预热至42℃，B组分预热至45℃。将A、B组分按质量比100:102进行高速混合后，注入90℃的模具中，合模后熟化9分钟，出模后室温放置7天，制得聚氨酯弹性垫板。
对比例1：提供了一种耐寒聚氨酯垫板，其由A组分和B组分以100：96的质量比混合制备得到；
所述A组分，以重量份计，包括如下原料：
Figure BDA0002532406620000192
Figure BDA0002532406620000201
所述B组分，以重量份计，包括如下原料：
Figure BDA0002532406620000202
所述改性聚醚多元醇B具有如下结构式：
Figure BDA0002532406620000203
其中R为甲基，m＝22，n＝5；其通过如下方法制备得到：
在装有电动搅拌器、温度计的反应釜中，冰盐浴冷却至-5℃，依次加入一定量的四氢呋喃，2-甲基四氢呋喃，乙二醇，三氟化硼***，快速搅拌，反应3小时，得到粗聚醚，再经过水洗、中和过滤、抽真空等工序后，得到精制聚醚多元醇B。其中，四氢呋喃与2-甲基四氢呋喃的摩尔比为22：5。
所述聚醚多元醇A为聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为3000)；所述聚醚多元醇B为聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为1000)；所述催化剂为Dabco33-LV(美国空气化工)和T12的混合物(质量比4：1)；所述泡沫稳定剂为DABCO DC2585(美国空气化工)；所述发泡剂为水；所述阻聚剂为磷酸；碳化二亚胺改性的液化MDI为143L。
上述耐寒聚氨酯垫板的制备方法包括如下步骤：
(1)A组分的制备：将上述改性聚醚多元醇B(官能度为2，分子量为约2000)52份，聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为3000)48份，1，4-丁二醇16份，水0.15份，泡沫稳定剂DABCO DC2585(美国空气化工)0.8份，Dabco33-LV(美国空气化工)0.16份，T12 0.04份在容器内均匀混合，密封保存，得到A组分。
(2)B组分的制备：将52份MDI-100和6份143L投入反应釜中，加入0.02份阻聚剂磷酸，搅拌混合均匀，加入30份改性聚醚多元醇B(官能度为2，分子量为约2000)和12份聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为1000)，缓慢升温，在75±5℃反应2h，测量其NCO含量为17％，密封保存，得到B组分。
(3)将A组分和B组分分别加入低压浇注机的A、B罐中进行预热，A组分预热至45℃，B组分预热至45℃。将A、B组分按质量比100:96进行高速混合后，注入80℃的模具中，合模后熟化10分钟，出模后室温放置7天，制得聚氨酯弹性垫板。
对比例2：提供了一种耐寒聚氨酯垫板，其由A组分和B组分以100：98.8的质量比混合制备得到；
所述A组分，以重量份计，包括如下原料：
Figure BDA0002532406620000211
所述B组分，以重量份计，包括如下原料：
Figure BDA0002532406620000212
所述改性聚醚多元醇B具有如下结构式：
Figure BDA0002532406620000213
其中R为甲基，m＝22，n＝5；其通过如下方法制备得到：
在装有电动搅拌器、温度计的反应釜中，冰盐浴冷却至-5℃，依次加入一定量的四氢呋喃，2-甲基四氢呋喃，乙二醇，三氟化硼***，快速搅拌，反应3小时，得到粗聚醚，再经过水洗、中和过滤、抽真空等工序后，得到精制聚醚多元醇B。其中，四氢呋喃与2-甲基四氢呋喃的摩尔比为22：5。
所述改性聚醚多元醇A为己内酯改性聚醚多元醇，具有如下结构式：
Figure BDA0002532406620000221
其中，x+z＝9，y＝14。
所述聚醚多元醇A为聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为2000)；所述聚醚多元醇B为聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为1000)；所述催化剂为Dabco33-LV(美国空气化工)和T12的混合物(质量比4：1)；所述泡沫稳定剂为DABCO DC2585(美国空气化工)；所述发泡剂为水；所述阻聚剂为磷酸；碳化二亚胺改性的液化MDI为143L。
上述耐寒聚氨酯垫板的制备方法包括如下步骤：
(1)A组分的制备：将上述改性聚醚多元醇A(官能度为2，分子量为约2000)40份，聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为2000)60份，1，4-丁二醇16份，水0.12份，泡沫稳定剂DABCO DC2585(美国空气化工)1份，Dabco33-LV(美国空气化工)0.12份，T12 0.03份在容器内均匀混合，密封保存，得到A组分。
(2)B组分的制备：将52份MDI-100和6份143L投入反应釜中，加入0.02份阻聚剂磷酸，搅拌混合均匀，加入30份改性聚醚多元醇B(官能度为2，分子量为约2000)和12份聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为1000)，缓慢升温，在75±5℃反应2h，测量其NCO含量为17％，密封保存，得到B组分。
(3)将A组分和B组分分别加入低压浇注机的A、B罐中进行预热，A组分预热至45℃，B组分预热至45℃。将A、B组分按质量比100:98.8进行高速混合后，注入80℃的模具中，合模后熟化10分钟，出模后室温放置7天，制得聚氨酯弹性垫板。
对比例3：提供了一种耐寒聚氨酯垫板，其由A组分和B组分以100：98的质量比混合制备得到；
所述A组分，以重量份计，包括如下原料：
Figure BDA0002532406620000231
所述B组分，以重量份计，包括如下原料：
Figure BDA0002532406620000232
所述改性聚醚多元醇B具有如下结构式：
Figure BDA0002532406620000233
其中R为甲基，m＝22，n＝5；其通过如下方法制备得到：
在装有电动搅拌器、温度计的反应釜中，冰盐浴冷却至-5℃，依次加入一定量的四氢呋喃，2-甲基四氢呋喃，乙二醇，三氟化硼***，快速搅拌，反应3小时，得到粗聚醚，再经过水洗、中和过滤、抽真空等工序后，得到精制聚醚多元醇B。其中，四氢呋喃与2-甲基四氢呋喃的摩尔比为22：5。
所述改性聚醚多元醇A为己内酯改性聚醚多元醇，具有如下结构式：
Figure BDA0002532406620000234
其中，x+z＝18，y＝14。
所述聚醚多元醇A为聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为3000)；所述聚醚多元醇B为聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为2000)；所述催化剂为Dabco33-LV(美国空气化工)和T12的混合物(质量比4：1)；所述泡沫稳定剂为DABCO DC2585(美国空气化工)；所述发泡剂为水；所述阻聚剂为磷酸；碳化二亚胺改性的液化MDI为143L。
上述耐寒聚氨酯垫板的制备方法包括如下步骤：
(1)A组分的制备：将上述改性聚醚多元醇A(官能度为2，分子量为约3000)54份，改性聚醚多元醇B(官能度为2，分子量为约2000)32份，聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为3000)14份，1，4-丁二醇16份，水0.15份，泡沫稳定剂DABCO DC2585(美国空气化工)0.8份，Dabco33-LV(美国空气化工)0.16份，T12 0.04份在容器内均匀混合，密封保存，得到A组分。
(2)B组分的制备：将50.8份MDI-100和6份液化MDI 143L准确称量投入反应釜中，加入0.05份阻聚剂磷酸，搅拌混合均匀，加入43.2份聚四氢呋喃多元醇(官能度为2，分子量为2000)，缓慢升温，在75±5℃反应2h，测量其NCO含量为17％，密封保存，得到B组分。
(3)将A组分和B组分分别加入低压浇注机的A、B罐中进行预热，A组分预热至42℃，B组分预热至45℃。将A、B组分按质量比100:98进行高速混合后，注入85℃的模具中，合模后熟化10分钟，出模后室温放置7天，制得聚氨酯弹性垫板。
申请人对上述实施例和对比例根据中国铁路总公司标准Q/CR481-2015《30T轴重重载铁路弹性Ⅶ型扣件》上的标准进行测试相关性能，其结果如下表1所示。
表1实施例及对比例材料性能
Figure BDA0002532406620000241
Figure BDA0002532406620000251
将上述检测结果与中国铁路总公司标准Q/CR481-2015《30T轴重重载铁路弹性Ⅶ型扣件》中轨下垫板的性能指标对比可知，本发明的聚氨酯弹性垫板完全满足标准中的性能指标。
由表1可知，本发明的聚氨酯弹性垫板的基本力学性能与对比例相当，与对比例相比，本发明的聚氨酯弹性垫板动静比更低，减振效果更好。在耐寒性方面，本发明的聚氨酯弹性垫板E′-30℃/E′25℃值更低，表明该材料的性能对在-30℃～25℃范围内对温度的依赖性低，具有较好的稳定性。本发明的聚氨酯弹性垫板具有更低的低温脆性温度，-30℃静刚度变化率小于15％，满足使用要求，耐低温性能优异，适宜在-30℃环境中使用。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或更改为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种耐寒聚氨酯垫板，其特征在于，其由A组分和B组分以100：(91～107)的质量比混合制备得到；
所述A组分，以重量份计，包括如下原料：
多元醇 A 80～120份
扩链剂 15～20份
助剂 0.1～1.8份；
所述多元醇A包括聚醚多元醇A、改性聚醚多元醇B和改性聚醚多元醇A，其重量比例为1：(2～4)：(2.5～6)；
所述B组分，以重量份计，包括如下原料：
多元醇B 35～50份
二异氰酸酯 50～65份
阻聚剂 0.01～0.02份；
所述多元醇B包括改性聚醚多元醇B和聚醚多元醇B；所述改性聚醚多元醇B至少占所述多元醇B的60wt％；
所述改性聚醚多元醇B具有如下结构式：
Figure 174481DEST_PATH_IMAGE001
其中R为烃基，所述烃基选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、正戊基、乙烯基、丙烯基中的一种；m和n为正整数；
所述改性聚醚多元醇A具有如下结构式：
Figure 622779DEST_PATH_IMAGE002
其中x，y和z均为正整数，其满足5≤x+z≤20，10≤y≤18；
所述聚醚多元醇A和聚醚多元醇B的数均分子量为1000～3000；
所述聚醚多元醇A为聚四氢呋喃二醇(PTMG)；
所述聚醚多元醇B为聚四氢呋喃二醇(PTMG)。
2.根据权利要求1所述的耐寒聚氨酯垫板，其特征在于，所述改性聚醚多元醇B的结构式中m和n满足15≤m≤25，2≤n≤8。
3.根据权利要求1所述的耐寒聚氨酯垫板，其特征在于，所述改性聚醚多元醇B的平均官能度为2，数均分子量为1800～2500。
4.根据权利要求1所述的耐寒聚氨酯垫板，其特征在于，所述改性聚醚多元醇A的结构式中x，y和z满足x+z＝9或18，y＝14。
5.根据权利要求1所述的耐寒聚氨酯垫板，其特征在于，所述二异氰酸酯包括4，4-二苯甲烷二异氰酸酯和碳化二亚胺改性的液化MDI；所述碳化二亚胺改性的液化MDI占所述二异氰酸酯的8～20wt％。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的耐寒聚氨酯垫板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)A组分的制备：将按照配比将多元醇A、扩链剂和助剂加入到容器内进行混合即得所述A组分；
(2)B组分的制备：反应釜内按照配比加入二异氰酸酯和阻聚剂搅拌混合，然后加入多元醇B之后升高反应釜的温度至70～80℃反应1.5～2.5h即得所述B组分；
(3)熟化成型：对A组分和B组分进行预热，A组分预热至40～50℃，B组分预热至40～45℃，然后按照配比将A组分和B组分混合后注入60～90℃的模具中熟化8～15min，出料后处理即得。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的耐寒聚氨酯垫板在重载铁路轨道技术领域中的应用。
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