一种复合型聚氨酯轨枕垫及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合型聚氨酯轨枕垫及其制备方法，所述轨枕垫包括聚氨酯泡沫层，所述聚氨酯泡沫层中嵌装有若干增强纤维，聚氨酯泡沫层的底端面上固定设置有防止被道砟碎石刺穿的无纺布层；所述制备方法包括在带有侧挡的平面工作台上铺设无纺布、将聚氨酯组合料和增强纤维通过带纤维切割并加入功能的浇注机浇注均匀，形成浇注料；将浇注料浇注到铺设有无纺布的平面工作平台上，自然流平；同时进行发泡反应并固化形成带有微孔结构的纤维复合型聚氨酯层，与底层无纺布紧密粘接为一体形成复合型聚氨酯轨枕垫。本发明专利技术能够在解决道砟碎石粉化快的基础上，解决轨枕垫被道砟碎石刺穿的问题，从而延长道砟碎石捣固周期和道床板结时间，降低铁路维修成本。

【技术实现步骤摘要】
一种复合型聚氨酯轨枕垫及其制备方法
本专利技术涉及铁路建设辅助件
，特别是一种设置在铁道线路上铁路混凝土轨枕和道砟碎石之间起减震作用的轨枕垫及其制备方法。
技术介绍
有砟轨道是指钢轨下基础为石质散粒道床的轨道，通常也称为碎石道床轨道，是轨道结构的主要形式之一，具有弹性良好、价格低廉、更换与维修方便、吸噪特性好等优点，因此使用较为广泛。有砟轨道主要由钢轨、混凝土轨枕以及碎石道床构成，混凝土轨枕位于碎石道床上方，钢轨垂直于混凝土轨枕位于其上方。目前，有砟铁路的混凝土轨枕大多是直接放置在道砟碎石上，混凝土轨枕和道砟碎石相互摩擦，在列车运行过程中巨大的冲击力会使道砟碎石粉化，把本来呈现棱角的道砟碎石磨耗成圆角碎石，道砟碎石间互锁能力降低，上述问题将会导致道砟层板结、弹性降低、排水性能降低、道床移位的问题出现，影响列车的安全运行。现有技术中，解决此类问题的方法是在混凝土轨枕下方插入一层棱槽（凹凸）结构或者平面结构的橡胶垫（靴）防护层，以达到缓冲列车运行振动造成的道砟碎石粉化问题，但橡胶类制品耐磨、耐久性能一般，蠕变严重，使用寿命较短；另外，平面结构的橡胶垫（靴）抗滑移能力较差，棱槽（凹凸）结构橡胶垫（靴）虽然提高了抗滑移能力，但棱槽（凹凸）结构应力集中问题严重，加速了橡胶垫（靴）防护层被压溃破损的可能，并且橡胶垫（靴）放置在道砟碎石上，道砟碎石的棱角极易刺穿橡胶垫（靴）的问题仍然无法得到解决。聚氨酯是一种新型的、具有优异物理与化学性能的高分子材料，有出色的阻尼性能与减振效果，可单独使用或与多种材料复合使用，已广泛应用于铁路系统的多个方面，如铁路桥梁伸缩缝聚氨酯防水涂料、WJ-8型扣件铁垫板下聚氨酯弹性垫板和道砟胶等。目前，国内关于钢轨与混凝土轨枕之间的聚氨酯弹性材料报道也较多，如专利CN1696166A和CN101942786等，还有其它价格昂贵的NDI、PPDI、TODI型微孔聚氨酯弹性体，此类报道更多关注于微孔聚氨酯的弹性，适用于铁路混凝土上层减振，混凝土上层弹性聚氨酯材料直接应用于下层的道砟防护，会存在塑性不足、难以维持铁路轨道尺寸几何稳定性及不耐刺穿等问题；专利CN202530344U公开了聚氨酯材料在混凝土枕下的应用，其同样是着重描述了具有微发泡结构的聚氨酯轨枕垫，解决的主要是轨枕垫弹性能差的缺陷，尚未提及轨枕垫被道砟碎石刺穿的防护问题。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种复合型聚氨酯轨枕垫以及其制备方法，在解决铁路道砟碎石粉化快问题的基础上，能够有效解决轨枕垫被道砟碎石刺穿的问题，用增强纤维补强聚氨酯材料以提升其内聚强度，解决传统轨枕垫强度低，易被压溃的问题。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案如下。一种复合型聚氨酯轨枕垫，包括聚氨酯泡沫层，所述聚氨酯泡沫层中嵌装有若干增强纤维，聚氨酯泡沫层的底端面上固定设置有防止被道砟碎石刺穿的无纺布层。上述一种复合型聚氨酯轨枕垫，所述聚氨酯泡沫层的顶部嵌装有骨架，所述骨架包括由横杆和竖杆交叉连接而成的网格状连接层，网格状连接层的横杆和竖杆交叉处设置有垂直向上的Z轴倒钩；所述Z轴倒钩的顶部倒钩伸出聚氨酯泡沫层。上述一种复合型聚氨酯轨枕垫，所述Z轴倒钩包括立柱和设置在立柱顶端的圆锥倒钩，圆锥倒钩底端面的直径大于立柱的外径。上述一种复合型聚氨酯轨枕垫，所述横杆、竖杆和Z轴倒钩为一体结构。上述一种复合型聚氨酯轨枕垫，由聚氨酯泡沫层和增强纤维构成的复合型聚氨酯层中聚氨酯泡沫层由聚氨酯组合料制备而成；其中，增强纤维占复合型聚氨酯层的重量百分比为5%－20%，聚氨酯组合料占复合型聚氨酯层的重量百分比为80%－95%。上述一种复合型聚氨酯轨枕垫，所述增强纤维为短切玻璃纤维、短切碳纤维或者短切玄武岩纤维。上述一种复合型聚氨酯轨枕垫，所述聚氨酯组合料包含以下重量百分比的组分：50%~70%的羟基组分、20%~40%的异氰酸酯组分、0.1%~0.3%的发泡剂、0.03%~0.1%的催化剂以及1.5%~6%的助剂。上述一种复合型聚氨酯轨枕垫，所述骨架为聚乙烯骨架、聚丙烯骨架、聚酰胺骨架或聚氨酯骨架。一种复合型聚氨酯轨枕垫的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：A.在带有侧挡的平面工作台上铺设一层无纺布；B.将聚氨酯组合料和增强纤维通过带纤维切割并加入功能的浇注机浇注均匀，形成浇注料；C.将步骤B形成的浇注料浇注到铺设有无纺布的平面工作平台上，自然流平；同时进行发泡反应并固化形成带有微孔结构的纤维复合型聚氨酯层，固化的同时与底层无纺布紧密粘接为一体形成复合型聚氨酯轨枕垫。上述一种复合型聚氨酯轨枕垫的制备方法，其特征在于，步骤C中待浇注料在平面工作台上流平后且未完全固化前，将骨架的网格状连接层压入到浇注料中，并使倒钩裸露在外，待浇注料完全固化后即可将骨架紧急包裹形成带骨架的复合型聚氨酯轨枕垫。由于采用了以上技术方案，本专利技术所取得技术进步如下。本专利技术制备的轨枕垫由聚氨酯组合料和增强纤维复合而成，兼具弹性和塑性，塑性以维持铁路轨道尺寸几何稳定性，弹性以缓冲列车运行震动，在保持铁路轨道尺寸几何稳定性的同时，解决了铁路道砟碎石粉化快的问题，延长了道砟碎石捣固周期，延缓了道床板结时间，降低了铁路维修成本；其背部设置的无纺布加强层，直接面对道砟碎石，有效解决了轨枕垫被刺穿的问题；使用时通过粘接或者物理锚合的方式与混凝土枕连接在一起，可解决混凝土轨枕与轨枕垫的滑移问题。本专利技术制备的轨枕垫自身内聚强度高，耐久性、耐撕裂性以及耐磨性能更强，同时还具有良好的低温柔顺性，解决了橡胶制品低温变硬、弹性变差及耐久性差的问题，应用于铁路混凝土轨和道砟碎石之间，具有防止铁路道砟碎石粉化、降低铁路道床维修及捣固周期以及提升铁路运营寿命的作用。附图说明图1为本专利技术所述轨枕垫的结构示意图；图2为本专利技术所述骨架的结构示意图。其中：1.聚氨酯泡沫层，2.增强纤维，3.无纺布层，4.骨架，41.横杆，42.竖杆，43.Z轴倒钩。具体实施方式下面将结合附图和具体实施例对本专利技术进行进一步详细说明。一种复合型聚氨酯轨枕垫，其结构如图1所示，包括聚氨酯泡沫层1，聚氨酯泡沫层中嵌装有若干增强纤维2，聚氨酯泡沫层的底端面上固定设置有无纺布层3，用于防止轨枕垫被道砟碎石刺穿。本专利技术的轨枕垫主体为由聚氨酯泡沫层和增强纤维构成的复合型聚氨酯层，所述聚氨酯泡沫层由聚氨酯组合料制备而成。复合型聚氨酯层中，增强纤维占复合型聚氨酯层的重量百分比为5%－20%，聚氨酯组合料占复合型聚氨酯层的重量百分比为80%－95%。由聚氨酯组合料和增强纤维复合而成复合型聚氨酯层兼具弹性和塑性，插入混凝土枕和道砟碎石间，能够解决铁路道砟碎石粉化快的问题，延长道砟碎石捣固周期，维持铁路几何尺寸稳定性。所述增强纤维为短切玻璃纤维、短切碳纤维或者短切玄武岩纤维，优选直径为9um－13um、长度为1mm-3mm的玻璃纤维。所述聚氨酯组合料包含以下重量百分比的组分：50%~70%的羟基组分、20%~40%的异氰酸酯组分、0.1%~0.3%的发泡剂、0.03%~0.1%的催化剂以及1.5%~6%的助剂。其中，羟基组分包括10%~20%的分子量为90~500、官能度为2~4的聚醚多元醇a，20%~30%的分子量为600~3000、官能度为2的聚醚多元醇b本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合型聚氨酯轨枕垫，包括聚氨酯泡沫层（1），其特征在于，所述聚氨酯泡沫层中嵌装有若干增强纤维（2），聚氨酯泡沫层的底端面上固定设置有防止被道砟碎石刺穿的无纺布层（3）。

【技术特征摘要】
1.一种复合型聚氨酯轨枕垫，包括聚氨酯泡沫层（1），其特征在于，所述聚氨酯泡沫层中嵌装有若干增强纤维（2），聚氨酯泡沫层的底端面上固定设置有防止被道砟碎石刺穿的无纺布层（3）。2.根据权利要求1所述的一种复合型聚氨酯轨枕垫，其特征在于，所述聚氨酯泡沫层的顶部嵌装有骨架（4），所述骨架包括由横杆（41）和竖杆（42）交叉连接而成的网格状连接层，网格状连接层的横杆和竖杆交叉处设置有垂直向上的Z轴倒钩（43）；所述Z轴倒钩（43）的顶部倒钩伸出聚氨酯泡沫层。3.根据权利要求2所述的一种复合型聚氨酯轨枕垫，其特征在于，所述Z轴倒钩（43）包括立柱和设置在立柱顶端的圆锥倒钩，圆锥倒钩底端面的直径大于立柱的外径。4.根据权利要求3所述的一种复合型聚氨酯轨枕垫，其特征在于，所述横杆（41）、竖杆（42）和Z轴倒钩（43）为一体结构。5.根据权利要求1至4任一项所述的一种复合型聚氨酯轨枕垫，其特征在于，由聚氨酯泡沫层和增强纤维构成的复合型聚氨酯层中聚氨酯泡沫层由聚氨酯组合料制备而成；其中，增强纤维占复合型聚氨酯层的重量百分比为5%－20%，聚氨酯组合料占复合型聚氨酯层的重量百分比为80%－95%。6.根据权利要求5所述的一种复合型聚氨酯轨枕垫，其特征在于，所述增强纤维为...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴剑波，张勇，刘志，张彬，郝林栓，张松琦，
申请(专利权)人：铁科腾跃科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13