一种高性能高铁钢轨绝缘弹性垫片及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高性能高铁钢轨绝缘弹性垫片及其制备方法，涉及橡胶制品领域，由以下重量份的原料制成：天然橡胶100‑150份、甲基乙烯基硅橡胶20‑30份、丁苯胶乳40‑50份、羟基硅油8‑12份、气相白炭黑40‑45份、硬脂酸2‑5份、环烷烃油5‑8份、四甲氧基硅烷1‑5份、α,ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷1‑5份、纳米Al

A kind of high performance high-speed rail insulation elastic gasket and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高性能高铁钢轨绝缘弹性垫片及其制备方法
本专利技术涉及橡胶制品领域，具体涉及一种高性能高铁钢轨绝缘弹性垫片及其制备方法。
技术介绍
截至2017年，我国高铁运营里程2.5万公里，居世界首位。高铁如今已经让我们形成了新的生活方式，让出行有了更多可能。高铁由于速度较快，一般采用无砟轨道，它采用板式道床或整体式道床，绝缘弹性垫片位于钢轨和板式道床或整体式道床之间，起着缓冲钢轨对轨枕的压力以及绝缘的功能，是轨道电路中的主要组成部分，由于钢轨绝缘弹性垫片所处的位置特点，其一方面应具有较好的绝缘性能外，另一方面还应该具有足够优异的力学性能，如足够耐冲击强度、抗压性能、高弹性模量，同时应具有足够的耐老化吸性能，使用时间长，保证垫片在长时间内能正常工作，保证高铁的运行安全。现有的垫片主要有塑料垫片、橡胶垫片，塑料垫片相比耐冲击性不足，橡胶垫片的弹性模量过低，刚度不足，同时在结构单一，难以发挥垫片分散压力的功能。公告号为CN105907032A的专利公开了一种弹性模量高、韧性好、使用时间长的高铁钢轨绝缘弹性片，并指出所述的高铁钢轨绝缘弹性片为玻璃纤维增强聚氨酯材料，所述玻璃纤维增强聚氨酯材料的制备方法如下：聚氨酯基体100份、玻璃纤维10-25份、偶联剂0.01-5份、增韧剂0.01-5份；步骤1：预浸料制备，将聚氨酯基体、偶联剂、增韧剂在熔融炉内熔化，玻璃纤维纤维在牵引装置带动下通过均匀混有低温交联反应引发剂和高温交联反应引发剂的液态树脂基体，再经过圆形口模拉挤成纤维树脂棒；步骤2：对步骤1后的纤维树脂棒进行预加热，使得纤维树脂棒达到低温固化温度开始进行低温固化，使得热固性树脂开始由液态向凝胶状态过渡；步骤3：成型，将步骤2后的原料放入模具中升温加热，迅速达到热固性树脂的高温固化温度，待升温至高温固化温度后，在压机台面上加压、并保压2分钟，然后降温至60℃以下，脱模取出。公告号为CN103937268A的专利公开了一种含有纳米云母粉的橡胶垫片，它是由下述重量份的原料制成：甲基乙烯基硅橡胶80-120份、三元乙丙橡胶20-30份、六氟双酚A2.2-2.5份、苄基三苯基氯化磷1.5-1.8份、甲苯二异氰酯7-9份、氧化二异丙苯6-8份、纳米云母粉8-10份、纳米膨润土5-8份、聚酰胺蜡微粉8-12份、快压出炭黑N66012-15份、石蜡油3-5份、硫磺2.2-2.4份、氧化锌6-8份、硬脂酸3-4份、硅氧烷1.5-2.5份、改性树木灰烬5-7份。该橡胶垫片具有优异的耐磨性、耐高温、耐酸碱、耐腐蚀、耐辐射等综合性能，同时具有自润滑性和不透气性，绝缘性能优良，冲击弹性好，使用寿命长，广泛应用于各种电子电气设备。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高性能高铁钢轨绝缘弹性垫片及其制备方法。(二)技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种高性能高铁钢轨绝缘弹性垫片，由以下重量份的原料制成：天然橡胶100-150份、甲基乙烯基硅橡胶20-30份、丁苯胶乳40-50份、羟基硅油8-12份、气相白炭黑40-45份、硬脂酸2-5份、环烷烃油5-8份、四甲氧基硅烷1-5份、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷1-5份、纳米Al2O35-15份、改性多晶莫来石纤维1-5份、防老剂40100.5-1.8份、硫化剂1-3份、促进剂1-3份。优选的，由以下重量份的原料制成：天然橡胶135份、甲基乙烯基硅橡胶22份、丁苯胶乳45份、羟基硅油10份、气相白炭黑42份、硬脂酸2份、环烷烃油6份、四甲氧基硅烷3份、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷2份、纳米Al2O315份、改性多晶莫来石纤维5份、防老剂40101.5份、硫化剂3份、促进剂2份。优选的，由以下重量份的原料制成：天然橡胶150份、甲基乙烯基硅橡胶30份、丁苯胶乳43份、羟基硅油8份、气相白炭黑44份、硬脂酸2份、环烷烃油6份、四甲氧基硅烷1份、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷3份、纳米Al2O312份、改性多晶莫来石纤维2份、防老剂40100.8份、硫化剂1份、促进剂2份。优选的，由以下重量份的原料制成：天然橡胶140份、甲基乙烯基硅橡胶20份、丁苯胶乳40份、羟基硅油9份、气相白炭黑40份、硬脂酸5份、环烷烃油7份、四甲氧基硅烷2份、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷3份、纳米Al2O312份、改性多晶莫来石纤维1份、防老剂40101.5份、硫化剂3份、促进剂3份。优选的，所述羟基硅油中的羟基含量≥5％，黏度≤100mPa·s。优选的，所述改性多晶莫来石纤维的制备方法为：将KH-570加入到去离子水中搅拌溶解，再将多晶莫来石纤维加入，升温至50-60℃搅拌2-5h后滤出水洗后干燥，将多聚磷酸和无水乙醇按重量比1:1混合后将干燥后的多晶莫来石纤维加入浸渍5-10h后取出烘干即可。优选的，所述硫化剂为硫化剂BIBP、硫化剂双-25、硫化剂MoCA、硫化剂DTDM、硫化剂TCY、硫化剂TDD、硫化剂VA-7、硫化剂FSH、硫化剂PM中的任意一种。优选的，所述促进剂为促进剂TMTD、促进剂CZ、促进剂M按重量比5:3:1的混合而成。上述高性能高铁钢轨绝缘弹性垫片的制备方法，具体如下：将天然橡胶切割后与甲基乙烯基硅橡胶、丁苯胶乳混合后加入到密炼机中，100-105℃密炼5min，再将羟基硅油、气相白炭黑、硬脂酸、环烷烃油、四甲氧基硅烷、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、纳米Al2O3、改性多晶莫来石纤维、防老剂4010加入，加压至0.6-1MPa密炼10-20min后排料出片，得到混胶，停放20-30h后投入开炼机混炼3-5min，辊筒温度为55-65℃，辊距为2-3mm，停放5-10h后，再投入密炼机中，加入硫化剂、促进剂二次密炼，二次密炼温度为120-135℃，二次密炼结束下料即可。优选的，二次密炼时间为10-15min。(三)有益效果本专利技术提供了一种高性能高铁钢轨绝缘弹性垫片及其制备方法，具有以下有益效果：本专利技术中以天然橡胶作为基体材料，加入甲基乙烯基硅橡胶和丁苯胶乳后，可以通过复合交联有效提高垫片的力学性能和绝缘性能，低黏度高羟基含量的羟基硅油可以作为结构控制剂，提高交联密度，气相白炭黑作为补强剂，一方面天然橡胶、甲基乙烯基硅橡胶的端基可以与白炭黑表面羟基缩合，另一方面甲基乙烯基硅橡胶硅氧链节与白炭黑表面羟基形成氢键，它的加入可以起到提高强度、硬度、绝缘性能的优点，四甲氧基硅烷、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷可以协同起到提高绝缘性能的作用，改性多晶莫来石纤维的加入可以作为纤维支撑骨干，当拉伸或压缩时会使垫片内部大分子链沿应力方向取向形成结晶，晶粒具有一定的补强作用，改性多晶莫来石纤维的加入可以促进受力时结晶的生成，不经过改性的处理的多晶莫来石纤维与橡胶材料相容性不好，反而会降低垫片的力学性能，本专利技术弹性垫片的弯曲强度为136.5MPa，压缩强度为155.1MPa，弹性模量为62Gpa，弹性模量为33.5KJ本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能高铁钢轨绝缘弹性垫片，其特征在于，由以下重量份的原料制成：天然橡胶100-150份、甲基乙烯基硅橡胶20-30份、丁苯胶乳40-50份、羟基硅油8-12份、气相白炭黑40-45份、硬脂酸2-5份、环烷烃油5-8份、四甲氧基硅烷1-5份、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷1-5份、纳米Al

【技术特征摘要】
1.一种高性能高铁钢轨绝缘弹性垫片，其特征在于，由以下重量份的原料制成：天然橡胶100-150份、甲基乙烯基硅橡胶20-30份、丁苯胶乳40-50份、羟基硅油8-12份、气相白炭黑40-45份、硬脂酸2-5份、环烷烃油5-8份、四甲氧基硅烷1-5份、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷1-5份、纳米Al2O35-15份、改性多晶莫来石纤维1-5份、防老剂40100.5-1.8份、硫化剂1-3份、促进剂1-3份。


2.如权利要求1所述的高性能高铁钢轨绝缘弹性垫片，其特征在于，由以下重量份的原料制成：天然橡胶135份、甲基乙烯基硅橡胶22份、丁苯胶乳45份、羟基硅油10份、气相白炭黑42份、硬脂酸2份、环烷烃油6份、四甲氧基硅烷3份、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷2份、纳米Al2O315份、改性多晶莫来石纤维5份、防老剂40101.5份、硫化剂3份、促进剂2份。


3.如权利要求1所述的高性能高铁钢轨绝缘弹性垫片，其特征在于，由以下重量份的原料制成：天然橡胶150份、甲基乙烯基硅橡胶30份、丁苯胶乳43份、羟基硅油8份、气相白炭黑44份、硬脂酸2份、环烷烃油6份、四甲氧基硅烷1份、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷3份、纳米Al2O312份、改性多晶莫来石纤维2份、防老剂40100.8份、硫化剂1份、促进剂2份。


4.如权利要求1所述的高性能高铁钢轨绝缘弹性垫片，其特征在于，由以下重量份的原料制成：天然橡胶140份、甲基乙烯基硅橡胶20份、丁苯胶乳40份、羟基硅油9份、气相白炭黑40份、硬脂酸5份、环烷烃油7份、四甲氧基硅烷2份、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷3份、纳米Al2O312份、改性多晶莫来石纤维1份、防老剂40101.5份、硫化剂3份、促进剂3份。


5.如权利要求1所述的高性能高...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雅婷，
申请(专利权)人：安徽蜀牛数据科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34