一种高速铁路无砟轨道凸形挡台填充材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种用于高速铁路无砟轨道凸形挡台填充材料及其制备方法，包括以下原料：A组分马来酰亚胺改性沥青、B组分环氧树脂和C组分环氧树脂固化剂；按重量份数计，C组分由以下原料组成：聚醚胺固化剂100份、封闭型聚氨酯预聚体20~45份、氨基聚二甲基硅氧烷10~20份、固化促进剂0~2.5份和助剂5~17.5份；其中，B组分与C组分的质量比为1:（0.65~1.35），A组分与B、C组分之和的质量比为（0.5~1.5）：1。该填充材料固化后形成环氧树脂

【技术实现步骤摘要】
一种高速铁路无砟轨道凸形挡台填充材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于轨道交通材料
，涉及一种化工新材料，具体涉及一种高速铁路无砟轨道凸形挡台填充材料及其制备方法和使用方法。

技术介绍

[0002]高速铁路无砟轨道凸形挡台主要作用具有两个：1）定位功能；定位是凸台材料最基本功能，材料与凸形台一起限制轨道板的纵横向位移，抵抗纵横向作用力，并传递荷载。2）减振功能；凸台材料提供合适的弹性和刚度，可以有效的缓冲列车纵横向的振动，保证轨道结构具有较长的使用寿命。无砟轨道凸形挡台高度一般为250 mm，凸形挡台与轨道板半圆缺口间填充材料的设计厚度为40mm，尽管客运专线装备和材料中有些实现了国产化，但目前材料和设备主要依赖日本、德国等国外技术，配套的高性能的高承载填充材料，目前以日本进口为主。
[0003]无砟轨道凸形挡台填充材料，日本早期采用水泥沥青砂浆，经过一段时间运行后存在破损现象，后来改用聚氨酯树脂材料，但是，其对水泥的粘结效果不太好。更难解决的是，由于聚氨酯树脂对水汽敏感，遇水将反应产生CO2，容易出现大量气泡，影响填充树脂的致密性与均匀性。此外，聚氨酯树脂分子结构中含有大量苯环双键，在长期紫外线照射下可引起断链，导致树脂粉化开裂，给铁路长期稳定运行带来隐患，维护费用增加。除聚氨酯树脂（中国专利申请号：201110157374.0，200910089621.0，200710021660.8，）外，还可采用环氧树脂（中国专利申请号：200710021661.2，200710021662.7，）、不饱和聚酯类树脂（中国专利申请号：200710021662.7）、乙烯基类树脂（中国专利申请号： 200710021662.7）作为无碴轨道凸形挡台的填充材料。与聚氨酯树脂相比，其使用工艺性和对水泥的粘结力都较优。
[0004]无砟轨道凸形挡台填充材料，还需承受日晒雨淋、紫外线等环境产生的应力与老化，更容易遭到破坏。由于凸形挡台工作环境的复杂性以及对性能要求的多样性，要求其填充材料在不同温度条件下都对水泥结构件具有良好的粘结性，以传递载荷，并且具有合适的弹性以承受外力作用而不产生大的形变与开裂。此外，在各种温度条件下，还必须考虑其使用工艺性，合适的施工粘度与可使用期及固化速度，以上各项性能要求在现有技术方案中并未得到很好地满足。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷和不足，本专利技术提供了一种高速铁路无砟轨道凸形挡台填充材料及其制备方法，以克服现有技术的上述缺陷。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采取如下的技术方案：一种高速铁路无砟轨道凸形挡台填充材料，包括以下原料：A组分马来酰亚胺改性沥青、B组分环氧树脂和C组分环氧树脂固化剂；按重量份数计，C组分由以下原料组成：聚醚胺固化剂
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100份封闭型聚氨酯预聚体
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20~45份
氨基聚二甲基硅氧烷
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10~20份固化促进剂
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0~2.5份助剂
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5~17.5份其中，B组分与C组分的质量比为1:（0.65~1.35），A组分与B、C组分之和的质量比为（0.5~1.5）：1。
[0007]本专利技术所述的马来酰亚胺改性沥青是通过马来酰亚胺与普通基质沥青制得；其中，普通基质沥青包括煤焦沥青、石油沥青和天然沥青。
[0008]本专利技术马来酰亚胺与普通基质沥青制备马来酰亚胺改性沥青的方法为：将反应釜加热到100~140℃，加入普通基质沥青，同时加入占普通基质沥青质量1~10%的马来酰亚胺，升温到140~180℃，维持压力在0.3~0.8MPa，反应100~600分钟后，即得到马来酰亚胺改性沥青。
[0009]本专利技术中，B组分环氧树脂指的是液态双酚A环氧树脂E-51。
[0010]在本专利技术中，所述C组分中，封闭型聚氨酯预聚体制备方法是：在60~100℃反应温度下，将封闭剂的甲苯溶液滴加到装有聚氨酯预聚物与甲苯混合液的反应釜中，反应1-10小时后，停止反应，50~80℃减压蒸馏除掉溶剂，检测出料，即得到封闭型聚氨酯预聚体。
[0011]在本专利技术中，上述制备封闭型聚氨酯预聚体中所述的封闭剂，指的是甲醇、乙醇、苯酚、甲乙酮肟、丙二酸二乙酯、乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯等中一种或多种混合物。
[0012]在本专利技术中，上述所述的聚氨酯预聚体，指的是聚酯型体系聚氨酯预聚体和聚醚体系聚氨酯预聚体，具体的，聚酯型TDI（甲苯二异氰酸酯）体系聚氨酯预聚体，包括但不局限于HKR-6776，HKR-6786，HKR-6791，可从济宁市日不落生物科技有限公司购买，HKR-6796，HKR-6701，HKR-6706，可从济宁佰一化工有限公司购买获得。聚醚型TDI（甲苯二异氰酸酯）体系聚氨酯预聚体，德国朗盛公司，具体牌号Trixene
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SC7702，Trixene
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SC7721，Trixene
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SC7725，Trixene
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SC7722等；HC-8535，HC-8692，HC-6590，HC-6560D，HC-6692等，可通过上海鹤城高分子公司获得。
[0013]本专利技术中，所述的封闭剂的甲苯溶液和聚氨酯预聚体与甲苯混合液，按照质量比封闭剂或聚氨酯：甲苯=1:0.5~4混合得到。
[0014]本专利技术中，C组分中聚醚胺固化剂，比如包括但不限于HUNSTMAN公司中SURFONAMINE
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系列产品，L系列，L-100，L-200，L-207，L-300；B系列，比如B-30，B-60，B-100和B-200等等；JEFFAMINE
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系列产品，比如JEFFAMINE
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M600，JEFFAMINE
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M1000，JEFFAMINE
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M2005，JEFFAMINE
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M2070，JEFFAMINE
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D400，JEFFAMINE
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D2000，JEFFAMINE
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D230，JEFFAMINE
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T5000，JEFFAMINE
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XTJ-435，JEFFAMINE
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XTJ-436，JEFFAMINE
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HK-511等等一种或多种混合物。
[0015]在本专利技术中，C组分中氨基聚二甲基硅氧烷，包括但不限于N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，N-环己基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种的混合物。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速铁路无砟轨道凸形挡台填充材料，其特征在于，包括：A组分马来酰亚胺改性沥青、B组分环氧树脂和C组分环氧树脂固化剂，按重量份数计，C组分环氧树脂固化剂，包括以下原料：聚醚胺固化剂
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100份封闭型聚氨酯预聚体
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20~45份氨基聚二甲基硅氧烷
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10~20份固化促进剂
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0~2.5份助剂
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5~17.5份其中，B组分与C组分的质量比为1:（0.65~1.35），A组分与B、C组分之和的质量比为（0.5~1.5）：1。2.根据权利要求1所述的高速铁路无砟轨道凸形挡台填充材料，其特征在于，所述A组分马来酰亚胺改性沥青是通过马来酰亚胺与普通基质沥青反应制得；其制备方法为：将反应釜加热到100~140℃，加入普通基质沥青，同时加入占普通基质沥青质量1~10%的马来酰亚胺，升温到140~180℃，维持压力在0.3~0.8MPa，反应100~600分钟后，即为马来酰亚胺改性沥青。3.根据权利要求书2所述的普通基质沥青，主要是指煤焦沥青、石油沥青或者天然沥青中的一种或多种混合物。4.根据权利要求1所述的高速铁路无砟轨道凸形挡台填充材料，其特征在于，所述C组分中，封闭型聚氨酯预聚体制备方法：在60~100℃反应温度下，将封闭剂的甲苯溶液滴加到装有聚氨酯预聚物与甲苯混合液的反应釜中，反应1~1...

【专利技术属性】
技术研发人员：亢阳，周敦宏，
申请(专利权)人：南京阿斯孚特新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：