一种扣件垫板及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种扣件垫板及其制备方法，所述扣件垫板包括聚乙烯板、橡胶层，聚乙烯板与橡胶层连接，聚乙烯板朝向橡胶层的一侧设置接枝层，橡胶层包括壳聚糖微球，壳聚糖微球均匀分散在橡胶层，接枝层分别与橡胶层、橡胶层表层的壳聚糖微球连接；本发明专利技术使得聚乙烯板通过接枝层不仅能够与橡胶层硫化连接，也能够与橡胶层表层的壳聚糖微球之间产生范德华作用力，能够有效提高聚乙烯板、橡胶层之间的粘接强度。同时，壳聚糖在橡胶层内部、以及橡胶层与聚乙烯板之间起到抑菌、杀菌作用，一方面抑制细菌对橡胶层的腐融分解，有利于延缓橡胶的老化，另一方面有利于在较长时间内维持聚乙烯板、橡胶层之间具有良好的粘接强度。橡胶层之间具有良好的粘接强度。橡胶层之间具有良好的粘接强度。

【技术实现步骤摘要】
一种扣件垫板及其制备方法


[0001]本专利技术涉及轨道扣件
，特别涉及一种扣件垫板及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前在轨道交通
中，在铁路桥梁所处区域温度跨度大时，为减少桥梁结构与桥上焊接长钢轨之间的相互作用力，要求轨道扣件提供的钢轨纵向阻力小。为满足这一要求，轨道高架线路中常使用小阻力扣件，当钢轨发生在一定范围内的位移时，小阻力扣件允许这种钢轨移动，进而释放桥梁与钢轨之间的相互作用力。
[0003]在现有技术中，往往采用小阻力的扣件垫板作为轨下垫板，来减小与钢轨的摩擦系数，从而减少两者之间的滑动摩擦力。随着现有技术的发展，传统的不锈钢
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橡胶复合垫板，已经逐渐被非金属板
‑
弹性层复合垫板替代。后者在非金属板的防锈蚀、提高整体垫板的使用寿命上存在明显的优势。现有技术中的复合加工工艺往往较为简单，难以确保非金属板与弹性层之间的连接强度，在列车动载的环境下，容易发生非金属板与弹性层之间脱开的情况，使得垫板被压溃或分层，给行车安全带来一定的隐患。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种扣件垫板及其制备方法，以解决现有技术中存在的非金属板与弹性层之间容易分离的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种扣件垫板，包括聚乙烯板、橡胶层，所述聚乙烯板与橡胶层连接，所述聚乙烯板朝向橡胶层的一侧设置接枝层，所述橡胶层包括壳聚糖微球，所述壳聚糖微球均匀分散在橡胶层，所述接枝层分别与橡胶层、橡胶层表层的壳聚糖微球连接。
[0007]进一步的，所述橡胶层包括导电填料，所述导电填料均匀分散在橡胶层，所述壳聚糖微球为包覆压电陶瓷的壳聚糖微球。
[0008]一种扣件垫板的制备方法，用于制备所述的扣件垫板；所述制备方法包括：S1、对聚乙烯板进行两级表面处理，形成聚乙烯板的接枝层；S2、制备壳聚糖微球；S3、在密炼机中将橡胶料、壳聚糖微球进行混炼，得到混合胶料；S4、在接枝层上放置混合胶料，并对聚乙烯板的接枝层、混合胶料进行一体硫化，制得扣件垫板；所述两级表面处理包括依次进行的机械表面处理过程、表面接枝处理过程。
[0009]进一步的，步骤S2中，所述壳聚糖微球为包覆压电陶瓷的壳聚糖微球。
[0010]进一步的，所述机械表面处理过程为利用打磨机，对聚乙烯板的待处理面进行打磨处理，使待处理面的表面粗糙度达到45μm以上，用压缩空气对聚乙烯板的待处理面吹净，形成聚乙烯板的粗糙面；所述表面接枝处理过程为：在紫外光照射状态下，将聚乙烯板的粗糙面浸入到二苯甲酮
‑
丙烯酸溶液中，浸泡 15min之后取出聚乙烯板，然后利用丙酮对聚乙烯板的粗糙面进行清洗、干燥后，得到具有接枝层的聚乙烯板。
[0011]进一步的，步骤S2包括：S21、将纳米级压电陶瓷加入乙醇中，搅拌均匀后超声分
散，之后加入二乙醇胺，搅拌均匀后得到压电陶瓷悬浊液，过滤后对沉淀物进行干燥、研磨，制得改性压电陶瓷；S22、将改性压电陶瓷加入乙醇中，搅拌均匀后超声分散，制得0.01g/mL的改性压电陶瓷悬浊液；S23、将壳聚糖加入质量分数1％的醋酸水溶液中，搅拌均匀后，制得0.016g/mL的壳聚糖溶液； S24、将步骤S22制得的改性压电陶瓷悬浊液与步骤S23制得的壳聚糖溶液按体积比1:1搅拌混合均匀，得到混合液A；S25、向液体石蜡中加入丙二醇脂肪酸酯，搅拌混合均匀后，得到混合液B；S26、在50℃恒温水浴下，向混合液B 中逐滴加入混合液A，搅拌均匀，得到混合液C；S27、对混合液C进行冰水浴骤冷后，取出再将混合液C升温至30℃，加入体积分数为1.8％的戊二醛，恒温搅拌5h，得到包覆压电陶瓷的壳聚糖微球乳液；S28、对步骤S27制得的乳液进行离心、过滤、洗涤、干燥后，得到包覆压电陶瓷的壳聚糖微球。
[0012]进一步的，步骤S3包括：S31、按重量份，将100份天然橡胶胶料放入密炼机进行塑炼，塑炼温度为90
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110℃，转速30
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40转/分钟，塑炼3
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4分钟；S32、向密炼机中加入硫化活性剂5
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8份、防焦剂0.5
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1.6份、导电填料8
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13份，进行混炼，混炼胶排胶温度在120
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125℃，停放至室温；S33、向密炼机中继续加入硫化剂1.5
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2.5份、硫化促进剂2
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4份、包覆压电陶瓷的壳聚糖微球15
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18份，进行混炼，排胶温度100
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115℃，停放至室温后，裁剪送出混合胶料。
[0013]优选的，所述硫化活性剂为质量比为2.5:1的氧化锌、硬脂酸，所述防焦剂为防焦剂CTP，所述导电填料为质量比为2:1的石墨烯、碳纳米管，所述硫化剂为硫磺粉，所述硫化促进剂为促进剂DM。
[0014]进一步的，步骤S4在硫化机中进行，以聚乙烯板的接枝层的单位面积为准，在硫化机的模具中填放6
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10kg/m2的混合胶料；硫化温度为100
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145℃，压力为 10
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18MPa，硫化时间为15
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20min。
[0015]相对于现有技术，本专利技术所述的一种扣件垫板及其制备方法具有以下优势：
[0016]本专利技术所述的一种扣件垫板及其制备方法，通过在聚乙烯板朝向橡胶层的一侧设置接枝层，使得聚乙烯板通过接枝层不仅能够与橡胶层硫化连接，也能够与橡胶层表层的壳聚糖微球之间产生范德华作用力，能够有效提高聚乙烯板、橡胶层之间的粘接强度。
[0017]此外，随着扣件垫板的使用，橡胶层、尤其是橡胶层与聚乙烯板之间往往会逐渐滋生细菌，会对橡胶材质进行腐融分解，特别是对橡胶层与聚乙烯板之间的分子连接键造成破坏，造成聚乙烯板、橡胶层之间的连接强度变差。为此，本申请通过在橡胶层添加壳聚糖微球，除了提高聚乙烯板、橡胶层之间的连接强度之外，还通过壳聚糖在橡胶层内部、以及橡胶层与聚乙烯板之间起到抑菌、杀菌作用，一方面抑制细菌对橡胶层的腐融分解，有利于延缓橡胶的老化，另一方面有利于在较长时间内维持聚乙烯板、橡胶层之间具有良好的粘接强度。
附图说明
[0018]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0019]图1为本专利技术实施例所述的一种扣件垫板在应用时的结构简图(省去垫板上方的钢轨结构)。
[0020]附图标记说明：
[0021]1、聚乙烯板；2、橡胶层；3、壳聚糖微球；4、导电件；5、处理模块；6、导线。
具体实施方式
[0022]下文将使用本领域技术人员向本领域的其它技术人员传达他们工作的实质所通常使用的术语来描述本公开的专利技术概念。然而，这些专利技术概念可体现为许多不同的形式，因而不应视为限于本文本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扣件垫板，其特征在于，所述扣件垫板包括聚乙烯板(1)、橡胶层(2)，所述聚乙烯板(1)与橡胶层(2)连接，所述聚乙烯板(1)朝向橡胶层(2)的一侧设置接枝层，所述橡胶层(2)包括壳聚糖微球(3)，所述壳聚糖微球(3)均匀分散在橡胶层(2)，所述接枝层分别与橡胶层(2)、橡胶层(2)表层的壳聚糖微球(3)连接。2.根据权利要求1所述的一种扣件垫板，其特征在于，所述橡胶层(2)包括导电填料，所述导电填料均匀分散在橡胶层(2)，所述壳聚糖微球(3)为包覆压电陶瓷的壳聚糖微球。3.一种扣件垫板的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备权利要求1或2所述的扣件垫板；所述制备方法包括：S1、对聚乙烯板(1)进行两级表面处理，形成聚乙烯板(1)的接枝层；S2、制备壳聚糖微球(3)；S3、在密炼机中将橡胶料、壳聚糖微球(3)进行混炼，得到混合胶料；S4、在接枝层上放置混合胶料，并对聚乙烯板(1)的接枝层、混合胶料进行一体硫化，制得扣件垫板；所述两级表面处理包括依次进行的机械表面处理过程、表面接枝处理过程。4.根据权利要求3所述的一种扣件垫板的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述壳聚糖微球(3)为包覆压电陶瓷的壳聚糖微球。5.根据权利要求3所述的一种扣件垫板的制备方法，其特征在于，所述机械表面处理过程为利用打磨机，对聚乙烯板(1)的待处理面进行打磨处理，使待处理面的表面粗糙度达到45μm以上，用压缩空气对聚乙烯板(1)的待处理面吹净，形成聚乙烯板(1)的粗糙面；所述表面接枝处理过程为：在紫外光照射状态下，将聚乙烯板(1)的粗糙面浸入到二苯甲酮
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丙烯酸溶液中，浸泡15min之后取出聚乙烯板(1)，然后利用丙酮对聚乙烯板(1)的粗糙面进行清洗、干燥后，得到具有接枝层的聚乙烯板(1)。6.根据权利要求3所述的一种扣件垫板的制备方法，其特征在于，步骤S2包括：S21、将纳米级压电陶瓷加入乙醇中，搅拌均匀后超声分散，之后加入二乙醇胺，搅拌均匀后得到压电陶瓷悬浊液，过滤后对沉淀物进行干燥、研磨，制得改性压电陶瓷；S22、将改性压电陶瓷加入乙醇中，搅拌均匀后超声分散，制得0.01g/mL的改性压电陶瓷悬浊液；S23、将壳聚糖加入质量分数1％的醋酸水溶液中，搅拌均匀后，制得0.016g/mL的壳聚糖溶液；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志强，杨巧云，靳海葆，仇武娟，王兆伦，庄严，
申请(专利权)人：洛阳双瑞橡塑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：