多层聚氨酯减震垫及其制造制造技术

本发明专利技术涉及一种多层聚氨酯减震垫，其包括a)至少一个聚氨酯增强层和b)至少一种聚氨酯缓冲层，其中所述至少一个增强层具有500

【技术实现步骤摘要】
多层聚氨酯减震垫及其制造


[0001]本专利技术涉及一种多层聚氨酯减震垫，包括a)至少一个聚氨酯增强层，和b)至少一个聚氨酯缓冲层，其中所述增强层和缓冲层具有不同的密度，并且所述增强层和缓冲层的密度的差值在100
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800kg/m3的范围内。本专利技术还涉及一种生产所述多层聚氨酯减震垫的方法，以及所述多层聚氨脂减震垫在铁路系统中的应用。

技术介绍

[0002]减震垫用于铁路轨道以减少车辆引起的振动。它们由弹性材料制成，如橡胶、聚氨酯(PU)、热塑性聚酯弹性体(TPEE)等。聚氨酯被认为在耐久性、制造等方面优于其他材料(如橡胶)。聚氨酯铁路减震垫已广泛应用于高铁、地铁和其他轨道线路。
[0003]对于混合型和重型轨道线路，减震垫具有更高的静态刚度，并且与高速铁路的减震垫相比，对拉伸强度的要求要高得多。并且对低温柔性的要求(在
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35℃时静态刚度变化小于20％)仍然存在。
[0004]当聚氨酯衬垫的刚度(密度和硬度)和拉伸强度增加时，低温柔性降低。单一的PU材料很难同时实现高刚度、高拉伸强度和良好的低温刚度。
[0005]因此，本专利技术的目的是提供一种聚氨酯减震垫，其能够同时保持高强度和良好的低温刚度。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的通过一种多层聚氨酯减震垫而实现，所述减震垫包括
[0007]a)至少一个聚氨酯增强层，以及
[0008]b)至少一个聚氨酯缓冲层；
[0009]其中所述至少一个增强层的密度为500至1300kg/m3，并且所述至少一个缓冲层的密度为50至850kg/m3，以及
[0010]所述增强层的密度高于所述缓冲层的密度，并且所述增强层的密度与所述缓冲层的密度之间的差值在100至800kg/m3的范围内。
[0011]除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所属领域的技术人员通常理解的含义。如本文所用，除非另有规定，否则以下术语具有下文赋予的含义。
[0012]如本文所用，冠词“一个”和“一种”指的是文章的一个或多个语法对象(即至少一个)。举例来说，“一个元素”是指一个元素或多个元素。
[0013]如本文所使用的，术语“约”被理解为指在实现相同功能或结果的情况下本领域技术人员会认为等效于所述值的一系列数字。
[0014]如本文所使用的，术语“添加剂“指配制体系中包含的添加剂，用于增强其物理或化学性能并提供所需结果。此类添加剂包括但不限于染料、颜料、增韧剂、冲击改性剂、流变改性剂、增塑剂、触变剂、天然或合成橡胶、填充剂、增强剂、增稠剂、遮光剂、抑制剂、荧光或其他标记物、热降解抑制剂、热阻赋予剂、表面活性剂、润湿剂、消泡剂、分散剂、助流剂或助
滑剂、杀生物剂和稳定剂。
[0015]以上以一般术语或在优选范围内给出的基团定义或说明适用于最终产物，并相应地适用于起始材料和中间体。这些基团的定义可以根据需要彼此组合，即，包括一般定义和/或各自的优选范围和/或实施方案之间的组合。
[0016]本文公开的所有实施例和优选实施例可以根据需要进行组合，这也被视为覆盖在本专利技术的范围内。
[0017]除非另有说明，否则温度指的是室温，压力指的是环境压力。
附图说明
[0018]图1为多层聚氨酯减震垫的结构示意图，包括增强层、过渡层和缓冲层。
具体实施方案
[0019]在本专利技术的上下文中，用于多层减震垫的聚氨酯可以通过铸造工艺制备，并且可以选自减震技术中常规使用的聚氨酯材料。包含在增强层中的聚氨酯可以称为聚氨酯1，包含在缓冲层中的聚氨酯可称为聚氨酯2；聚氨酯1和聚氨酯2在组成上可以相同或不同，并且可以通过聚氨酯工业中常规使用的双组分体系制备。
[0020]在一个优选的实施方案中，所述增强层和缓冲层的密度之间的差值在150至650kg/m3的范围内，优选在200至550kg/m3的范围。单个聚氨酯层的密度可以通过在用于制备聚氨酯的组分中发泡剂的添加量来控制。聚氨酯层的密度大体上随着发泡剂用量的增加而降低。此外，聚氨酯层的密度也可以通过在制备聚氨酯时改变计量加入模具的原材料的量来调节，或者通过在铸造过程中设定模具的最终尺寸来调节。聚氨酯层的密度可以根据DIN EN ISO 845:2009
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10来测定。不囿于任何特定理论，认为具有较高密度的增强层提供了高拉伸强度和高硬度，而具有较低密度的缓冲层保持较低的压缩永久变形，并使低温下的静态刚度变化最小化。增强层和缓冲层之间的密度差值应控制在一定范围内；否则，减震垫整体的不均匀性过大，这反过来又不利于减震垫在低温下的性能。
[0021]聚氨酯减震垫包括至少2层，即增强层和缓冲层。层数的上限没有限制，但从方便制造的角度来看，本专利技术的聚氨酯减震垫可以包括2
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5层，优选2
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3层。在5层的情况下，可以有两个增强层和两个缓冲层，并且过渡层被夹在增强层和缓冲层中间。多个增强层或多个缓冲层在组成、密度和/或厚度方面可以彼此相同或不同；然而，两个增强层不会被其他层阻隔，反之亦然。过渡层是任选的，并且当增强层和缓冲层之间的密度差值过大时，过渡层可被有利地引入多层结构中。在这种情况下，过渡层提供了所述层密度的平缓过渡，并进一步使整个减震垫的不均匀性最小化。过渡层可以由具有减震效果的各种材料制成，例如聚氨酯、聚烯烃、聚四氟乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚酰胺、聚碳酸酯等，并且优选由聚氨酯制成。在这种情况下，这种聚氨酯可以称为聚氨酯3，其不同于包括在增强层中的聚氨酯1和包括在缓冲层中的聚氨酯2。过渡层的密度可以位于将其夹在中间的增强层和缓冲层的密度之间。当增强层和缓冲层之间的密度差值在适当范围内时，减震垫中优选不存在过渡层。
[0022]理论上，一层(无论是增强层还是缓冲层)的物理性能随着层厚度的增加而提高。然而，从实际使用和制造成本的角度来看，本专利技术的聚氨酯减震垫的总厚度可以为5
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30mm，优选为8
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25mm。在一个具体实施方案中，增强层的厚度占减震垫总厚度的10
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80％，优选为
减震垫总厚度的20
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60％。相应地，缓冲层的厚度占减震垫总厚度的10
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90％，并且优选地占减震垫的总厚度的40
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80％。
[0023]在一个优选实施方案中，增强层的厚度与缓冲层的厚度之比为1:5至5:1，优选为1:3至3:2，更优选为1:2至1:1。不囿于任何特定理论，增强层和缓冲层的厚度之间的特定比值平衡了各层之间的密度差，并实现了室温和低温下力学性能平衡的进一步改善。单个层可以是平坦的层，或者可以在表面上具有凸起和凹陷。在后一种情况下，厚度由层的两个相对的表面上的最高点确定。
[0024]在一个具体实施方案中，增强层由聚氨酯1组成，和/或缓冲层由聚氨酯2组成。在一个优选的实施方案中，包括在增强层中的聚氨酯和包括在缓冲层中的聚氨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层聚氨酯减震垫，包括a)至少一个聚氨酯增强层，以及b)至少一个聚氨酯缓冲层，其中所述至少一个增强层的密度为500至1300kg/m3，并且所述至少一个缓冲层的密度为50至850kg/m3，以及所述增强层的密度高于所述缓冲层的密度，并且所述增强层的密度与所述缓冲层的密度之间的差值在100至800kg/m3的范围内。2.根据权利要求1所述的多层聚氨酯减震垫，其中所述增强层的密度和所述缓冲层的密度之间的差值在150至650kg/m3的范围内，优选在200至550kg/m3的范围。3.根据权利要求1或2所述的多层聚氨酯减震垫，其中所述增强层的厚度与所述缓冲层的厚度之比为1:5至5:1，优选为1:3至3:2，更优选为1:2至1:1。4.根据权利要求1至3中任一项所述的多层聚氨酯减震垫，其总厚度为5
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30mm，优选8
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25mm。5.根据权利要求1至4中任一项所述的多层聚氨酯减震垫，其中所述增强层的厚度占所述减震垫的总厚度的10
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80％，并且优选地占所述减垫的总厚度的20
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60％。6.根据权利要求1至5中任一项所述的多层聚氨酯减震垫，其中所述缓冲层的厚度占所述减震垫的总厚度的10
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90％，并且优选地占所述减震垫的总厚度的40
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80％。7.根据权利要求1至6中任一项所述的多层聚氨酯减震垫，还包括过渡层，所述过渡层不同于所述增强层和所述缓冲层。8.根据权利要求7所述的多层聚氨酯减震垫，其中所述过渡层包括聚氨酯、聚烯烃、聚四氟乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚酰胺、聚酯或聚碳酸酯。9.根据权利要求1至8中任一项所述的多层聚氨酯减震垫，其中所述聚氨酯增强层和所述聚氨酯缓冲层通过在聚氨酯增强层和聚氨酯缓冲层之间的界面处的化学键合而彼此结合。10.根据权利要求1至9中任一项所述的多层聚氨酯减震垫，其中所述增强层中的聚氨酯和所述缓冲层中的聚氨酯由以下组分制备：(A)至少一种二异氰酸酯或多异氰酸酯；(B)至少一种具有至少两个异氰酸酯反应性基团的聚合化合物；(C)催化剂；(D)任选地发泡剂；(E)任选地增链剂和/或交联剂；和(F)任选地其它添加剂。11.根据权利要求10所述的多层聚氨酯减震垫，其中所述二异氰酸酯或多异氰酸酯(A)选自三
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、四
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、五
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、六
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、七
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和/或八亚甲基二异氰酸酯、2
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甲基五亚甲基1,5
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二异氰酸酯、2
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乙基四亚甲基1,4
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二异氰酸酯、六亚甲基1,6
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二异氰酸酯、五亚甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海林，刘晓军，胡凤朝，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：