聚氨酯弹性体道砟垫及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种聚氨酯弹性体道砟垫及其制备方法，以及应用该道砟垫的铁路道床及铁路设施。本发明专利技术所提供的聚氨酯弹性体道砟垫包括一种将包括下列组分的反应体系喷涂在一段铁路路基表面或一个道砟垫防护层的一个表面反应所得到的反应产物：多异氰酸酯、多元醇、扩链剂、发泡剂和催化剂。本发明专利技术所提供的技术方案可以根据具体施工环境要求提供具有不同机械性能、形状、厚度、尺寸的道砟垫以适应各种铁路建筑施工和使用要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚氨酯领域，尤其涉及一种及使用该道砟垫的铁路道床和铁路。
技术介绍
铁路道床常指轨枕下面、路基上面铺设的道砟层，它是轨道框架的基础，主要作用是支承轨枕，把钢轨和轨枕传来的巨大铁路车辆荷载，均勻地分布到路基基床面上，减少路基变形，保证行车安全。另外，道砟还有缓冲减震等作用。有砟铁路道床通用性特别好，建设成本非常低，因此使用范围非常广。有砟铁路道床的维修成本很高，除定期养护外，还必须定期利用停运天窗或中断铁路运输利用大型养护机械进行道床维修。这是因为在使用过程中，轨枕传递来的振动造成道砟颗粒在道床结构中的位置发生变化，并且道砟的尖锐边缘被逐渐磨平由锐变钝，并产生粉化，另外道砟的颗粒结构无法避免外部煤炭、尘土、流沙、垃圾等杂物进入道床，使道床发生板结，更严重的是道床发生沉降、翻浆冒泥或导致枕木或铁轨断裂等严重影响安全的问题。对于穿越市区的有砟铁路，铁路列车对居民区的振动和噪音扰民问题也颇受诟病。现有技术中已经出现了一些技术方案以解决有砟道床铁路振动所带来的运输可靠性和维修成本等问题，例如使用道砟垫等。道砟垫所使用的材料包括橡胶、多孔天然软木材料、聚氨酯复合橡胶纤维和橡胶颗粒材料以及聚氨酯微孔弹性体等。聚氨酯弹性体道砟垫由于具有不同寻常的耐久性和减震性能而备受推崇，例如Getzner公司以模压，粘结或混炼形式生产、切割后以片材形式使用和销售的Syloraer 和Sylodyn 道砟垫等。然而，目前的聚氨酯弹性体道砟垫难以适应有砟铁路道床所应用的复杂的环境条件等，预制的道砟垫也只能符合一种施工和使用要求，难以适应具体施工条件下对道砟垫不同性能、厚度和形状的要求，并且切割后的道砟垫也因为切割断面的存在而影响其使用性能和寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种制备聚氨酯弹性体道砟垫的方法。根据本专利技术的一个实施例，所述方法包括步骤将包括下列组分的反应体系喷涂在一段铁路路基表面或一个道砟垫防护层的一个表面反应制备所述聚氨酯弹性体道砟垫a) 一种多异氰酸酯或多种多异氰酸酯的混合物，所述多异氰酸酯以通式R(NCO)n 表示，其中，R表示含2-18个碳原子的脂肪族烃基、含6-15个碳原子的芳烃基、或含8-15个碳原子的芳脂族烃基，η = 2-4 ；b) 一种多元醇或多种多元醇的混合物，所述多元醇的平均分子量为100-10000， 官能度为1-5 ；c) 一种或多种扩链剂，所述扩链剂包括分子量小于800的含活泼氢原子化合物；d) 一种或多种发泡剂；和5e)0. 001-10%的一种或多种催化剂，以所述反应体系中的所有的多元醇重量按 100%计。本专利技术的目的之一是提供一种聚氨酯弹性体道砟垫。根据本专利技术的一个实施例， 所述聚氨酯弹性体道砟垫包括一种将包括下列组分的反应体系喷涂在一段铁路路基表面或一个道砟垫防护层的一个表面反应制得的反应产物a) 一种多异氰酸酯或多种多异氰酸酯的混合物，所述多异氰酸酯以通式R(NCO)n 表示，其中，R表示含2-18个碳原子的脂肪族烃基、含6-15个碳原子的芳烃基、或含8-15个碳原子的芳脂族烃基，η = 2-4 ；b) 一种多元醇或多种多元醇的混合物，所述多元醇的平均分子量为100-10000， 官能度为1-5 ；c) 一种或多种扩链剂，所述扩链剂包括分子量小于800的含活泼氢原子化合物；d) 一种或多种发泡剂；和e)0. 001-10%的一种或多种催化剂，以所述反应体系中的所有的多元醇重量按 100%计。本专利技术的目的之一是提供一种铁路道床。根据本专利技术的一个实施例，所述铁路道床包括一个道砟层，一个道砟垫防护层，一个道砟垫，和一段铁路路基；所述道砟垫设置在所述铁路路基上，所述道砟垫防护层设置在所述道砟层和所述道砟垫层之间；其中，所述道砟垫包括一种将包括下列组分的反应体系喷涂在所述铁路路基表面或所述道砟垫防护层的一个表面反应制得的反应产物a) 一种多异氰酸酯或多种多异氰酸酯的混合物，所述多异氰酸酯以通式R(NCO)n 表示，其中，R表示含2-18个碳原子的脂肪族烃基、含6-15个碳原子的芳烃基、或含8-15个碳原子的芳脂族烃基，η = 2-4 ；b) 一种多元醇或多种多元醇的混合物，所述多元醇的平均分子量为100-10000， 官能度为1-5 ；c) —种或多种扩链剂，所述扩链剂包括分子量小于800的含活泼氢原子化合物；d) 一种或多种发泡剂；和e)0. 001-10%的一种或多种催化剂，以所述反应体系中的所有的多元醇重量按 100%计。本专利技术的目的之一是提供一种铁路设施。根据本专利技术的一个实施例，所述铁路设施包括一段钢轨，多个轨枕，一个道砟层，一个道砟防护层，一个道砟垫，和一段铁路路基；所述道砟垫设置在所述铁路路基上，所述道砟垫防护层设置在所述道砟层和所述道砟垫层之间，所述轨枕铺设在所述道砟层上，所述钢轨铺设在所述轨枕上，用于承载铁路机车荷载；其中，所述道砟垫包括一种将包括下列组分的反应体系喷涂在所述铁路路基表面或所述道砟垫防护层的一个表面反应制得的反应产物a) 一种多异氰酸酯或多种多异氰酸酯的混合物，所述多异氰酸酯以通式R(NCO)n 表示，其中，R表示含2-18个碳原子的脂肪族烃基、含6-15个碳原子的芳烃基、或含8-15个碳原子的芳脂族烃基，η = 2-4 ；b) 一种多元醇或多种多元醇的混合物，所述多元醇的平均分子量为100-10000， 官能度为1-5 ；c) 一种或多种扩链剂，所述扩链剂包括分子量小于800的含活泼氢原子化合物；d) 一种或多种发泡剂；和e)0. 001-10%的一种或多种催化剂，以所述反应体系中的所有的多元醇重量按 100%计。所述多元醇优选自下列的一种或多种聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇和它们的任意混合物。所述扩链剂优选包括分子量在18-400的含活泼氢原子的化合物。所述发泡剂优选自下面的一种或多种水、卤代烃、烃类化合物和气体。所述道砟垫防护层优选包括聚丙烯无纺布(geo-textile)和/或玻璃纤维和/或其它增强网格织物。所述道砟垫防护层既可以是表面一层，也可以是整个包裹所制备的聚氨酯弹性体道砟垫。本专利技术的目的之一是根据本专利技术所提供的聚氨酯弹性体道砟垫在建造和/或维护铁路道床和铁路设施中的应用。本专利技术采用喷涂的方法在铁路路基表面喷涂制备聚氨酯微孔道砟垫或者在道砟垫防护层上喷涂形成道砟垫。这种技术方案可以根据现场情况对道砟垫进行机械性能、产品密度、厚度、形状做出相应的调整，相比现有技术中的成批预制道砟垫更能适应不同的和复杂的施工环境和施工条件，效率更高，并且所制备的道砟垫具有闭孔结构，再加上因为不需切割，不会出现容易受外界侵蚀的断面，减少了对聚氨酯弹性体结构的破坏，从而可以保证道砟垫的性能持久不变，使有砟道床能更好地减震、降噪、防止沉降，既可以减低建设成本，也可以降低维修养护成本。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的喷涂制备聚氨酯弹性体道砟垫的示意图；图2是根据本专利技术的一个实施例喷涂制备的聚氨酯弹性体道砟垫在铁路路基上的使用示意图。附图中所使用的相同的标号表示相同或相似的结构或功能。附图对本专利技术而言是说明性的而非限制性的。具体实施例方式本专利技术提供了。本专利技术通过采用喷涂的方式， 可以针对具体的和复杂的施工环境和施工条件调整制备合适机本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种制备聚氨酯弹性体道砟垫的方法，所述方法包括步骤：将包括下列组分的反应体系喷涂在一段铁路路基表面或一个道砟垫防护层的一个表面反应制备所述聚氨酯弹性体道砟垫：ａ）一种多异氰酸酯或多种多异氰酸酯的混合物，所述多异氰酸酯以通式Ｒ（ＮＣＯ）ｎ表示，其中，Ｒ表示含２－１８个碳原子的脂肪族烃基、含６－１５个碳原子的芳烃基、或含８－１５个碳原子的芳脂族烃基，ｎ＝２－４；ｂ）一种多元醇或多种多元醇的混合物，所述多元醇的平均分子量为１００－１００００，官能度为１－５；ｃ）一种或多种扩链剂，所述扩链剂包括分子量小于８００的含活泼氢原子化合物；ｄ）一种或多种发泡剂；和ｅ）０．００１－１０％的一种或多种催化剂，以所述反应体系中的所有的多元醇重量按１００％计。

【技术特征摘要】
1.一种制备聚氨酯弹性体道砟垫的方法，所述方法包括步骤将包括下列组分的反应体系喷涂在一段铁路路基表面或一个道砟垫防护层的一个表面反应制备所述聚氨酯弹性体道砟垫a)一种多异氰酸酯或多种多异氰酸酯的混合物，所述多异氰酸酯以通式R(NCO)n表示，其中，R表示含2-18个碳原子的脂肪族烃基、含6-15个碳原子的芳烃基、或含8-15个碳原子的芳脂族烃基，η = 2-4 ；b)一种多元醇或多种多元醇的混合物，所述多元醇的平均分子量为100-10000，官能度为1-5 ；c)一种或多种扩链剂，所述扩链剂包括分子量小于800的含活泼氢原子化合物；d)一种或多种发泡剂；和e)0.001-10%的一种或多种催化剂，以所述反应体系中的所有的多元醇重量按100%计。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述多元醇选自下列的一种或多种聚醚多元醇、 聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇和它们的任意混合物。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述扩链剂包括分子量在18-400的含活泼氢原子的化合物。4.如权利要求1、2或3所述的方法，其中，所述发泡剂选自下面的一种或多种水、卤代烃、烃类化合物和气体。5.如权利要求1、2或3所述的方法，其中，所述道砟垫防护层包括一层聚丙烯无纺布或一层增强网格织物。6.一种聚氨酯弹性体道砟垫，所述聚氨酯弹性体道砟垫包括一种将包括下列组分的反应体系喷涂在一段铁路路基表面或一个道砟垫防护层的一个表面反应制得的反应产物a)一种多异氰酸酯或多种多异氰酸酯的混合物，所述多异氰酸酯以通式R(NCO)n表示，其中，R表示含2-18个碳原子的脂肪族烃基、含6-15个碳原子的芳烃基、或含8-15个碳原子的芳脂族烃基，η = 2-4 ；b)一种多元醇或多种多元醇的混合物，所述多元醇的平均分子量为100-10000，官能度为1-5 ；c)一种或多种扩链剂，所述扩链剂包括分子量小于800的含活泼氢原子化合物；d)一种或多种发泡剂；和e)0.001-10%的一种或多种催化剂，以所述反应体系中的所有的多元醇重量按100%计。7.如权利要求6所述的道砟垫，其中，所述多元醇选自下列的一种或多种聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇和它们的任意混合物。8.如权利要求6所述的道砟垫，其中，所述扩链剂包括分子量在18-400的含活泼氢原子的化合物。9.如权利要求6、7或8所述的道砟垫，其中，所述发泡剂选自下面的一种或多种水、 卤代烃、烃类化合物和气体。10.如权利要求6、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晨曦，庞永东，林仁杰，谭湘，
申请(专利权)人：拜耳材料科技中国有限公司，
类型：发明
国别省市：31