CN100513451C - 铁路用垫板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供充分满足适于呈现防振/缓冲性能的低弹簧常数、良好的压缩特性、高机械强度、耐久性的全部平衡，有微细且不同部位的大小的偏差少的泡孔结构的聚氨酯发泡体构成的铁路用垫板的制造方法，包括：在惰性气体的环境气氛下，将含有(A)MDI系NCO端基预聚物、(B1)平均官能团数2.0-4.0，数均分子量1，000-6，000的多元醇、(B2)官能团数2-4、分子量600以下的链增长剂、[NCO]/[OH]为0.80-1.20的组合物进行机械搅拌，使惰性气体分散在该组合物中制备泡沫状的原料，把该原料注入成型模内固化，形成构成铁路用垫板的聚氨酯发泡体。

Description

铁路用垫板的制造方法

技术领域

本发明涉及聚氨酯发泡体构成的铁路用垫板的制造方法。

背景技术

铁路的轨道(铁轨)，作为减轻车辆行驶时产生的振动或噪音用的防振材料，使用铁路用垫板。

这种铁路用垫板包括插入铁轨与枕木之间的轨道垫板、铺在枕木下的枕木用垫板、铺在钣式轨道的导轨下面的轨道平板用防振材料等。

这样的铁路用垫板的构成材料，要求(1)为了呈现良好的防振性能与缓冲性能而适合于使用条件的比较低的弹簧常数，同时要求(2)良好的压缩特性(尤其是小的压缩永久变形)、(3)高的机械强度、(4)足够的耐久性等。

过去，作为铁路用垫板使用的材料，使用SBR系的未发泡橡胶。然而，未发泡橡胶构成的铁路用垫板，尤其是弹簧常数低且柔软的未发泡橡胶构成的铁路用垫板不是有足够耐久性的垫板。

另外，为了降低弹簧常数，在未发泡橡胶上实施沟槽加工等形成铁路用垫板时，该铁路用垫板上的荷重分散不均匀，在应力集中的沟槽部产生龟裂等，导致耐久性进一步降低。

最近，作为铁路用垫板使用的材料，介绍了含多异氰酸酯、多元醇、链增长剂与发泡剂的组合物发泡、固化制得的聚氨酯发泡体(参照特许文献1-4)。构成铁路用垫板的聚氨酯发泡体利用调节密度等比较容易控制弹簧常数，耐久性等比未发泡橡胶制的垫板好而引人注目。

这里，作为发泡剂，使用水等的反应型发泡剂、氟隆等的非反应型发泡剂。

[特许文献1]特开平7-268052号公报

[特许文献2]特开平8-27241号公报

[特许文献3]特开平8-198927号公报

[特许文献4]特开2000-281745号公报

发明内容

然而，铁路用垫板使用的上述聚氨酯发泡体有如下述的问题。

(1)使用反应型发泡剂形成的聚氨酯发泡体，不是充分满足适合铁路用垫板的低弹簧常数、良好的压缩特性、高机械强度的全部平衡的发泡体。

尤其是，作为反应型发泡体使用水的场合，形成的发泡体中所含有的尿素键的比例增高，结果制得的发泡体的弹簧常数太高(变得太硬)，不能充分呈现所期望的防振性能与缓冲性能。另外，该发泡体的压缩特性也差(参照后述的比较例1-3)。

(2)使用发泡剂形成的聚氨酯发泡体，其泡孔直径大，同一垫板内不同部位的泡孔直径的偏差也大。因此，各性能(尤其是弹簧常数)在不同部位的偏差增大，该发泡体构成的铁路用垫板不是具有荷重均匀分散性的垫板。

(3)形成聚氨酯发泡体时，需要可耐发泡压的坚固的成型模。即，为了确保铁路用垫板要求的尺寸精确度，需要不随发泡压力而变形的材质和强度的成型模与锁模装置。

(4)聚氨酯发泡体由于是液态或膏态的组合物在成型模内膨胀成型的发泡体，故在得到的发泡体的上面产生空气滞留，导致铁路用垫板的制造效率或合格率的降低。

(5)从环境卫生方面考虑，使用氟隆或卤化烃等作为发泡剂也不理想。

本发明是基于以上的问题而完成的。

本发明的第1个目的在于提供充分满足适合于呈现防振、缓冲性能的低弹簧常数、良好的压缩特性、高机械强度、耐久性的全部平衡的聚氨酯发泡体构成的铁路用垫板的制造方法。

本发明的第2个目的在于提供具有微细、不同部位的大小的偏差少的泡孔结构的聚氨酯发泡体构成的铁路用垫板的制造方法。

本发明的第3个目的在于提供即使不使用高强度的成型模也可以制造尺寸精确度高且没有如空气滞留之类的成型不良的铁路用垫板的铁路用垫板的制造方法。

本发明的第4个目的在于提供环境卫生方面也理想的铁路用垫板的制造方法。

本发明的第5个目的在于提供充分满足适合于呈现防振、缓冲性能的低弹簧常数、良好的压缩特性、高机械强度、耐久性的全部平衡的聚氨酯发泡体构成的防振材料的制造方法。

本发明的制造方法是制造聚氨酯发泡体构成的铁路用垫板的方法，其特征在于，通过在惰性气体的环境气氛下，将含有(A)MDI系异氰酸酯与多元醇反应制得的NCO端基预聚物、(B1)平均官能团数2.0-4.0、数均分子量1,000-6,000的多元醇、(B2)官能团数2-4、分子量600以下的链增长剂、摩尔比([NCO]/[OH])为0.80-1.20的组合物(以下称“尿烷形成性组合物”)进行机械搅拌，使惰性气体分散在该尿烷形成性组合物中制备泡沫状的原料，将该原料注入成型模中使之固化，形成构成铁路用垫板的聚氨酯发泡体。

本发明的制造方法中，优选使惰性气体与前述尿烷形成性组合物接触，在常压下或0.5MPa以下的加压下进行机械搅拌，制备密度0.3-1.0g/cm³、平均泡孔直径为1-200μm的泡沫状的原料，使该原料在成型模内固化。

另外，水在尿烷形成性组合物中的含有比例优选是不足0.1质量％。

此外，本发明的制造方法是制造聚氨酯发泡体构成的防振材料的方法，其特征在于，通过在惰性气体的环境气氛下将尿烷形成性组合物进行机械搅拌，使惰性气体分散在该尿烷形成性组合物中制备泡沫状的原料，将该原料注入成型模中固化，形成构成防振材料的聚氨酯发泡体。

(1)采用本发明的制造方法，可以制造充分满足适合于呈现防振、缓冲性能的低弹簧常数(柔软性)、良好的压缩特性(尤其是，小的压缩永久变形)、高的机械强度、耐久性全部平衡的聚氨酯发泡体构成的铁路用垫板。

(2)采用本发明的制造方法，可以制造有微细(平均泡孔直径＝1-200μm)且不同部位的大小的偏差少的泡孔结构的聚氨酯发泡体构成的铁路用垫板，这样的铁路用垫板，各性能(特别是弹簧常数)的不同部位的偏差小，荷重的均匀分散性好。

(3)采用本发明的制造方法，即使使用不需要高强度的简易的成型模，也可以制造尺寸精确度高的铁路用垫板。

(4)采用本发明的制造方法，可以制造没有空气滞留之类的成型不良的铁路用垫板，可以实现铁路用垫板制造效率的提高。

(5)本发明的制造方法，由于不使用氟隆或卤化烃等，故在环境卫生方面也很理想。

实施发明的最佳方案

<尿烷形成性组合物>

本发明的制造方法使用的尿烷形成性组合物，含有MDI系异氰酸酯与多元醇反应制得的NCO端基预聚物(以下，称“NCO端基预聚物(A)”)；平均官能团数2.0-4.0、数均分子量1,000-6,000的多元醇(以下，称“多元醇(B1)”)；官能团数2-4、分子量600以下的链增长剂(以下，称“链增长剂(B2)”)，基本上不含有发泡剂(反应型反泡剂/非反应型发泡剂)。

<NCO端基预聚物(A)>

构成尿烷形成性组合物的NCO端基预聚物(A)，使MDI系异氰酸酯与多元醇反应制得。

这里，“MDI系异氰酸酯”包括MDI(二聚体)与聚合型MDI(三聚体以上的多聚体)。

作为为了获得NCO端基预聚物(A)所使用的MDI与聚合型MDI的比例，优选是30-100:70-0、再优选是40-100:60-0。

另外，所使用的MDI有4，4’-MDI、2，4’-MDI与2，2’-MDI的异构体，优选4，4’-MDI的比例是70％以上。

作为为了获得NCO端基预聚物(A)所使用的多元醇，可列举聚醚二醇、聚酯二醇、聚碳酸酯二醇等的二元醇。

作为为了获得NCO端基预聚物(A)所使用的聚醚二醇，可举出聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)、聚四亚甲基醚二醇(PTMG)；以脂肪族二醇(例如，乙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、二乙二醇、二丙二醇，1，2-丙二醇、1，3-丙二醇)为引发剂使环式醚(例如环氧乙烷、环氧丙烷、氧杂环丁烷、四氢呋喃)开环聚合制造的聚醚多元醇，这些可以单独使用，还可以将2种以上组合使用。

作为为了获得NCO端基预聚物(A)所使用的聚酯二醇，可举出聚(己二酸乙二醇酯)二醇、聚(己二酸丙二醇酯)二醇、聚(己二酸乙二醇-丙二醇酯)二醇、聚(己二醇丁二醇酯)二醇、聚(己二酸己二醇酯)二醇；使乙二醇、丙二醇、己二酸缩聚制造的共聚酯二醇[例如聚[己二酸丁二醇·乙二醇酯]二醇、聚(己二酸1，4-丁二醇·丙二醇酯)二醇、与聚(己二酸1，4-丁二醇-乙二醇-丙二醇酯)二醇]；己内酯和/或二羧酸(例如其中琥珀酸、丙二酸、庚二酸、癸二酸与辛二酸)与低分子量二醇[例如，与作为链增长剂(B2)使用的低分子量二醇相同的化合物]缩聚制造的聚酯二醇，这些可以单独使用，也可以将2种以上组合使用。

作为为了获得NCO端基预聚物(A)所使用的聚碳酸酯二醇，可举出使低分子量的碳酸酯与低分子量二醇反应(脱醇缩聚反应)制得的聚碳酸酯二醇，可以使用1种或将2种以上组合使用。

作为为了得到聚碳酸酯二醇所使用的低分子量的碳酸酯，可列举碳酸二烷基酯(例如碳酸二乙酯)、碳酸二亚烷基酯(例如碳酸二亚乙酯)、碳酸二苯酯等。

作为为了得到聚碳酸酯二醇所使用的低分子量二醇，可举出与作为链增长剂(B2)使用的低分子量二醇相同的化合物。

NCO端基预聚物(A)，可以通过将MDI系异氰酸酯与多元醇混合、对该混合物加热进行尿烷化反应制得。此外，该混合物中在不破坏本发明效果的范围内也可以含有其他种类的多异氰酸酯或链增长剂。

这里，作为其他种类的多异氰酸酯，可列举亚苯基二异氰酸酯、2，4-甲苯二异氰酸酯(2，4-TDI)、2，6-甲苯二异氰酸酯(2，6-TDI)等的芳香族异氰酸酯类，四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)等的脂肪族二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯、氢化TDI、氢化MDI等的脂环族二异氰酸酯等，这些可以单独使用或将2种以上组合使用。

另外，作为混合物中所含有的链增长剂，可举出与作为链增长剂(B2)使用的低分子量二醇相同的化合物。

作为NCO端基预聚物(A)的NCO含量，优选是3-34质量％、更优选是4-16质量％。

NCO含量不足3质量％时，该预聚物的粘度太高，与多元醇(B1)的混合性差，导致制造效率降低。

而NCO含量超过34质量％时，该预聚物的贮存稳定性可能恶化。

另外，作为NCO端基预聚物(A)的平均官能团数，优选是2.0-3.5，更优选是2.0-2.5。

平均官能团数不足2.0时，制得的聚氨酯发泡体(铁路用垫板)不能成为具有良好的压缩特性或高机械强度的垫板。

而平均官能团数超过3.5时，容易引起凝胶化，稳定性差。

<多元醇(B1)>

构成尿烷形成性组合物的多元醇(B1)，是平均官能团数为2.0-4.0、数均分子量为1,000-6,000的多元醇。

这里，作为适用的多元醇(B1)，可列举聚醚多元醇与聚酯多元醇。

作为构成多元醇(B1)的聚醚多元醇，可列举公称平均官能团数2.0-4.0的聚氧乙烯多元醇、聚氧丙烯多元醇、聚氧丁烯多元醇；以有2-4个活性氢的化合物为引发剂，使环式醚与该化合物加成制造的聚醚多元醇。

作为用来制造聚醚多元醇的“有2-4个活性氢的化合物”，可列举乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、二乙二醇、二丙二醇、亚丙基二醇、三乙二醇、四亚甲基二醇、六亚甲基二醇、十亚甲基二醇、新戊二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、双酚A等的低分子量二醇；丙三醇、己三醇、三羟甲基丙烷等的低分子量三醇；季戊四醇等的低分子量多元醇；乙二胺、丙二胺等的脂肪族二胺；苯二胺、甲苯二胺、苯二亚甲基二胺、二苯基甲烷二胺等的芳香族二胺；苯胺等的芳香族胺；一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等的低分子氨基醇；四羟甲基环己烷；甲基葡糖苷等，这些可以单独使用或2种以上组合使用。

作为供于制造聚醚多元醇的“环式醚”，可举出环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、氧杂环丁烷、四氢呋喃等。

作为构成多元醇(B1)的“聚酯多元醇”，可举出有2个以上羟基的化合物(多元醇)与有2个以上羧基的化合物(多元酸)采用公知的方法反应制造的聚酯多元醇。

作为供于制造聚酯多元醇的“有2个以上羟基的化合物(多元醇)”，可列举前述低分子量二醇与低分子量三醇，这些可以单独使用或2种以上组合使用。

作为供于制造聚酯多元醇的“有2个以上羧基的化合物(多元酸)”，可列举己二酸、丙二酸、琥珀酸、酒石酸、庚二酸、癸二酸、乙二酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、壬二酸、偏苯三酸、戊烯二酸、α-氢化粘糠酸、β-氢化粘糠酸、α-丁基-α-乙基戊二酸，α，β-二乙基琥珀酸、半酸、1，4-环己烷二羧酸、2，6-萘二羧酸、4，4’-联苯二羧酸、4，4’-二苯醚二羧酸，4，4’-二苯基甲烷二羧酸，4，4’-二苯砜二羧酸、4，4’-二苯基异丙叉二羧酸、1，2-二苯氧基乙烷-4’，4’’-二羧酸、蒽二羧酸、2，5-吡啶二羧酸、二苯酮二羧酸等，这些可以单独使用或2种以上组合使用。

多元醇(B1)的平均官能团数为2.0-4.0、优选为2.5-3.5。

多元醇的平均官能团数不足2.0时，制得的聚氨酯发泡体不能成为有高机械强度(拉伸强度、撕裂强度)与良好压缩特性(低的压缩永久变形)的发泡体。

而多元醇的平均官能团数超过4.0时，制得的聚氨酯发泡体的弹簧常数太高，不能充分发挥作为防振、缓冲材料的性能。

多元醇(B1)的数均分子量为1,000-6,000，优选为1,000-3,000。

多元醇的数均分子量不足1,000时，制得的发泡体的弹簧常数太高，不能充分发挥作为防振、缓冲材料的性能。

而多元醇的数均分子量超过6,000时，制得的聚氨酯发泡体不能成为有高机械强度(拉伸强度、撕裂强度)与良好压缩特性(低的压缩永久变形)的发泡体。

<链增长剂(B2)>

构成尿烷形成性组合物的链增长剂(B2)，是官能团数2-4、分子量600以下的链增长剂。

这里，作为链增长剂(B2)，可举出乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇等的低分子量二醇，丙三醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、己三醇等的低分子量三醇，双甘油等的低分子量四醇等。

链增长剂(B2)的分子量为600以下。

链增长剂的分子量超过600时，制得的聚氨酯发泡体不能成为有高机械强度(拉伸强度、撕裂强度)与良好压缩特性(低的压缩永久变形)的发泡体。

<尿烷形成性组合物的任意成分>

本发明制造方法使用的尿烷形成性组合物，含有NCO端基预聚物(A)、多元醇(B1)与链增长剂(B2)为必须成分，但也可以含有这些以外的成分。

作为这样的任意成分，可列举催化剂、整泡剂、着色剂(颜料、染料)、抗氧剂与紫外线吸收剂等。

尿烷形成性组合物中水的含有比例优选是不足0.1质量％、更优选是不足0.05质量％。

因此，限制尿烷键的形成，结果可以制造有适合于铁路用垫板的低弹簧常数与良好的压缩特性(尤其是，小的压缩永久变形)的聚氨酯发泡体。

<尿烷形成性组合物的摩尔比([NCO]/[OH])>

本发明的制造方法使用的尿烷形成性组合物，从确保良好的固化性的观点考虑，异氰酸酯基与羟基的摩尔比([NCO]/[OH])为0.80-1.20，优选为0.90-1.10。

<聚氨酯发泡体的形成>

本发明的制造方法，其特征在于，通过在惰性气体的环境气氛下将上述的尿烷形成性组合物进行机械搅拌，使惰性气体分散在该尿烷形成性组合物中制备泡沫状的原料，将该原料注入成型模中使之固化，形成构成铁路用垫板的聚氨酯发泡体。

这里，如上述地采用机械搅拌使惰性气体分散在尿烷形成性组合物中制备泡沫状原料的方法称作机械泡沫发泡法。

通过采用机械泡沫发泡法，可以制造具有微细(平均泡孔直径＝1-200μm)、且同一个垫板内不同部位的大小的偏差少的泡孔结构的聚氨酯发泡体(荷重均匀分散性好的铁路用垫板)。

这样的微细且均匀的泡孔结构，无法采用使用发泡剂(反应型发泡剂/非反应型发泡剂)的以往的制造方法形成。

这里，使尿烷形成性组合物进行机械泡沫发泡的工序中，优选使惰性气体与该组合物接触，在常压下或0.5MPa以下的加压下进行机械搅拌(提供剪切力)，使该惰性气体的粒子(泡孔)均匀分散，制备密度为0.3-1.0g/cm³、平均泡孔直径为1-200μm的泡沫状的原料(未固化的组合物)，在成型模内使该原料固化。

这里，机械搅拌优选在常压下或0.5MPa以下的加压下进行。在超过0.5MPa的加压下进行机械搅拌时，由于模头出口产生的压力急剧释放，有时混合泡(分散的惰性气体)产生破泡。

由于机械泡沫发泡制得的原料(未固化的组合物)是泡沫状，故实际上不需要考虑成型模内的发泡压。因此，注入该原料的成型模不需要如水发泡体系所使用的成型模那样的高强度，可以使用简易的成型模。因此，使用这样的简易成型模，可以确保制造尺寸精确度高、没有如空气滞留之类的成型不良的铁路用垫板。

<聚氨酯发泡体>

构成本发明制造的铁路用垫板的聚氨酯发泡体的密度为0.3-1.0g/cm³、优选为0.5-0.9g/cm³。

密度不足0.3g/cm³的聚氨酯发泡体，不能成为有足够的机械强度的发泡体。而密度超过1.0g/cm³的聚氨酯发泡体，弹簧常数太高，不能充分发挥作为防振、缓冲材料的性能。

构成铁路用垫板的聚氨酯发泡体的平均泡孔直径为1-200μm、优选为5-120μm。

平均泡孔直径不足1μm的聚氨酯发泡体，与未发泡体同样，不能发挥发泡体所要求的性能。而平均泡孔直径超过200μm的聚氨酯发泡体不能成为有均匀物性的发泡体。

构成铁路用垫板的聚氨酯发泡体，由于有微细(平均泡孔直径＝1-200μm)、且不同部位的大小的偏差少的泡孔结构，故铁路用垫板所要求的性能(尤其是弹簧常数)在不同部位的偏差小，因此，荷重的均匀分散性好。

构成铁路用垫板的聚氨酯发泡体的弹簧常数优选为3-60MN/m、更优选为4-30MN/m、特别优选为5-15MN/m。

这种弹簧常数太小的聚氨酯发泡体不能成为有足够的机械强度的发泡体。

而弹簧常数太大的聚氨酯发泡体，不能充分发挥作为防振、缓冲材料的性能。

这种构成的聚氨酯发泡体由于有优异的防振性能与缓冲性能，故也可以作为铁路用垫板以外的防振材料使用。

实施例

以下，对本发明的实施例进行说明，但本发明不限于这些实施例。下面的比率为质量基准。

<合成例1>

按照下述表1所示的配方，向容量1000mL的备有搅拌机、冷却管、氮气导入管与温度计的反应容器中，加入MDI(按1质量％以下的比例含有2，2’-MDI与2，4’-MDI组成的异构体混合物，按99质量％以上的比例含有4，4’-MDI的二苯基甲烷二异氰酸酯)100.0质量份、多元醇(i)[公称平均官能团数＝2、数均分子量＝2,000的聚(氧四亚甲基)多元醇]166.2质量份，在80℃下搅拌4小时进行尿烷化反应，制得NCO含量10.0质量％的NCO端基预聚物(A)(以下，称作“预聚物(A-1)”)。

<合成例2>

按照下述表1所示的配方，除了将多元醇(i)的加入量改成270.6质量份以外，其他与合成例1同样地进行尿烷化反应，制得NCO含量6.0质量％的NCO端基预聚物(A)(以下，称“预聚物(A-2)”)。

<合成例3>

按照下述表1所示的配方，除了把多元醇(i)的加入量改成56.2重量份以外，其他与合成例1同样地进行尿烷化反应，制得NCO含量20.0质量％的NCO端基预聚物(以下，称“预聚物(a-1)”)。

<合成例4>

按照下述表1的配方，除了把多元醇(i)的加入量改成96.9质量份以外，其他与合成例1同样地进行尿烷化反应，制得NCO含量15.0质量％的NCO端基预聚物(以下，称“预聚物(a-2)”)。

<合成例5>

按照下列表1所示的配方，除了加入多元醇(ii)[公称平均官能团数＝2，数均分子量＝1,000的聚(氧四亚甲基)多元醇]65.8质量份替代多元醇(i)以外，其他与合成例1同样地进行尿烷化反应，制得NCO含量17.0质量％的NCO端基预聚物(以下，称“预聚物(a-3)”)。

表1

 

	合成例1	合成例2	合成例3	合成例4	合成例5
						预聚物	A-1	A-2	a-1	a-2	a-3
MDI	100.0	100.0	100.0	100.0	100.0
						多元醇(i)	166.2	270.6	56.2	96.9	-
多元醇(ii)	-	-	-	-	65.8
						NCO含量[质量％]	10.0	6.0	20.0	15.0	17.0

*MDI：按1质量％以下的比例含有2，2’-MDI与2，4’-MDI组成的异构体混合物，按99质量％以上的比例含有4，4’-MDI的二苯基甲烷二异氰酸酯

*多元醇(i)：公称平均官能团数＝2、数均分子量＝2,000的聚(氧四亚甲基)多元醇

*多元醇(ii)：公称平均官能团数＝2，数均分子量＝1,000的聚(氧四亚甲基)多元醇

<混合例1>

按照下述表2所示的配方，通过将多元醇(1)[公称平均官能团数＝2、数均分子量＝2,000的聚(氧四亚甲基)多元醇]75.4质量份、和多元醇(3)[公称平均官能团数＝3、数均分子量＝3,000的聚(氧丙烯)多元醇]24.6质量份、1，4-丁二醇9.3质量份、整泡剂(有机脂肪酸酯类)0.5质量份、锡系催化剂(DOTDL)0.002质量份进行混合，制得多元醇混合物(以下，称“多元醇混合物(B-1)”)。

<混合例2>

按照下述表2所示的配方，通过将多元醇(2)[公称平均官能团数＝2、数均分子量＝1500的聚(氧四亚甲基)多元醇]75.4质量份、与多元醇(3)24.6质量份、1，4-丁二醇9.3质量份、整泡剂0.5质量份、和锡系催化剂0.002质量份进行混合，制得多元醇混合物(以下，称“多元醇混合物(B-2)”)。

<混合例3>

按照下述表2所示的配方，通过将多元醇(3)100.0质量份，与1，4-丁二醇20.0质量份、整泡剂0.5质量份、锡系催化剂0.002质量份进行混合，制得多元醇混合物(以下，称“多元醇混合物(B-3)”)。

<比较混合例1>

按照下述表2所示的配方，通过将多元醇(1)100.0质量份、与乙二醇16.0质量份、胺系催化剂(三乙烯二胺)0.8质量份、水(反应型发泡剂)0.7质量份进行混合，制得多元醇混合物(以下，称“多元醇混合物(b-1)”)。

<比较混合例2>

按照下述表2所示的配方，通过将多元醇(3)100.0质量份，与乙二醇13.5质量份、锡系催化剂0.03质量份、胺系催化剂0.15质量份、水0.5质量份进行混合，制得多元醇混合物(以下称“多元醇混合物(b-2)”)。

表2

 

	混合例1	混合例2	混合例3	比较混合例1	比较混合例2
						多元醇混合物	B-1	B-2	B-3	b-1	b-2
多元醇(1)	75.4	-	-	100.0	-
						多元醇(2)	-	75.4	-	-	-
多元醇(3)	24.6	24.6	100.0	-	100.0
						1，4-丁二醇	9.3	9.3	20.0	-	-
乙二醇	-	-	-	16.0	13.5
						整泡剂(有机脂肪酸酯类)	0.5	0.5	0.5	-	-
锡系催化剂(DOTDL)	0.002	0.002	0.002	-	0.03
						胺系催化剂(三乙烯二胺)	-	-	-	0.8	0.15
水(反应型发泡剂)	-	-	-	0.7	0.5

*多元醇(1)：公称平均官能团数＝2、数均分子量＝2,000的聚(氧四亚甲基)多元醇

*多元醇(2)：公称平均官能团数＝2、数均分子量＝1,500的聚(氧四亚甲基)多元醇

*多元醇(3)：公称平均官能团数＝3、数均分子量＝3,000的聚(氧化丙烯)多元醇

*整泡剂：有机脂肪酸酯类

*锡系催化剂(DOTDL)：二月桂酸二辛基锡

*胺系催化剂：三乙烯二胺

<实施例1>

在机械泡沫发泡机的混合头内，把按照下述表3所示配方将加热到40℃的预聚物(A-1)与加热到40℃的多元醇混合物(B-1)，按照前者的异氰酸酯基与后者的羟基的摩尔比([NCO]/[OH])为1.05的比例混合成的尿烷形成性组合物，在相对于该组合物60体积份按40体积份的比例供给的干燥空气的环境气氛下(混合头内的压力＝0.2-0.3MPa)，机械搅拌1分钟，使干燥空气微分散在该尿烷形成性组合物中，制备泡沫状的原料，将该原料在常压下注入模具(260mm×220mm×30mm)中，密闭后，把该模具在80℃的烘箱内放置30分钟，使注入的泡沫状原料固化，形成构成轨道垫板的聚氨酯发泡体，从模具中取出该发泡体。

<实施例2>

按照下述表3所示的配方，把预聚物(A-1)与多元醇混合物(B-1)组成的尿烷形成性组合物，在相对于该组合物65体积份按35体积份的比例供给的干燥空气的环境气氛下，机械搅拌1分钟制备泡沫状的原料，除此以外，其他与实施例1同样地制造聚氨酯发泡体构成的轨道垫板。

<实施例3>

按照下述表3所示的配方，将预聚物(A-1)与多元醇混合物(B-1)组成的尿烷形成性组合物，在相对于该组合物75体积份按25体积份的比例供给的干燥空气的环境气氛下机械搅拌1分钟制备泡沫状的原料，除此以外，其他与实施例1同样地制备聚氨酯发泡体构成的轨道垫板。

<实施例4>

按照下述表3所示的配方，除了使用多元醇混合物(B-2)替代多元醇混合物(B-1)以外，其他与实施例1同样制造聚氨酯发泡体构成的轨道垫板。

<实施例5>

按照下述表3所示的配方，除了使用预聚物(A-2)替代预聚物(A-1)、使用多元醇混合物(B-3)替代多元醇混合物(B-1)以外，其他与实施例1同样地制造聚氨酯发泡体构成的轨道垫板。

表3

<比较例1>

按照下述表4所示的配方，把加热到40℃的预聚物(a-1)与加热到40℃的多元醇混合物(b-1)，按照前者的异氰酸酯基与后者的羟基的摩尔比([NCO]/[OH])为1.05的比例，使用实验室混合机，通过在6000rpm条件下搅拌混合10秒钟制备发泡性的原料，把该原料注入模具(180mm×140mm×10mm)内，密闭后，把该模具在70℃的烘箱内放置1小时，使注入的原料发泡、固化，形成构成轨道垫板的聚氨酯发泡体，从模具中取出该发泡体。

<比较例2>

按照下述表4所示的配方，除了使用预聚物(a-2)替代预聚物(a-1)以外，其他与比较例1同样地制造采用水发泡的聚氨酯发泡体构成的轨道垫板。

<比较例3>

按照下述表4所示的配方，除了使用预聚物(a-3)替代预聚物(a-1)、使用多元醇混合物(b-2)替代多元醇混合物(b-1)、把两者的混合比例改变成摩尔比([NCO]/[OH])为1.00的比例以外，其他与比较例1同样地制造采用水发泡的聚氨酯发泡体构成的轨道垫板。

表4

对实施例1-5与比较例1-3制得的各轨道垫板，就下述的项目进行测定、评价。把结果示于下述表5。

(1)密度：

按照JIS Z 8807进行测定，

(2)拉伸强度与伸长率：

按照JIS K 6251制作亚铃形3号作为试片，在拉伸速度＝500mm/分条件下进行拉伸试验进行测定。

(3)耐热性：

按照JIS K 6257，对试片(亚铃形3号)在70℃赋予96小时的热历程，在室温下放置1小时后，与上述(2)同样地进行拉伸试验，测定相对于老化前的拉伸强度的保持率。

(4)压缩永久变形：

按照ASTM D 395，在温度＝70℃、荷重＝1.5KN、压缩率＝50％、压缩时间＝48小时、压缩后的室温放置时间＝24小时的条件下进行测定。

(5)弹簧常数：

使用压缩试验机，对试片(制得的轨道垫板)2次预压缩后，施加达到100KN的荷重，测定荷重-挠度曲线，由该曲线的2-30KN间的挠度量算出弹簧常数。

(6)空气滞留的发生状况：

目视观察轨道垫板成型时的上面空气滞留的有无(程度)，没有空气滞留的情况为“O”、上面不足25％(面积比率)有空气滞留的情况为“Δ”、上面的25％以上(面积比率)有空气滞留的情况为“×”。

(7)芯密度差

从轨道垫板厚度方向的上部与下部分别切出试片(100mm×30mm×5mm)测定密度，测定其密度差。

(8)排气孔附近的硬化状态：

对比较例的轨道垫板，由成型用模具的排气孔附近的硬度进行评价。此外，实施例中不需要排气孔。

(9)平均泡孔直径(平均值)：

测定存在于任意选择的3个切断面的泡孔的直径，测定各切断面上的平均泡孔直径(D₁、D₂、D₃)，再求这些的平均值D[D＝(D₁+D₂+D₃/3]。

(10)泡孔直径的偏差：

对各实施例的轨道垫板，求相对于按上述(9)求出的平均泡孔直径(D1、D2、D3)的平均值D的偏差[(D-D₁)/D、(D-D₂)/D、(D-D₃)/D的最大值]，不足10％的情况记为“O”、10％以上的情况记为“Δ”。

表5

 

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	比较例1	比较例2	比较例3
									密度[g/cm<sup>3</sup>]	0.60	0.64	0.75	0.70	0.63	0.75	0.67	0.75
拉伸强度[MPa]	3.5	4.1	5.6	4.7	3.3	7.9	7.1	8.0
									伸长率[％]	450	470	490	430	320	250	300	290
耐热性[％]	103	100	100	99	100	96	95	90
									压缩永久变形[％]	10.8	8.1	3.5	4.6	3.5	16	17	36
弹簧常数[MN/m]	6.5	8.2	14.3	11.8	9.4	19.2	20.8	29.0
									空气滞留的发生状况	O	O	O	O	O	Δ	Δ	×
芯密度差[g/cm<sup>3</sup>]	0.01	0.01	0.01	0.01	0.03	0.08	0.08	0.10
									排气孔附近的硬化状态	-	-	-	-	-	硬	硬	硬
平均泡孔直径(平均值)[μm]	116	88	68	74	79	300～	300～	300～
									泡孔直径的偏差	O	O	O	O	Δ	-	-	-

本发明的铁路用垫板，适合作为为了减轻车辆在铁路的轨式轨道上行驶时产生的振动与噪音而插入铁轨与枕木之间的轨道垫板、铺在枕木下的枕木用垫板、铺在钣式轨道的导轨下的轨道平板用防振材料等使用。

Claims (2)

1.铁路用垫板的制造方法，其是制造聚氨酯发泡体构成的铁路用垫板的方法，特征在于，通过在惰性气体的环境气氛下，将含有(A)使二苯基甲烷二异氰酸酯系异氰酸酯与多元醇反应制得的NCO端基预聚物、(B1)平均官能团数2.0-4.0且数均分子量1,000-6,000的多元醇、(B2)官能团数2-4且分子量600以下的链增长剂，摩尔比[NCO]/[OH]为0.80-1.20的组合物进行机械搅拌，使惰性气体与前述组合物接触，在常压或0.5MPa以下的加压下，进行机械搅拌，使惰性气体分散在该组合物中，制备密度为0.3-1.0g/cm³、平均泡孔直径为1-200μm的泡沫状的原料，把该原料注入成型模中，使该原料在成型模内固化，形成聚氨酯发泡体。

2.权利要求1所述的铁路用垫板的制造方法，其特征在于，水在前述组合物中的含有比例不足0.1质量％。