CN102532466A - 一种微孔聚氨酯弹性体材料及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微孔聚氨酯弹性体材料及其制备方法和用途，由两组分组成，按重量份计A组分包括聚醚多元醇P1、聚醚多元醇P2、增链剂，匀泡剂、水、叔胺催化剂、空心玻璃微珠，B组分包括MDI、TODI、聚醚多元醇P1，P1选自数均分子量为1000-6000，官能度为2-3的聚四氢呋喃醚多元醇；P2选自数均分子量为2000-6000，官能度为3-4，伯羟基含量大于等于70％的氧化丙烯氧化乙稀共聚醚多元醇。A、B组分异氰酸酯指数比为1.1。将A、B组分分别配好，按比例快速混合均匀后浇注于模具中，固化后即得微孔聚氨酯弹性，该弹性体可用作高速铁路弹性垫板。
Description
技术领域
本发明涉及高速铁路用微孔弹性垫板，特别涉及微孔聚氨酯弹性体材料。
背景技术
高速铁路在我国发展迅速，列车高速通过时，高频率的对地冲击和高分贝的噪音成为比较严重的问题之一。目前解决办法是在钢轨和水泥枕木之间安装一种聚氨酯类的弹性垫板，起到缓冲车辆通过路轨时产生的高速冲击震动、保护路基及枕木和降低噪音的作用。
专利文献CN1696166A公开了一种铁路用垫板的制造方法，主要采用了惰性气体发泡的方法来制备微孔聚氨酯弹性体，该方法对设备要求较高，且产品造价高。
CN1185501A公开了一种普通矿物粘土增强铁路用聚氨酯弹性体轨枕垫板，其制备的垫板为实心垫板，减震效果较差。
CN101948616A公开了一种高速铁路用微孔聚氨酯弹性体减震元件及其制备方法，其采用单体插层原位聚合法制备的微孔弹性体耐油体积膨胀率均超过10％，不能满足实用要求。
罗玉媛，唐功庆，张梅等.客运专线中WJ-8型扣件用聚氨酯弹性体垫板研制【C】.中国聚氨酯工业协会第十五次年会论文集.上海，2010.11：223～227.介绍了WJ-8型扣件中弹性垫板的技术要求及测试方法，制得的弹性垫板密度0.8±0.05g/cm3，耐油体积膨胀率3.2％。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种高速铁路弹性垫板用微孔聚氨酯弹性体材料。该材料制备的弹性体密度和成本低，耐油性能好。
本发明要解决的第二个技术问题是提供一种该弹性体材料的用途。
本发明微孔聚氨酯弹性体材料，由两组分组成，按重量份计包括：
A组分：
B组分：二苯基甲烷二异氰酸酯 90-50
二甲基联苯二异氰酸酯 10-50
聚醚多元醇P1 36-77
其中：聚醚多元醇P1选自数均分子量为1000-6000，官能度为2-3的聚四氢呋喃醚多元醇，优选数均分子量为2000-3000；聚醚多元醇P2选自数均分子量为2000-6000，官能度为3-4，伯羟基含量大于等于70％的氧化丙烯-氧化乙稀共聚醚多元醇；增链剂、匀泡剂、叔胺催化剂为本领域常用品种。
增链剂优选1，4-丁二醇、二乙二醇、乙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丙二醇或戊二醇等中的一种或多种；空心玻璃微珠粒径一般为3000-5000目，优选3500-4500目；二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和二甲基联苯二异氰酸酯(TODI)重量比优选65-75/25-35；
A、B组分异氰酸酯指数比为1.1。
A组分制备方法是将各组分按用量称取后混合均匀即可；
B组分制备方法是将各组分按用量称取后，于75-85℃，氮气保护下混合2h。
先将A、B组分分别配好，使用前A，B组分按比例快速混合均匀后浇注于模具中，一般固化条件是：模具温度为80-90℃，固化20min脱模，80-90℃后固化16h即制备出微孔聚氨酯弹性体，室温放置7d后测试性能。所得微孔弹性体的密度为0.4-0.5g/cm3，其动静比≤1.26，耐油性体积膨胀率＜3.1％，符合高速铁路用弹性垫板技术要求。
本发明材料通过在A组分中以空心玻璃微珠为填料，降低了微孔弹性体的密度，降低了产品成本，同时提高了材料的耐油性能。
玻璃微珠的圆球型外形，使其具有较小的比表面积，吸附性也小，它在A组分中混合后，体系的粘度上升不明显，比片状、针状或不规则形状的高岭土、滑石粉及钛白粉等常用填料具有更好的流动性和分散性，制备的聚氨酯微孔弹性体的耐油性也较好。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
匀泡剂为道康宁公司产品，牌号DC-193C；
叔胺催化剂为33％三乙烯二胺的乙二醇溶液；
A组分制备：将各组分按用量称取后，在3000转/分搅拌速率下搅拌25min，密封备用；
B组分制备：将各组分按用量称取后，于80℃，氮气保护下混合2h，出料并密封保存。
微孔弹性体制备：A组分和B组分制备完毕后，按照异氰酸酯指数为1.1的比例高速混合均匀后浇注于高速铁路用弹性垫板模具中，模具温度为85℃，固化20min脱模，85℃后固化16h即制备出微孔聚氨酯弹性体，室温放置7d后测试性能，性能数据见表1。
对比例
A组分：
聚醚多元醇P1(数均分子量为2000的2官能度聚四氢呋喃醚多元醇)55kg；聚醚多元醇P2(数均分子量4800的3官能度聚氧化乙稀-氧化丙烯共聚醚多元醇，端伯羟基含量大于70％)25kg；乙二醇6kg；匀泡剂0.3kg；水0.25kg；叔胺催化剂0.6kg。
B组分：二苯基甲烷二异氰酸酯50kg，二甲基联苯二异氰酸酯50kg，聚醚多元醇P1(数均分子量为2000的3官能度聚四氢呋喃醚多元醇)36kg，NCO基团含量为23％。
实施例1
A组分：聚醚多元醇P1(数均分子量为2000的2官能度聚四氢呋喃醚多元醇)55kg，聚醚多元醇P2(数均分子量4800的3官能度聚氧化乙稀-氧化丙烯共聚醚多元醇，端伯羟基含量大于70％)25kg，乙二醇6kg，匀泡剂0.3kg，水0.4kg，叔胺催化剂0.6kg，3000目空心玻璃微珠10kg。
B组分：同对比例。
实施例2
A组分：聚醚多元醇P1(数均分子量为2000的2官能度聚四氢呋喃醚多元醇)75kg，聚醚多元醇P2(数均分子量4800的3官能度聚氧化乙稀-氧化丙烯共聚醚多元醇，端伯羟基含量大于70％)5kg，乙二醇9kg，匀泡剂0.7kg，水0.5kg，叔胺催化剂1.0kg，5000目空心玻璃微珠25kg。
B组分：二苯基甲烷二异氰酸酯90kg，二甲基联苯二异氰酸酯10kg，聚醚多元醇P1 77kg(数均分子量为2000的2官能度聚四氢呋喃醚多元醇)，NCO基团含量为23％。
实施例3
A组分：聚醚多元醇P1(数均分子量为3000的2官能度聚四氢呋喃醚多元醇)75kg，聚醚多元醇P2(数均分子量3000的3官能度聚氧化乙稀-氧化丙烯共聚醚多元醇，端伯羟基含量大于70％)5kg，1，4-丁二醇8kg，匀泡剂0.7kg，水0.45kg，叔胺催化剂0.8kg，4000目空心玻璃微珠18kg。
B组分：二苯基甲烷二异氰酸酯70kg，二甲基联苯二异氰酸酯30kg，聚醚多元醇P164.3kg(数均分子量为3000的2官能度聚四氢呋喃醚多元醇)，NCO基团含量为20％。
实施例结果表明，添加空心玻璃微珠填料后，产品密度显著降低，耐油性能显著提高。产品性能达到铁道部弹性垫板《WJ-8型扣件暂行技术条件》要求。
表1对比实施例与实施例的实际测试性能
Claims (5)
1.一种微孔聚氨酯弹性体材料，由两组分组成，按重量份计包括：
A组分：
B组分：二苯基甲烷二异氰酸酯 90-50
二甲基联苯二异氰酸酯 10-50
聚醚多元醇P1 36-77
其中：聚醚多元醇P1选自数均分子量为1000-6000，官能度为2-3的聚四氢呋喃醚多元醇；聚醚多元醇P2选自数均分子量为2000-6000，官能度为3-4，伯羟基含量为大于等于70％的氧化丙烯-氧化乙稀共聚醚多元醇；
A，B组分异氰酸酯指数比为1.1。
2.一种权利要求1所述的微孔聚氨酯弹性体材料，其特征是聚醚多元醇P1数均分子量为2000-3000；增链剂选自1，4-丁二醇、二乙二醇、乙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丙二醇或戊二醇中的一种或多种；空心玻璃微珠粒径为3000-5000目；二苯基甲烷二异氰酸酯和二甲基联苯二异氰酸酯重量比为65-75/25-35。
3.一种权利要求1或2所述的微孔聚氨酯弹性体材料，其特征是A、B组分按比例混合室温固化后，所得微孔弹性体的密度为0.4-0.5g/cm3，动静比≤1.26，耐油性体积膨胀率＜3.1％。
4.一种制备权利要求3所述的微孔聚氨酯弹性体材料的方法，A组分是将各组分按用量称取后混合均匀；B组分是将各组分按用量称取后，于75-85℃，氮气保护下混合2h。
5.一种权利要求3所述的微孔聚氨酯弹性体材料在高速铁路弹性垫板中的应用。
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