CN103897226A - 一种高速铁路用弹性垫板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速铁路用弹性垫板，由下述重量份的原料制成：天然橡胶80-100份、顺丁橡胶40-60份、甲基硅橡胶20-30份、聚二甲基硅氧烷20-30份、高苯乙烯15-18份、硫代二丙烷双十二烷酯8-10份、十一烯酸8-10份、活性氧化镁7-9份、莱茵散1-3份、硫酸钙晶须5-7份、陶瓷纤维10-30份、微晶石蜡10-13份、腰果壳油30-40份、炭黑35-45份、空心微珠3-5份、贝壳粉3-6份、改性累托石10-15份、赤泥20-30份、古马隆树脂6-8份、硫化剂2-4份、促进剂3-6份、防老剂0.8-1.5份、三乙烯二胺2-4份。本发明的弹性垫板具有优良的机械强度、耐油抗老、耐寒性和耐久性，减震效果好、抗冲击性好，制作工艺易于控制，产品性能稳定。

Description

一种高速铁路用弹性垫板及其制作方法

技术领域

本发明涉及橡胶材料技术领域，尤其涉及一种高速铁路用弹性垫板及其制作方法。

背景技术

伴随着列车提速成功，京津城际铁路开通，我国迈进高铁新时代，目前高速铁路都采用无砟轨道，不过无砟轨道也有一定的弊端，如减震效果差，弹性有待提高，弹性垫板是一种微孔弹性体材料，此产品采用工厂预制、现场安装的工艺，铺设在Ⅱ型板轨道下，起到减小震动、降低噪音的作用，目前的弹性垫板普遍存在减震性能、耐热性、耐寒性、耐久性能都不理想的问题，因此研制出综合性能优异的高铁弹性垫板是必要的。

纳米粒子具有许多特殊性质，添加适量的纳米粒子后可获得高耐热性、高耐寒性、高强度、高耐磨性、减震性能好等优异的性能。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种具有优良的机械强度、耐油抗老、耐寒性、耐久性的综合性能优异的高速铁路用弹性垫板及其制作方法。

为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：

一种高速铁路用弹性垫板，它由下述重量份的原料制成：天然橡胶80-100份、顺丁橡胶40-60份、甲基硅橡胶20-30份、聚二甲基硅氧烷20-30份、高苯乙烯15-18份、硫代二丙烷双十二烷酯8-10份、十一烯酸8-10份、活性氧化镁7-9份、莱茵散1-3份、硫酸钙晶须5-7份、陶瓷纤维10-30份、微晶石蜡10-13份、腰果壳油30-40份、炭黑35-45份、空心微珠3-5份、贝壳粉3-6份、改性累托石10-15份、赤泥20-30份、古马隆树脂6-8份、硫化剂2-4份、促进剂3-6份、防老剂0.8-1.5份、三乙烯二胺2-4份。

所述的硫化剂包括硫化树脂、硫磺和二硫化二吗啡啉，重量份比例为1:2-4：0.8-1.2。

所述的促进剂为2-硫醇基苯并噻唑锌盐、N-氧二亚乙撑基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二硫化二异丁基秋兰姆中的一种或几种。

所述的防老剂为对苯二胺防老剂、喹啉防老剂和橡胶防护蜡中的一种或几种。

所述的改性累托石由下述方法制得：称取累托石12-15份、氢氧化铝2.5-3.5份、氟化钙3-5份、黄土5.5-6.5份混合均匀后在630-650℃下烧结3-5小时，粉碎得混合料；然后向混合料中加入聚乙烯吡络烷酮2-2.5份、二甲亚砜2-3份、N-甲基甲酰胺3-5份、硅烷偶联剂1.6-2份搅拌混合8-10小时，过滤分离后于50-70℃真空干燥15-40小时，最后研磨并过200目筛，即得到改性累托石。

所述的硅烷偶联剂为聚甲基长链烷基硅氧烷、焦磷酸型单烷氧基类钛酸酯中的一种。

所述的高速铁路用弹性垫板的制作方法，包括以下制备步骤：

（1）按上述重量份将硫酸钙晶须、陶瓷纤维、空心微珠、贝壳粉、改性累托石、赤泥放入三辊研磨机，加入适量水混匀，研磨3-4小时，干燥得混合粉；

（2）按上述重量份将天然橡胶、顺丁橡胶、甲基硅橡胶一起放入密炼机，在温度50-60℃、压力2Mpa下进行混炼10-20分钟；然后加入步骤（1）的混合粉、聚二甲基硅氧烷、高苯乙烯、硫代二丙烷双十二烷酯、十一烯酸、活性氧化镁、莱茵散、微晶石蜡、腰果壳油、炭黑、古马隆树脂、促进剂、防老剂、三乙烯二胺，在温度70-80℃、压力1Mpa下混炼5-10分钟，得到混炼胶；

（3）将混炼胶放置冷却，温度降至45-55℃后，投入开炼机，加入硫化剂，搅拌混匀，然后装入模具，加压硫化，在温度150-160℃、压力15Mpa下进行硫化20-30分钟即可。

与已有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明的弹性垫板具有优良的机械强度、耐油抗老、耐寒性和耐久性，具有良好的弹性，拉伸伸长率可达到500%以上，拉伸强度可达30Mpa以上，减震效果好、抗冲击性好，制作工艺易于控制，产品性能稳定。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1：

一种高速铁路用弹性垫板，它由下述重量份的原料制成：天然橡胶100份、顺丁橡胶50份、甲基硅橡胶25份、聚二甲基硅氧烷25份、高苯乙烯16份、硫代二丙烷双十二烷酯10份、十一烯酸8份、活性氧化镁8份、莱茵散2份、硫酸钙晶须6份、陶瓷纤维20份、微晶石蜡12份、腰果壳油35份、炭黑40份、空心微珠4份、贝壳粉5份、改性累托石13份、赤泥25份、古马隆树脂7份、硫化树脂1份、硫磺2份、二硫化二吗啡啉0.8份、2-硫醇基苯并噻唑锌盐5份、橡胶防护蜡1.2份、三乙烯二胺3份。

其中，改性累托石由下述方法制得：称取累托石13份、氢氧化铝3份、氟化钙4份、黄土6份混合均匀后在650℃下烧结4小时，粉碎得混合料；然后向混合料中加入聚乙烯吡络烷酮2.2份、二甲亚砜2.5份、N-甲基甲酰胺4份、聚甲基长链烷基硅氧烷1.8份搅拌混合10小时，过滤分离后于60℃真空干燥20小时，最后研磨并过200目筛，即得到改性累托石。

高速铁路用弹性垫板的制作方法：

（1）按上述重量份将硫酸钙晶须、陶瓷纤维、空心微珠、贝壳粉、改性累托石、赤泥放入三辊研磨机，加入适量水混匀，研磨4小时，干燥得混合粉；

（2）按上述重量份将天然橡胶、顺丁橡胶、甲基硅橡胶一起放入密炼机，在温度60℃、压力2Mpa下进行混炼15分钟；然后加入步骤（1）的混合粉、聚二甲基硅氧烷、高苯乙烯、硫代二丙烷双十二烷酯、十一烯酸、活性氧化镁、莱茵散、微晶石蜡、腰果壳油、炭黑、古马隆树脂、促进剂、防老剂、三乙烯二胺，在温度80℃、压力1Mpa下混炼8分钟，得到混炼胶；

（3）将混炼胶放置冷却，温度降至50℃后，投入开炼机，加入硫化剂，搅拌混匀，然后装入模具，加压硫化，在温度160℃、压力15Mpa下进行硫化30分钟即可。

实施例2：

一种高速铁路用弹性垫板，它由下述重量份的原料制成：天然橡胶80份、顺丁橡胶60份、甲基硅橡胶20份、聚二甲基硅氧烷20份、高苯乙烯15份、硫代二丙烷双十二烷酯10份、十一烯酸8份、活性氧化镁7份、莱茵散1份、硫酸钙晶须5份、陶瓷纤维10份、微晶石蜡10份、腰果壳油30份、炭黑35份、空心微珠3份、贝壳粉3份、改性累托石10份、赤泥30份、古马隆树脂6份、硫化树脂0.5份、硫磺1份、二硫化二吗啡啉1份、N-氧二亚乙撑基-2-苯并噻唑次磺酰胺3份、喹啉防老剂0.8份、三乙烯二胺2份。

其中，改性累托石由下述方法制得：称取累托石12份、氢氧化铝2.5份、氟化钙3份、黄土5.5份混合均匀后在630℃下烧结5小时，粉碎得混合料；然后向混合料中加入聚乙烯吡络烷酮2份、二甲亚砜2份、N-甲基甲酰胺3份、焦磷酸型单烷氧基类钛酸酯1.6份搅拌混合8小时，过滤分离后于70℃真空干燥15小时，最后研磨并过200目筛，即得到改性累托石。

高速铁路用弹性垫板的制作方法：

（1）按上述重量份将硫酸钙晶须、陶瓷纤维、空心微珠、贝壳粉、改性累托石、赤泥放入三辊研磨机，加入适量水混匀，研磨4小时，干燥得混合粉；

（2）按上述重量份将天然橡胶、顺丁橡胶、甲基硅橡胶一起放入密炼机，在温度50℃、压力2Mpa下进行混炼20分钟；然后加入步骤（1）的混合粉、聚二甲基硅氧烷、高苯乙烯、硫代二丙烷双十二烷酯、十一烯酸、活性氧化镁、莱茵散、微晶石蜡、腰果壳油、炭黑、古马隆树脂、促进剂、防老剂、三乙烯二胺，在温度70℃、压力1Mpa下混炼10分钟，得到混炼胶；

（3）将混炼胶放置冷却，温度降至45℃后，投入开炼机，加入硫化剂，搅拌混匀，然后装入模具，加压硫化，在温度150℃、压力15Mpa下进行硫化30分钟即可。

实施例3：

一种高速铁路用弹性垫板，它由下述重量份的原料制成：天然橡胶100份、顺丁橡胶60份、甲基硅橡胶20份、聚二甲基硅氧烷30份、高苯乙烯18份、硫代二丙烷双十二烷酯8份、十一烯酸8份、活性氧化镁9份、莱茵散3份、硫酸钙晶须7份、陶瓷纤维30份、微晶石蜡13份、腰果壳油40份、炭黑45份、空心微珠5份、贝壳粉6份、改性累托石15份、赤泥20份、古马隆树脂8份、硫化树脂1份、硫磺2份、二硫化二吗啡啉1份、二硫化二异丁基秋兰姆6份、对苯二胺防老剂1.5份、三乙烯二胺4份。

其中，改性累托石由下述方法制得：称取累托石15份、氢氧化铝3.5份、氟化钙5份、黄土6.5份混合均匀后在650℃下烧结3小时，粉碎得混合料；然后向混合料中加入聚乙烯吡络烷酮2.5份、二甲亚砜3份、N-甲基甲酰胺5份、聚甲基长链烷基硅氧烷2份搅拌混合10小时，过滤分离后于70℃真空干燥40小时，最后研磨并过200目筛，即得到改性累托石。

高速铁路用弹性垫板的制作方法：

（1）按上述重量份将硫酸钙晶须、陶瓷纤维、空心微珠、贝壳粉、改性累托石、赤泥放入三辊研磨机，加入适量水混匀，研磨4小时，干燥得混合粉；

（2）按上述重量份将天然橡胶、顺丁橡胶、甲基硅橡胶一起放入密炼机，在温度60℃、压力2Mpa下进行混炼20分钟；然后加入步骤（1）的混合粉、聚二甲基硅氧烷、高苯乙烯、硫代二丙烷双十二烷酯、十一烯酸、活性氧化镁、莱茵散、微晶石蜡、腰果壳油、炭黑、古马隆树脂、促进剂、防老剂、三乙烯二胺，在温度80℃、压力1Mpa下混炼10分钟，得到混炼胶；

（3）将混炼胶放置冷却，温度降至55℃后，投入开炼机，加入硫化剂，搅拌混匀，然后装入模具，加压硫化，在温度160℃、压力15Mpa下进行硫化30分钟即可。

本发明实施例1的高速铁路用弹性垫板性能检测如下表：

	实施例1	实施例2	实施例3
				拉伸强度（Mpa）	36	32	33
拉伸伸长率（%）	623.2	576.1	560.3
				耐低温性能（℃）	-55	-49	-48

本发明的弹性垫板具有优良的机械强度、耐油抗老、耐寒性和耐久性，具有良好的弹性，拉伸伸长率可达到500%以上，拉伸强度可达30Mpa以上，减震效果好、抗冲击性好，制作工艺易于控制，产品性能稳定。

Claims (7)

1.一种高速铁路用弹性垫板，其特征在于：它由下述重量份的原料制成：天然橡胶80-100份、顺丁橡胶40-60份、甲基硅橡胶20-30份、聚二甲基硅氧烷20-30份、高苯乙烯15-18份、硫代二丙烷双十二烷酯8-10份、十一烯酸8-10份、活性氧化镁7-9份、莱茵散1-3份、硫酸钙晶须5-7份、陶瓷纤维10-30份、微晶石蜡10-13份、腰果壳油30-40份、炭黑35-45份、空心微珠3-5份、贝壳粉3-6份、改性累托石10-15份、赤泥20-30份、古马隆树脂6-8份、硫化剂2-4份、促进剂3-6份、防老剂0.8-1.5份、三乙烯二胺2-4份。

2.根据权利要求1所述的高速铁路用弹性垫板，其特征在于：所述的硫化剂包括硫化树脂、硫磺和二硫化二吗啡啉，重量份比例为1:2-4：0.8-1.2。

3.根据权利要求1所述的高速铁路用弹性垫板，其特征在于：所述的促进剂为2-硫醇基苯并噻唑锌盐、N-氧二亚乙撑基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二硫化二异丁基秋兰姆中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的高速铁路用弹性垫板，其特征在于：所述的防老剂为对苯二胺防老剂、喹啉防老剂和橡胶防护蜡中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的高速铁路用弹性垫板，其特征在于：所述的改性累托石由下述方法制得：称取累托石12-15份、氢氧化铝2.5-3.5份、氟化钙3-5份、黄土5.5-6.5份混合均匀后在630-650℃下烧结3-5小时，粉碎得混合料；然后向混合料中加入聚乙烯吡络烷酮2-2.5份、二甲亚砜2-3份、N-甲基甲酰胺3-5份、硅烷偶联剂1.6-2份搅拌混合8-10小时，过滤分离后于50-70℃真空干燥15-40小时，最后研磨并过200目筛，即得到改性累托石。

6.根据权利要求5所述的高速铁路用弹性垫板，其特征在于：所述的硅烷偶联剂为聚甲基长链烷基硅氧烷、焦磷酸型单烷氧基类钛酸酯中的一种。

7.一种如权利要求1所述的高速铁路用弹性垫板的制作方法，其特征在于：包括以下制备步骤：

（1）按上述重量份将硫酸钙晶须、陶瓷纤维、空心微珠、贝壳粉、改性累托石、赤泥放入三辊研磨机，加入适量水混匀，研磨3-4小时，干燥得混合粉；

（2）按上述重量份将天然橡胶、顺丁橡胶、甲基硅橡胶一起放入密炼机，在温度50-60℃、压力2Mpa下进行混炼10-20分钟；然后加入步骤（1）的混合粉、聚二甲基硅氧烷、高苯乙烯、硫代二丙烷双十二烷酯、十一烯酸、活性氧化镁、莱茵散、微晶石蜡、腰果壳油、炭黑、古马隆树脂、促进剂、防老剂、三乙烯二胺，在温度70-80℃、压力1Mpa下混炼5-10分钟，得到混炼胶；

（3）将混炼胶放置冷却，温度降至45-55℃后，投入开炼机，加入硫化剂，搅拌混匀，然后装入模具，加压硫化，在温度150-160℃、压力15Mpa下进行硫化20-30分钟即可。