CN104558489B - 铁路道砟用聚氨酯软泡材料及其制备方法 - Google Patents

铁路道砟用聚氨酯软泡材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104558489B
CN104558489B CN201410816023.XA CN201410816023A CN104558489B CN 104558489 B CN104558489 B CN 104558489B CN 201410816023 A CN201410816023 A CN 201410816023A CN 104558489 B CN104558489 B CN 104558489B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyurethane foam
ppg
flexible polyurethane
railway ballast
foam material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410816023.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN104558489A (zh
Inventor
于大海
朱彦
崔燕军
刘龙
陈星�
陈一星
葛晟鹏
唐劲松
潘基础
杨从登
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huafeng Chemical Co.,Ltd.
SHANGHAI HUAFON NEW MATERIAL RESEARCH & DEVELOPMENT TECHNOLOGY Co.,Ltd.
Original Assignee
Shanghai Huafeng Material Science And Technology Research Institute (limited Partnership)
Zhejiang Huafeng Spandex Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Huafeng Material Science And Technology Research Institute (limited Partnership), Zhejiang Huafeng Spandex Co Ltd filed Critical Shanghai Huafeng Material Science And Technology Research Institute (limited Partnership)
Priority to CN201410816023.XA priority Critical patent/CN104558489B/zh
Publication of CN104558489A publication Critical patent/CN104558489A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104558489B publication Critical patent/CN104558489B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C08G18/667—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6674—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32—Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3203—Polyhydroxy compounds
    • C08G18/3206—Polyhydroxy compounds aliphatic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4804—Two or more polyethers of different physical or chemical nature
    • C08G18/4808—Mixtures of two or more polyetherdiols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4833—Polyethers containing oxyethylene units
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4833—Polyethers containing oxyethylene units
    • C08G18/4837—Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units
    • C08G18/4845—Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units containing oxypropylene or higher oxyalkylene end groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4854—Polyethers containing oxyalkylene groups having four carbon atoms in the alkylene group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0041—Foam properties having specified density
    • C08G2110/0066—≥ 150kg/m3
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0083—Foam properties prepared using water as the sole blowing agent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

本发明公开了一种铁路道砟用聚氨酯软泡材料及其制备方法，其特征在于，其原料包括A料和B料；所述的A料是包括聚醚多元醇、小分子扩扩链剂、催化剂和发泡剂为原料制备的；所述的B料是以异氰酸酯和聚醚多元醇为原料制备得到的预聚物；A料和B料中所有的NCO基团对OH基团和NH基团的当量比为0.9～1.1。本发明拥有优良的物理性能，经过一周的高温加速老化，湿热加速老化，低温处理，紫外光曝射，其力学性能损失都不超过15％，对使用环境的宽容度大，方便施工操作。12月份的5℃左右以及7月份的40℃左右情况下都进行的非常顺利，本发明可以避免对地下水的污染，极大降低了原料的毒性，有益于施工操作人员的健康。

Description

铁路道砟用聚氨酯软泡材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯泡沫领域，具体涉及一种铁路道砟用聚氨酯软泡材料。
背景技术
有砟轨道是传统的铁路轨道，通常由两条平行的钢轨组成，钢轨固定放在枕木上，之下为小碎石铺成的道砟。道砟和枕木均起加大受力面、分散火车压力、帮助铁轨承重的作用，防止铁轨因压力太大而下陷到泥土里。传统有砟轨道具有铺设简便、综合造价低廉的特点，但容易变形，维修频繁，维修费用较大。另外，已有铁路的级配道砟已经存在有劣化现象，在目前运输频密、荷载量大的条件下，这些情况更加明显。目前，已经有许多国家和地区正在对这方面加大研究力度，尝试寻求通过有效的方式减少有砟铁路的维护量、延长使用寿命，进而降低运营成本。
目前常用的解决方法是利用不饱和树脂组合物、聚氨酯等胶粘剂固定道砟，但也是暂时和部分的解决问题，因为胶粘剂并无能量和振动吸收的作用。这就要求相应的从业人员寻找更合适的材料解决这一难题。
聚氨酯泡沫材料在起到粘结作用的同时可以很好的提供减震缓冲的作用，是有砟铁路良好的粘结填充材料。具体过程是异氰酸酯和聚醚多元醇组合料混合液体，浇注已稳定的碎石道床表面，使其顺着道砟孔隙渗入道床内部，在道砟颗粒孔隙中产生乳白、发泡膨胀等系列化学反应，粘结、固定碎石道砟颗粒，将局部碎石道床变成整体道床的结构形式，即聚氨酯固化道床。聚氨酯泡沫材料以其优越的耐久性、能量吸收性能、阻尼性能、及高性价比而拥有广阔的应用前景。
不过，由于聚氨酯固化道床具体应用时所处的特殊环境，这就需要用于道砟粘结的泡沫材料具有相当的力学性能、恢复能力及原料组分对苛刻环境的适应能力。特别的，因为道砟一般处于地下，考虑到对地下水的保护，这就对使用的泡沫材料提出了环保要求。
目前，已经记载有利用聚氨酯体系通过不同方式固结道砟的方法(CN 102153982，CN 102703017，CN 103087667，CN 102924686，CN 101370983，CN 102561114，CN103709367)。
CN 102153982A记载了通过使用聚氨酯弹性材料替代传统的以环氧类型为主要原材料制备道砟胶。此种聚氨酯道砟胶可以将道砟粘成整体，避免发生飞砟现象，而且可以提高轨道横向和纵向阻力及道床刚度。
CN 102703017A记载了一种聚氨酯道砟胶的制备，并利用喷涂的方式将聚氨酯混合物铺喷涂于道砟表面，应用于高速铁路无砟轨道向有砟轨道的过渡段的道砟的粘接中，在不施用任何底涂的情况下，对道砟起到粘接作用。
上述专利中共同存在的共同点是制备得到的聚氨酯道砟胶具有较好的力学性能，但问题是道砟胶在能量吸收性能及阻尼性能方面仍存有不足。
CN 102924686A记载了一种聚氨酯软泡的制备，具有较好的物理性能和恢复性能。但在配方中选取的添加型催化剂对地下水有污染的可能性，在环境保护方面仍有缺陷。另外，其异氰酸酯体系采用TDI为主要成分，毒性方面的危害需要谨慎对待。
CN 101370983A记载了一种利用聚氨酯泡沫制备轨道和道路建筑和堤防建筑中的道渣路基的方法。不过，施工过程对环境尤其是温度的要求比较苛刻。为了解决这一施工难题，CN 102561114A尝试制备一种包括道碴和模塑聚氨酯泡沫的模塑聚氨酯层，将此聚氨酯层直接放置于铁路路基上进行应用。
CN 103709367A记载了一种聚氨酯硬泡的制备，通过浇注的方式，聚氨酯组合物反应固化后形成高密度聚氨酯硬质泡沫充填枕木与沉降的聚氨酯道碴道床的表面之间的空间，达到修补道床的目的。
以上所有专利都对聚氨酯道砟胶，软硬泡的现实户外使用环境未能给予充分的考虑。首先，聚氨酯道砟胶及泡沫材料会因季节性气候变化遭遇到高低温干湿性的变化，以及雨水天气及阳光紫外线的侵蚀。其次，在施工期间多元醇及异氰酸酯原料的储存运输及使用过程中可能遭遇的温度情况，要保持物料的低粘度，给施工设备提供便利，使其在较为宽广的温度范围内都可以进行施工。因此，本领域需要一种新型的聚氨酯软质泡沫材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种铁路道砟用聚氨酯软泡材料及其制备方法，以克服现有技术存在的缺陷。
本发明所述的铁路道砟用聚氨酯软泡材料，其原料包括A料和B料；
所述的A料是包括聚醚多元醇、小分子扩扩链剂、催化剂和发泡剂为原料制备的；
所述的B料是以异氰酸酯和聚醚多元醇为原料制备得到的预聚物；
A料和B料中所有的NCO基团对OH基团和NH基团的当量比为0.9～1.1；
A料与B料的重量比为：A料∶B料＝1∶0.47～0.54，优选的：A料与B料的重量比为：A料∶B料＝1∶0.50～0.52；
优选，A料中各组分的重量份为：
B料中，异氰酸酯与聚醚多元醇重量比为80～90∶10～20；
在本发明中，A料混合物中组分尽可能的少，使原料在比较苛刻的环境下保持均一，避免分层；
本发明人发现，聚醚多元醇其相对于聚酯多元醇优越的耐水解性，有助于保持软泡材料在雨水天气的稳定性及使用寿命。因此，在本发明中，A料中聚醚多元醇选取聚醚二元醇、聚醚三元醇或聚醚四元醇等中的一种或多种，例如聚氧化丙烯多元醇、聚氧化乙烯多元醇、聚四氢呋喃多元醇、氧化丙烯均聚物、氧化乙烯均聚物、氧化丙烯与氧化乙烯共聚物等。优选，聚醚多元醇的数均分子量为200～6000。分子量在这个范围内，多元醇更容易制造出结构性能优良的聚氨酯泡沫。
优选的，所述的聚醚多元醇为数均分子量为4000的聚氧化乙烯二元醇、数均分子量为4800的聚氧化丙烯与氧化乙烯共聚物、数均分子量为1000的聚四氢呋喃二元醇、数均分子量为2000的聚四氢呋喃二元醇和数均分子量为200的聚氧化乙烯二元醇的混合物；
其中：重量份数为：
所述的小分子扩链剂为乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇或己二醇中的一种或多种；
所述的发泡剂为水。本发明人发现，发泡剂的用量结合特定配比和环境温度来确定。水含量过多会导致泡沫泡孔粗大；含量过少会导致泡沫膨胀率低进而影响泡沫对道床的填充率。优选的，水含量在0.45-0.75份。
所述的催化剂为叔胺类催化剂和/或有机金属催化剂。本发明对叔胺类催化剂，有机金属催化剂没有特别的限制，可以采用本领域现有的任一种。例如，叔胺催化剂中的三亚乙基二胺、双醚、三乙胺、N,N,N',N'-四甲基亚烷基二胺、N，N-二甲基环己胺、N，N-二甲基苄胺、三乙醇胺等。又例如，有机金属类催化剂可以使用有机锡、有机铋、有机锌及等。如二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、马来酸二丁基锡、辛酸亚锡、新癸酸铋等。优选的，采用蓖麻油酸锡、异辛酸铋，异辛酸锌等环保型催化剂单独或与叔胺类催化剂混用。通过对催化剂使用含量与比例的调整，优选含量在0.2-0.9份，可以使发泡与凝胶反应平衡性良好的效果，得到结构性能良好的软质泡沫。
本发明人发现，采用低聚物的聚醚多元醇形式，有助于保持原料异氰酸酯的耐低温型，避免结晶。同时考虑到毒性的原因，本发明中未采用甲苯二异氰酸酯(TDI)作为原料。
在本发明中，B料中，制备低聚物的聚醚多元醇为聚氧化乙烯二醇、聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇中的至少一种。优选，制备低聚物的聚醚多元醇的数均分子量为1000～3000；
在本发明中，所述的异氰酸酯为4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，2，4-二苯基甲烷二异氰酸酯，碳化二亚胺改性4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯中至少一种。优选，制备低聚物的异氰酸酯为4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，2，4-二苯基甲烷二异氰酸酯，碳化二亚胺改性4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯混合物，最优选其中的4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯含量大于40wt％；
本发明对聚醚多元醇与异氰酸酯制备预聚物的方法没有特别的限制，本领域技术人员可以根据现有技术制备预聚物；
当制备本发明的聚氨酯软质泡沫时，还可以根据需要添加抗氧剂、增塑剂、阻燃剂、颜料和填料等其他各种助剂。本发明对于抗氧剂、增塑剂、阻燃剂、颜料和填料的种类没有特别的限制，本领域技术人员可以根据需求确定具体的种类和使用量。
本发明的制备方法，包括如下步骤：
(1)A料的制备：
将聚醚多元醇和小分子扩链剂，在温度为45～60℃的条件下搅拌2～3小时后，然后加入发泡剂和催化剂，继续搅拌2～3小时，过滤，得到A料；
(2)B料的制备：
将聚醚多元醇加入异氰酸酯，混合，在70～90℃反应1～3小时，过滤，获得B料；
优选的，将聚醚多元醇通过分批次逐步加入的方式加入异氰酸酯，有利于反应的平稳进行，比如：在70～90℃下，每25～35分钟，将聚醚多元醇加入异氰酸酯，添加完后继续反应；
(3)将A料和B料通过高压发泡机混合均匀，制备得到聚氨酯软泡材料；
本发明的聚氨酯软泡拥有优良的物理性能，在密度≤350kg/m3的模塑样品中，拉伸强度≥0.7MPa，断裂伸长率≥300％，撕裂强度≥500N/m，压缩强度≥50kPa。形变恢复情况佳，压缩永久变形≤10％。
对本发明的聚氨酯软泡耐候性优异。经过一周的处理，无论是经过高温加速老化，湿热加速老化，低温处理，紫外光曝射，其力学性能损失都不超过15％。
本发明的聚氨酯软泡制备原料采用A、B料的设计，A、B料的粘度(30℃)分别是600～900mPa.s与400～700mPa.s。而且原料对使用环境的宽容度大，在较为宽广的温度范围内尤其是低温环境粘度值都不会很大，方便施工操作。在已完成的铁路道床现场施工中，12月份的5℃左右以及7月份的40℃左右情况下都进行的非常顺利，并未因为环境的严苛而对施工效果产生影响。
本发明的聚氨酯软泡因为环保型催化剂的采用，可以避免对地下水的污染。又因为避免使用TDI系列原料，极大降低了原料的毒性，有益于施工操作人员的健康。
具体实施方式
本发明将借助下面的实施例详细描述，应注意本发明的实施例只是对本发明的内容予以解释说明，并不构成对本发明技术方案的限制。
以下实施例中的原料如没有特别说明，均为市售。
实施例1～5
制备预聚体：预聚体各组分重量份之和设为100份。
预聚体1：称取60份4，4-MDI、30份2，4-MDI与10份聚氧化丙烯二元醇(Mw＝1000)，将4，4-MDI、2，4-MDI混合均匀，在70℃下每半小时向混合物中添加聚氧化丙烯二元醇2份，添加完后继续反应1小时，形成的预聚物1。
预聚体2：称取70份4，4-MDI、10份碳化二亚胺改性的4，4-MDI与20份聚四氢呋喃二元醇(Mw＝1000)，将4，4-MDI、碳化二亚胺改性的4，4-MDI混合均匀，在70℃下每半小时向混合物中添加聚四氢呋喃二元醇4份，添加完后继续反应1小时，形成的预聚物2。
模塑样品制备：
按照表1称取原料，混合均匀得到A料，按照制备实施例制备预聚体B料，将A料和B料温度调整至(30±1)℃。将内部有效尺寸为20cm(长)*15cm(宽)*5cm(高)的铝合金模具主体内侧及盖板内侧涂覆一定量的脱模剂，将此模具主体及盖板在50℃烘箱烘焙30min后取出(模具主体及盖板分置，使模具在使用前表面涂覆的脱模剂得以烘干)。将A料和B料混合好注射到模具中。注射量的设置由计划取得的泡沫密度与模具内部尺寸决定(m(注射量)＝ρ(设计密度)*V(模具体积))。例如：要取得300kg/m3的模塑样品，需要的注射量为0.3*20*15*5＝450g。类似的，可以制备一系列不同密度的模塑样品。当注射结束时，迅速合模，并用模具上的螺栓将盖板旋紧。将模具迅速放回50℃烘箱。待样品熟化1h后，将模具取出，开模，取出模塑样品称重。计算得到相应的模塑样品密度。模具继续放回50℃烘箱烘焙。
用于物理及老化性能测试的样品准备：
将模塑样品放置于70士5℃烘箱24士2h加速熟化，取出样品置于室温环境中2d进行状态调节(温度：(23士2)℃；相对湿度：(50士5)％或者温度：(25士2)℃；相对湿度：(65士5)％)。用切割设备将模塑样品切去上下表皮0.5cm，继续切割去皮样品得到所需厚度的样品。利用气压切片仪配合相应冲压件制备得到待测性能的样品。
物理及老化性能测试：
对泡沫样品分别进行拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度、压缩强度、压缩永久形变、加速老化等方面的测试。测试方法及测试结果如表2、表3所示。
表1聚氨酯软泡的原料及重量份
表2聚氨酯软泡的物理性能
表3聚氨酯软泡的老化性能(耐候性与耐紫外性能)
由表2、表3可以看出，实施例1-5所述的铁路道砟用聚氨酯软泡材料，不仅力学性能(例如拉伸强度，压缩永久变形率等)优异，而且经过一周的老化处理后各项性能损失较小，即抗老化性能令人满意，适用于铁路道砟方面。
表4实施例3税务A、B料在不同温度下的粘度
粘度(mPa.s) A料 B料
4℃ 1779 3495
10℃ 1659 2963
15℃ 1555 2762
23℃ 796 873
30℃ 557 543
由表4中数据可以知道，即使在较低温度下，两种物料的粘度仍然控制在较低的水平，即表示物料组合对于施工环境具有相当的宽容度。
综上，本发明通过优选多元醇的品种和用量，预聚体结构组成的设计和扩链剂、催化剂的选择及配比调整，可以得到具有高强度、高撕裂强度、高压缩强度、高恢复能力、耐水解、耐候性(高温、低温及湿热)佳、耐紫外线能力强、具有能量吸收性能的环保型聚氨酯软质泡沫材料。比目前所披露出来的其他相近的产品的物理与耐候性能都要优越。而且考虑到施工操作对环境的宽容度上，我们提供的原料具有非常明显的优势。综上，本发明中制备的聚氨酯软泡材料可以应用于有砟铁路中道砟的粘结，提高聚氨酯道床整体结构的稳定性并延长其使用寿命。
以上实施例，仅是本发明的较优实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例作任何简单的修改，等同变化和修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.铁路道砟用聚氨酯软泡材料，其特征在于，其原料包括A料和B料；
所述的A料是包括聚醚多元醇、小分子扩链剂、催化剂和发泡剂为原料制备的；
A料中各组分的重量份为：
所述聚醚多元醇为数均分子量为4000的聚氧化乙烯二元醇、数均分子量为4800的聚氧化丙烯与氧化乙烯共聚物、数均分子量为1000的聚四氢呋喃二元醇、数均分子量为2000的聚四氢呋喃二元醇和数均分子量为200的聚氧化乙烯二元醇的混合物，重量份数为：
所述的B料是以异氰酸酯和聚醚多元醇为原料制备得到的预聚物；
B料中，异氰酸酯与聚醚多元醇重量比为80～90∶10～20；
A料与B料的重量比为：A料∶B料＝1∶0.47～0.54；
A料和B料中所有的NCO基团对OH基团和NH基团的当量比为0.9～1.1。
2.根据权利要求1所述的铁路道砟用聚氨酯软泡材料，其特征在于，A料与B料的重量比为：A料∶B料＝1∶0.50～0.52。
3.根据权利要求2所述的铁路道砟用聚氨酯软泡材料，其特征在于，所述的小分子扩链剂为乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇或己二醇中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的铁路道砟用聚氨酯软泡材料，其特征在于，所述的发泡剂为水。
5.根据权利要求2所述的铁路道砟用聚氨酯软泡材料，其特征在于，所述的催化剂 为叔胺类催化剂和/或有机金属催化剂。
6.根据权利要求2所述的铁路道砟用聚氨酯软泡材料，其特征在于，B料中，制备低聚物的聚醚多元醇为聚氧化乙烯二醇、聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇中的至少一种，数均分子量为1000～3000。
7.根据权利要求2所述的铁路道砟用聚氨酯软泡材料，其特征在于，所述的异氰酸酯为4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，2，4-二苯基甲烷二异氰酸酯，碳化二亚胺改性4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯中至少一种。
8.根据权利要求2～7任一项所述的铁路道砟用聚氨酯软泡材料，其特征在于，还包括抗氧剂、增塑剂、阻燃剂、颜料或填料中的一种以上。
9.根据权利要求1～7任一项所述的铁路道砟用聚氨酯软泡材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)A料的制备：
将聚醚多元醇和小分子扩链剂，在温度为45～60℃的条件下搅拌2～3小时后，然后加入发泡剂和催化剂，继续搅拌2～3小时，过滤，得到A料；
(2)B料的制备：
将聚醚多元醇加入异氰酸酯，混合，在70～90℃反应1～3小时，过滤，获得B料；
(3)将A料和B料通过高压发泡机混合，制备得到聚氨酯软泡材料。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将聚醚多元醇通过分批次逐步加入的方式加入异氰酸酯。
CN201410816023.XA 2014-12-24 2014-12-24 铁路道砟用聚氨酯软泡材料及其制备方法 Active CN104558489B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410816023.XA CN104558489B (zh) 2014-12-24 2014-12-24 铁路道砟用聚氨酯软泡材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410816023.XA CN104558489B (zh) 2014-12-24 2014-12-24 铁路道砟用聚氨酯软泡材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104558489A CN104558489A (zh) 2015-04-29
CN104558489B true CN104558489B (zh) 2017-11-24

Family

ID=53075628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410816023.XA Active CN104558489B (zh) 2014-12-24 2014-12-24 铁路道砟用聚氨酯软泡材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104558489B (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105237699B (zh) * 2015-09-02 2018-05-08 浙江华峰氨纶股份有限公司 固化道床用聚氨酯软泡材料及其制备方法
CN106560481A (zh) * 2015-11-18 2017-04-12 广州艾科新材料股份有限公司 一种柔软聚氨酯发泡材料
CN106380566B (zh) * 2016-08-29 2019-01-22 山东科力美实业有限公司 汽车用纳米交联tpu材料的制备方法
CN106281196B (zh) * 2016-08-30 2019-10-01 北京东方雨虹防水技术股份有限公司 一种专用高速铁路聚氨酯道砟胶及制备方法
CN106632984A (zh) * 2016-12-21 2017-05-10 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 一种高速铁路有砟轨道道床表面胶结材料
CN107383322B (zh) * 2017-08-30 2020-12-18 中车青岛四方车辆研究所有限公司 城轨用低动静刚度比聚氨酯微孔弹性体组合料及制备方法
CN107722231A (zh) * 2017-10-30 2018-02-23 际华三五三七制鞋有限责任公司 氢键吸附型聚氨酯泡沫材料及其制备方法
CN109320685A (zh) * 2018-08-22 2019-02-12 营口巨成教学科技开发有限公司 软质泡沫组合材料用的组合剂、软质泡沫组合材料及其制备方法
CN112175157A (zh) * 2020-09-29 2021-01-05 洛阳科博思新材料科技有限公司 聚氨酯材料和制备方法，以及聚氨酯轨枕垫和制备方法
CN112898527A (zh) * 2021-01-26 2021-06-04 四川航天系统工程研究所 一种宇航用高性能聚氨酯泡沫及其制备方法
CN112920377B (zh) * 2021-01-29 2022-08-30 青岛海力威新材料科技股份有限公司 一种铁路固化道床用聚氨酯软泡材料及其制备方法
CN114605954B (zh) * 2022-02-25 2024-02-13 南宁珀源能源材料有限公司 一种高附着、水煮快速脱胶的双组份聚氨酯胶黏剂、制备方法及其应用
CN116789924A (zh) * 2023-07-07 2023-09-22 江苏米尔化工科技有限公司 一种高强度阻燃软质聚氨酯泡沫材料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102585162A (zh) * 2011-12-23 2012-07-18 山东东大一诺威聚氨酯有限公司 动态性能优异的微孔聚氨酯弹性体组合物及其制备方法
CN102786661A (zh) * 2012-08-23 2012-11-21 山东东大一诺威聚氨酯有限公司 可一次成型的高弹性微发泡弹力球组合物及其制备方法
CN103467974A (zh) * 2013-09-06 2013-12-25 重庆杰博科技有限公司 一种增强聚氨酯微孔弹性体复合材料及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102585162A (zh) * 2011-12-23 2012-07-18 山东东大一诺威聚氨酯有限公司 动态性能优异的微孔聚氨酯弹性体组合物及其制备方法
CN102786661A (zh) * 2012-08-23 2012-11-21 山东东大一诺威聚氨酯有限公司 可一次成型的高弹性微发泡弹力球组合物及其制备方法
CN103467974A (zh) * 2013-09-06 2013-12-25 重庆杰博科技有限公司 一种增强聚氨酯微孔弹性体复合材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104558489A (zh) 2015-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104558489B (zh) 铁路道砟用聚氨酯软泡材料及其制备方法
CN110372844B (zh) 一种聚氨酯注浆材料及制备方法和应用
US20180312437A1 (en) Polyurethane, modified asphalt and mixture material containing same and pavement structure
CN102408860B (zh) 一种柔性环氧胶粘剂及其应用
CN104448207B (zh) 一种可用于整治板式无砟轨道翻浆冒泥的注浆材料及其制备方法和使用方法
EP2651998B1 (en) A polyurethane railway track bed, a preparing method and the usage thereof
CN112920377B (zh) 一种铁路固化道床用聚氨酯软泡材料及其制备方法
CN106866924A (zh) 隔震聚氨酯弹性体材料组合物及其制备方法
US10544253B2 (en) Method for improving fracture toughness of polyisocyanurate comprising reaction products
JP2009523932A (ja) バラストおよびバラストの製造方法
CN102250310B (zh) 一种聚氨酯树脂组合物及其制备方法和用途
CN113563563B (zh) 一种低密度耐疲劳微孔聚氨酯弹性减振垫及其制备方法
CN106673503B (zh) 一种钢桥面用复合改性沥青混合料及其制备方法
US10421831B2 (en) Method for improving fracture toughness of polyisocyanurate comprising reaction products
CN101921568A (zh) 对高速铁路用挤塑板进行粘接的聚氨酯胶粘剂及其制备方法
CN105377930B (zh) 改进多异氰酸酯加聚反应产物韧度的方法
CN113512169B (zh) 一种高密度高承载耐疲劳微孔聚氨酯弹性减振垫及其制备方法
CN109942779A (zh) 高铁无砟轨道离缝修补浆液及其制备方法
US20040176490A1 (en) Polyurethane composition containing a property-enhancing agent
CN104327696A (zh) 一种聚碳酸酯多元醇型喷涂聚脲弹性体涂料及制备方法
CN109265639A (zh) 一种具有耐热性的改性聚氨酯组合物
CN109826094A (zh) 一种有砟轨道混凝土桥面的复合防水层及其施工方法
CN105237699B (zh) 固化道床用聚氨酯软泡材料及其制备方法
CN111621256B (zh) 一种快速维修材料及其制备方法
US20200307040A1 (en) Polyurethane concrete sandwich components and method for preparing the same

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20181115

Address after: 325206 Xinteng Town Industrial Park, Ruian City, Wenzhou City, Zhejiang Province

Co-patentee after: Shanghai Huafon New Material Research & Development Technology Co., Ltd.

Patentee after: Zhejiang Huafeng Spandex Co., Ltd.

Address before: 325206 Xinteng Town Industrial Park, Ruian City, Wenzhou City, Zhejiang Province

Co-patentee before: Shanghai Huafeng material science and Technology Research Institute (limited partnership)

Patentee before: Zhejiang Huafeng Spandex Co., Ltd.

TR01 Transfer of patent right
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 325206 Xinteng Town Industrial Park, Ruian City, Wenzhou City, Zhejiang Province

Patentee after: Huafeng Chemical Co.,Ltd.

Patentee after: SHANGHAI HUAFON NEW MATERIAL RESEARCH & DEVELOPMENT TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 325206 Xinteng Town Industrial Park, Ruian City, Wenzhou City, Zhejiang Province

Patentee before: ZHEJIANG HUAFENG SPANDEX Co.,Ltd.

Patentee before: SHANGHAI HUAFON NEW MATERIAL RESEARCH & DEVELOPMENT TECHNOLOGY Co.,Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder