CN105384904A - 一种减隔震聚氨酯树脂及其制备与应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种减隔震聚氨酯树脂及其制备与应用方法。本发明减隔震聚氨酯树脂主要由多元醇、多异氰酸酯、交联剂、发泡剂、催化剂、匀泡剂、开孔剂、抗氧剂、紫外线吸收剂等制备得到。本发明减隔震聚氨酯树脂具有优异的机械性能，并具有有效缓冲减震、隔音降噪、使用寿命长等优点。本发明减隔震聚氨酯树脂的制备方法工艺简单，适于大规模生产。采用本发明所述的减隔震聚氨酯树脂制备出的微孔弹性体垫板用于轨道板系统内，处于轨道板与底座板之间，具有承载面积大，缓冲减震、隔音降噪效果明显、使用寿命长的特点。

Description

一种减隔震聚氨酯树脂及其制备与应用方法
技术领域
本发明涉及轨道交通领域，具体而言，涉及一种减隔震聚氨酯树脂及其制备与应用方法。
背景技术
随着铁路交通的高速发展，对于列车的行车平稳、低震动和低噪音的技术要求越来越高。在现有的技术中在现有的技术中通常有三种方法用以提高轨道系统的减震降噪性能。
其一为改变钢轨扣件系统的刚度，增加轨道板弹性，达到减震的目的。但是在扣件系统中由于扣件的面积较小，使其只能在一定程度上提高减震的性能。因此扣件系统通常作为辅助的减震系统广泛的应用于轨道板系统中。
其二为在轨道板下填充沥青聚合物砂浆(CA砂浆)。但是由于CA砂浆的面刚度过大，减震效果并不明显，并且其韧性欠缺、粘结力小，容易造成粘结失效和应力点破碎，不能满足轨道交通的高速发展。
其三为在轨道板下加铺减震弹性体垫板。
例如中国专利CN202347371U提供了一种用于铺设在铁轨下方枕木上的减震垫板，垫板的主体材料为热塑性聚酯弹性体材料，虽然能够提供一定的减震缓冲作用，但是由于热塑性聚酯弹性垫板的压缩永久变形过大，使得回弹性能欠缺，并且存在使用寿命短的缺点，并不能满足现今铁路交通高频次的运营。
中国专利CN101469084A提供了一种减震橡胶垫板，所述减震垫板的配比包括天然橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶和苯乙烯。采用集成橡胶的体系，获得了较好的机械性能，但是所得的垫板的动静刚度比过大，并不能提供很好的缓冲减震效果，因此同样也不能满足现今铁路交通高频次的运营。
并且，以上二类垫板大规模使用时，均一性难于保证，在高等级减震铁路中的应用受到限制。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种减隔震聚氨酯树脂，所述的减隔震聚氨酯树脂具有优异的机械性能，并具有有效缓冲减震、隔音降噪、使用寿命长等优点。
本发明的第二目的在于提供一种所述的减隔震聚氨酯树脂的制备方法，该方法工艺简单，适于大规模生产。
本发明的第三目的在于提供一种所述的减隔震聚氨酯树脂的应用方法，采用本发明所述的减隔震聚氨酯树脂制备出的微孔弹性体垫板用于轨道板系统内，处于轨道板与底座板之间，具有承载面积大，缓冲减震、隔音降噪效果明显、使用寿命长的特点。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种减隔震聚氨酯树脂，所述减隔震聚氨酯树脂包括第一组分和第二组分，所述第一组分中的异氰酸根(-NCO)的质量百分数(异氰酸基团占第一组分的质量百分数)为3.5％～25％，优选为10％～20％，进一步优选为12％～17％；第二组分的羟值(与1克第二组分中羟基摩尔数相等的氢氧化钾的毫克数)为35mgKOH/g～300mgKOH/g，优选为100mgKOH/g～250mgKOH/g，进一步优选为130mgKOH/g～220mgKOH/g；第一组份和第二组分的质量混合比为0.3～2.5，优选为0.7～1.8，进一步优选为0.9～1.6；
所述第一组分主要由以下质量分数的成分制备得到：
多元醇30％～90％，多异氰酸酯10％～70％；
所述第二组分主要由以下质量分数的成分制备得到：
多元醇40％～97％，交联剂1％～50％，发泡剂0.1％～10％，催化剂0.01％～5％，匀泡剂0.5％～3％，开孔剂0.1％～5％，抗氧剂0.1％～5％，紫外线吸收剂0.1％～2％。
本发明采用特定的成分及含量，制备得到具有特定异氰酸根质量百分数和羟值的减隔震聚氨酯树脂，所得减隔震聚氨酯树脂能够有效减小列车在行驶过程中的震动和噪音，并且使用寿命长；本发明可以通过配方的改变，可得到不同的聚氨酯树脂，使得所得的聚氨酯树脂可制得不同刚度的减隔震弹性体垫板，用以适应不同铁路路段的需求。本发明减隔震聚氨酯树脂能够解决现今铁路交通中存在行车不稳、震动大、噪音大的缺点，可应用于城市间和城际间紧邻居民的轨道交通建设。
进一步，第一组分的异氰酸根(-NCO)含量(异氰酸基团占第一组分的质量百分数)为：3.5％～5％、5％～6％、6％～7％、7％～8％、8％～9％、9％～10％、10％～11％、11％～12％、12％～13％、13％～14％、14％～15％、15％～16％、16％～17％、17％～18％、18％～19％、19％～20％、20％～21％、21％～22％、22％～23％、23％～24％、24％～25％；优选为10％～11％、11％～12％、12％～13％、13％～14％、14％～15％、15％～16％、16％～17％、17％～18％、18％～19％、19％～20％；特别优选为12％～13％、13％～14％、14％～15％、15％～16％、16％～17％。通过第一组分的异氰酸根(-NCO)含量的改变，可得到不同的聚氨酯树脂，使得所得的聚氨酯树脂可制得不同刚度的减隔震弹性体垫板，用以适应不同铁路路段的需求。
进一步，第二组分的羟值(与1克第二组分中羟基摩尔数相等的氢氧化钾的毫克数)为：35mgKOH/g～50mgKOH/g、50mgKOH/g～60mgKOH/g、60mgKOH/g～70mgKOH/g、70mgKOH/g～80mgKOH/g、80mgKOH/g～90mgKOH/g、90mgKOH/g～100mgKOH/g、100mgKOH/g～110mgKOH/g、110mgKOH/g～120mgKOH/g、120mgKOH/g～130mgKOH/g、130mgKOH/g～140mgKOH/g、140mgKOH/g～150mgKOH/g、150mgKOH/g～160mgKOH/g、160mgKOH/g～170mgKOH/g、170mgKOH/g～180mgKOH/g、180mgKOH/g～190mgKOH/g、190mgKOH/g～200mgKOH/g、200mgKOH/g～210mgKOH/g、210mgKOH/g～220mgKOH/g、220mgKOH/g～230mgKOH/g、230mgKOH/g～240mgKOH/g、240mgKOH/g～250mgKOH/g、250mgKOH/g～260mgKOH/g、260mgKOH/g～270mgKOH/g、270mgKOH/g～280mgKOH/g、280mgKOH/g～290mgKOH/g、290mgKOH/g～300mgKOH/g；优选为100mgKOH/g～110mgKOH/g、110mgKOH/g～120mgKOH/g、120mgKOH/g～130mgKOH/g、130mgKOH/g～140mgKOH/g、140mgKOH/g～150mgKOH/g、150mgKOH/g～160mgKOH/g、160mgKOH/g～170mgKOH/g、170mgKOH/g～180mgKOH/g、180mgKOH/g～190mgKOH/g、190mgKOH/g～200mgKOH/g、200mgKOH/g～210mgKOH/g、210mgKOH/g～220mgKOH/g、220mgKOH/g～230mgKOH/g、230mgKOH/g～240mgKOH/g、240mgKOH/g～250mgKOH/g；特别优选为130mgKOH/g～140mgKOH/g、140mgKOH/g～150mgKOH/g、150mgKOH/g～160mgKOH/g、160mgKOH/g～170mgKOH/g、170mgKOH/g～180mgKOH/g、180mgKOH/g～190mgKOH/g、190mgKOH/g～200mgKOH/g、200mgKOH/g～210mgKOH/g、210mgKOH/g～220mgKOH/g。通过第二组分的羟值的改变，可得到不同的聚氨酯树脂，使得所得的聚氨酯树脂可制得不同刚度的减隔震弹性体垫板，用以适应不同铁路路段的需求。
进一步，第一组份和第二组分质量混合比为：0.3～0.4、0.4～0.5、0.5～0.6、0.6～0.7、0.7～0.8、0.8～0.9、0.9～1、1～1.1、1.1～1.2、1.2～1.3、1.3～1.4、1.4～1.5、1.5～1.6、1.6～1.7、1.7～1.8、1.8～1.9、1.9～2.0、2.0～2.1、2.1～2.2、2.2～2.3、2.3～2.4、2.4～2.5；优选为0.7～0.8、0.8～0.9、0.9～1、1～1.1、1.1～1.2、1.2～1.3、1.3～1.4、1.4～1.5、1.5～1.6、1.6～1.7、1.7～1.8；特别优选为0.9～1、1～1.1、1.1～1.2、1.2～1.3、1.3～1.4、1.4～1.5、1.5～1.6。通过第一组份和第二组分质量混合比的改变，可得到不同的聚氨酯树脂，使得所得的聚氨酯树脂可制得不同刚度的减隔震弹性体垫板，用以适应不同铁路路段的需求。
进一步地，所述第一组分主要由以下质量分数的成分制备得到：
多元醇45％～75％，优选为51％～69％，多异氰酸酯25％～55％，优选为31％～49％。
进一步地，所述第二组分主要由以下质量分数的成分制备得到：
多元醇55％～85％，优选为64％～79％；交联剂12.5％～37.5％，优选为17.5％～30％；发泡剂2.5％～7.5％，优选为3.5％～6％；催化剂1.25％～3.75％，优选为1.75％～3％；匀泡剂1％～2.5％，优选为1.5％～2.2％；开孔剂1.25％～3.75％，优选为1.75％～3％；抗氧剂1.25％～3.75％，优选为1.75％～3％；紫外线吸收剂0.5％～1.5％，优选为0.8％～1.3％。
采用特定的成分组成及含量，可得到不同的聚氨酯树脂，使得所得的聚氨酯树脂可制得不同刚度的减隔震弹性体垫板，用以适应不同铁路路段的需求。
采用特定的交联剂、发泡剂、匀泡剂、开孔剂等，可以提高所得聚氨酯树脂的机械性能，使其能够有效缓冲减震、隔音降噪；采用特定的抗氧剂和紫外线吸收剂等，可以提高所得聚氨酯树脂使用寿命。
所述第一组分中的多元醇包括聚四氢呋喃二醇，数均分子量为500～8000，优选为1000～5000，进一步优选为2000～4000，官能度为2～3，异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)及其改性物中的一种或多种。
进一步，所述聚四氢呋喃二醇的数均分子量为500～1000、1000～1500、1500～2000、2000～2500、2500～3000、3000～3500、3500～4000、4000～4500、4500～5000、5000～5500、5500～6000、6000～6500、6500～7000、7000～7500、7500～8000；优选为1000～1500、1500～2000、2000～2500、2500～3000、3000～3500、3500～4000、4000～4500、4500～5000；特别优选为2000～2500、2500～3000、3000～3500、3500～4000。
进一步，所述的聚四氢呋喃二醇包括PTMEG500(京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)、PTMEG1000(京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)、PTMEG2000(京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)、PTMEG4000(京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)、PTMEG6000(京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)、PTMEG8000(京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)中的一种或多种；但不限于PTMEG500(京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)、PTMEG1000(京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)、PTMEG2000(京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)、PTMEG4000(京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)、PTMEG6000(京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)、PTMEG8000(京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)中的一种或多种。
进一步，所述的异氰酸酯包括MDI-100(烟台万华聚氨酯有限公司)、MDI-30(德国拜耳公司)、JLCMDI-50(京嘉联创(北京)新材料技术有限公司)中的一种或多种；但不限于MDI-100(烟台万华聚氨酯有限公司)、MDI-30(德国拜耳公司)、JLCMDI-50(京嘉联创(北京)新材料技术有限公司)中的一种或多种。
所述第二组分中的多元醇包括环氧丙烷聚醚多元醇，数均分子量为500～8000，优选为1000～5000，进一步优选为2000～4000，羟基官能度为2～8，优选为3～7，进一步优选为4～6；交联剂包括三羟甲基丙烷、1,4-丁二醇、丙三醇、丙二醇和3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷中的一种或多种；所述发泡剂包括物理发泡剂和化学发泡剂中的一种或多种；催化剂包括有机锡类催化剂和有机胺类催化剂中的一种或多种；匀泡剂包括改性有机硅油；开孔剂包括有机开孔剂和无机开孔剂中的一种或多种；抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂中的一种或多种；紫外线吸收剂包括有机类紫外线吸收剂和无机类紫外线吸收剂中的一种或多种。
进一步，所述环氧丙烷聚醚多元醇的数均分子量为：500～1000、1000～1500、1500～2000、2000～2500、2500～3000、3000～3500、3500～4000、4000～4500、4500～5000、5000～5500、5500～6000、6000～6500、6500～7000、7000～7500、7500～8000；优选为1000～1500、1500～2000、2000～2500、2500～3000、3000～3500、3500～4000、4000～4500、4500～5000；特别优选为2000～2500、2500～3000、3000～3500、3500～4000。
进一步，所述的环氧丙烷聚醚多元醇包括DDL-500(山东蓝星东大化工有限责任公司)、DDL-1000(山东蓝星东大化工有限责任公司)、DDL2000(山东蓝星东大化工有限责任公司)、DDL-8000(山东蓝星东大化工有限责任公司)中的一种或多种；但不限于DDL-500(山东蓝星东大化工有限责任公司)、DDL-1000(山东蓝星东大化工有限责任公司)、DDL2000(山东蓝星东大化工有限责任公司)、DDL-8000(山东蓝星东大化工有限责任公司)中的一种或多种。
进一步，所述的交联剂包括1-4丁二醇(济宁华凯树脂有限公司)、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷(济宁华凯树脂有限公司)、三羟甲基丙烷TMP(寿光市鲁科化工有限责任公司)、丙三醇(广州市盛强化工有限公司)、丙二醇(广州市盛强化工有限公司)中的一种或多种；但不限于1-4丁二醇(济宁华凯树脂有限公司)、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷(济宁华凯树脂有限公司)、三羟甲基丙烷TMP(寿光市鲁科化工有限责任公司)、丙三醇(广州市盛强化工有限公司)、丙二醇(广州市盛强化工有限公司)中的一种或多种。
进一步，所述催化剂包括辛酸亚锡(济宁恒泰化工有限公司)和A33(济宁恒泰化工有限公司)中的一种或两种，但不限于辛酸亚锡(济宁恒泰化工有限公司)和A33(济宁恒泰化工有限公司)中的一种或两种。
进一步，所述的匀泡剂包括AK158(京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)和BD-3088(京嘉联创(北京)新材料技术有限公司)中的一种或两种，但不限于AK158(京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)和BD-3088(京嘉联创(北京)新材料技术有限公司)中的一种或两种。
进一步，所述的开孔剂包括AK-9901(京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)和AK-9955(京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)中的一种或两种，但不限于AK-9901(京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)和AK-9955(京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)中的一种或两种。
进一步，所述的抗氧剂包括抗氧剂JLC-101A(京嘉联创(北京)新材料技术有限公司)，但不限于抗氧剂JLC-101A(京嘉联创(北京)新材料技术有限公司)。
进一步，所述的紫外吸收剂包括紫外吸收剂UV328(京嘉联创(北京)新材料技术有限公司)，但不限于紫外吸收剂UV328(京嘉联创(北京)新材料技术有限公司)。
所述物理发泡剂沸点为15℃～80℃，优选为32℃～62℃，进一步优选为41℃～56℃；所述化学发泡剂包括水。
进一步，物理发泡剂沸点为：15℃～20℃、20℃～23℃、23℃～26℃、26℃～29℃、29℃～32℃、32℃～35℃、35℃～38℃、38℃～41℃、41℃～44℃、44℃～47℃、47℃～50℃、50℃～53℃、53℃～56℃、56℃～59℃、59℃～62℃、62℃～65℃、65℃～68℃、68℃～71℃、71℃～74℃、74℃～77℃、77℃～80℃；优选为32℃～35℃、35℃～38℃、38℃～41℃、41℃～44℃、44℃～47℃、47℃～50℃、50℃～53℃、53℃～56℃、56℃～59℃、59℃～62℃、特别优选为41℃～44℃、44℃～47℃、47℃～50℃、50℃～53℃、53℃～56℃。
再进一步，所述发泡剂包括水(去离子水)和发泡剂CFC-11(常熟三爱富中昊化工新材料有限公司)中的一种或两种，但不限于水(去离子水)和发泡剂CFC-11(常熟三爱富中昊化工新材料有限公司)中的一种或两种。
所述第二组分中还包括颜料0.2％～10％，优选为2.5％～7.5％，进一步优选为3.5％～6％。
所述颜料包括有机染料和无机颜料中的一种或多种。
进一步，所述的颜料包括炭黑TY-1(天津天一世纪化工产品科技发展有限公司)和铬红HBT-R615(广州市宏特化工科技有限公司)中的一种或两种，但不限于炭黑TY-1(天津天一世纪化工产品科技发展有限公司)和铬红HBT-R615(广州市宏特化工科技有限公司)中的一种或两种。
上述的一种减隔震聚氨酯树脂的制备方法，包括如下步骤：
把第一组分和第二组分按质量混合比混合均均，得到一种减隔震聚氨酯树脂；
进一步，第一组分和第二组分的反应方程式包括：
(1)异氰酸酯与羟基的反应：
上述反应中，R表示异氰酸酯核基，Rˊ为聚醚，也可以是小分子烷基。
(2)异氰酸酯与水的反应：
(3)异氰酸酯与氨基的反应：
所述第一组分的制备方法包括如下步骤：
把原料按照按配比加入反应釜中，室温混合搅拌均匀，缓慢升温至80～90℃，反应1～5h，检验第一组分NCO含量达到预定值后降至室温，得到第一组分成品；
所述第二组分的制备方法包括如下步骤：
把原料按照按质量分数配比加入反应釜中，加热至65～75℃搅拌1～3h，升温至100～120℃真空脱水(真空度大于0.095MPa)1～3h，检测第二组分羟值达到预定值之后，降温至室温后得到第二组分成品。
本发明减隔震聚氨酯树脂的制备方法工序简单，所需时间短，适于大规模生产，所得减隔震聚氨酯树脂为一种微孔弹性体。
上述的一种减隔震聚氨酯树脂的应用方法，所述聚氨酯树脂用于制备减隔震弹性体垫板。
本发明减隔震聚氨酯树脂的微孔弹性体表观密度为150kg/m3～800kg/m3，压缩刚度为0.01MPa/mm～5.0MPa/mm，动静刚度比为1.0～1.5，压缩永久变形为1％～10％。
进一步，制备的减隔震聚氨酯树脂的微孔弹性体表观密度为：150kg/m3～180kg/m3、180kg/m3～210kg/m3、210kg/m3～240kg/m3、240kg/m3～270kg/m3、270kg/m3～300kg/m3、300kg/m3～330kg/m3、330kg/m3～360kg/m3、360kg/m3～390kg/m3、390kg/m3～420kg/m3、420kg/m3～450kg/m3、450kg/m3～480kg/m3、480kg/m3～510kg/m3、510kg/m3～540kg/m3、540kg/m3～570kg/m3、570kg/m3～600kg/m3、600kg/m3～630kg/m3、630kg/m3～660kg/m3、690kg/m3～720kg/m3、720kg/m3～750kg/m3、750kg/m3～780kg/m3、780kg/m3～800kg/m3；优选为300kg/m3～330kg/m3、330kg/m3～360kg/m3、360kg/m3～390kg/m3、390kg/m3～420kg/m3、420kg/m3～450kg/m3、450kg/m3～480kg/m3、480kg/m3～510kg/m3、510kg/m3～540kg/m3、540kg/m3～570kg/m3、570kg/m3～600kg/m3；特别优选为390kg/m3～420kg/m3、420kg/m3～450kg/m3、450kg/m3～480kg/m3、480kg/m3～510kg/m3、510kg/m3～540kg/m3。
进一步，制备的减隔震聚氨酯树脂的微孔弹性体的压缩刚度为：0.01MPa/mm～0.25MPa/mm、0.25MPa/mm～0.5MPa/mm、0.5MPa/mm～0.75MPa/mm、0.75MPa/mm～1.0MPa/mm、1.0MPa/mm～1.25MPa/mm、1.25MPa/mm～1.5MPa/mm、1.5MPa/mm～1.75MPa/mm、1.75MPa/mm～2.0MPa/mm、2.0MPa/mm～2.25MPa/mm、2.25MPa/mm～2.5MPa/mm、2.5MPa/mm～2.75MPa/mm、2.75MPa/mm～3.0MPa/mm、3.0MPa/mm～3.25MPa/mm、3.25MPa/mm～3.5MPa/mm、3.5MPa/mm～3.75MPa/mm、3.75MPa/mm～4.0MPa/mm、4.0MPa/mm～4.25MPa/mm、4.25MPa/mm～4.5MPa/mm、4.5MPa/mm～4.75MPa/mm、4.75MPa/mm～5.0MPa/mm；优选为1.25MPa/mm～1.5MPa/mm、1.5MPa/mm～1.75MPa/mm、1.75MPa/mm～2.0MPa/mm、2.0MPa/mm～2.25MPa/mm、2.25MPa/mm～2.5MPa/mm、2.5MPa/mm～2.75MPa/mm、2.75MPa/mm～3.0MPa/mm、3.0MPa/mm～3.25MPa/mm、3.25MPa/mm～3.5MPa/mm、3.5MPa/mm～3.75MPa/mm；特别优选为2.0MPa/mm～2.25MPa/mm、2.25MPa/mm～2.5MPa/mm、2.5MPa/mm～2.75MPa/mm、2.75MPa/mm～3.0MPa/mm、3.0MPa/mm～3.25MPa/mm。
进一步，制备的减隔震聚氨酯树脂的微孔弹性体的动静刚度比为1.0～1.025、1.025～1.05、1.05～1.075、1.075～1.1、1.1～1.125、1.125～1.15、1.15～1.175、1.175～1.2、1.2～1.225、1.225～1.25、1.25～1.275、1.275～1.3、1.3～1.325、1.325～1.35、1.35～1.375、1.375～1.4、1.4～1.425、1.425～1.45、1.45～1.475、1.475～1.5；优选为1.1～1.125、1.125～1.15、1.15～1.175、1.175～1.2、1.2～1.225、1.225～1.25、1.25～1.275、1.275～1.3、1.3～1.325、1.325～1.35；特别优选为1.15～1.175、1.175～1.2、1.2～1.225、1.225～1.25、1.25～1.275、1.275～1.3。
进一步，制备的减隔震聚氨酯树脂的微孔弹性体的压缩永久变形为：1％～1.5％、1.5％～2％、2％～2.5％、2.5％～3％、3％～3.5％、3.5％～4％、4％～4.5％、4.5％～5％、5％～5.5％、5.5％～6％、6％～6.5％、6.5％～7％、7％～7.5％、7.5％～8％、8％～8.5％、8.5％～9％、9％～9.5％、9.5％～10％；优选为3％～3.5％、3.5％～4％、4％～4.5％、4.5％～5％、5％～5.5％、5.5％～6％、6％～6.5％、6.5％～7％、7％～7.5％、7.5％～8％；特别优选为4％～4.5％、4.5％～5％、5％～5.5％、5.5％～6％、6％～6.5％。
本发明所制备出的减隔震弹性体垫板用于轨道板系统内，处于轨道板与底座板之间，具有承载面积大，缓冲减震、隔音降噪效果明显的特点。本发明所提供的聚氨酯树脂第一组分和第二组分混合均匀后制得的弹性体垫板的动静刚度比为1～1.5，在静压力和动压力作用时弹性体垫板的刚度相差不大，可有效的减小列车在行驶过程中的震动和噪音。本发明所提供的聚氨酯树脂第一组分和第二组分混合均匀后制得的弹性体垫板的压缩永久变形小于10％，具有长的使用寿命。本发明可以通过配方的改变，可得到不同的聚氨酯树脂，使得所得的聚氨酯树脂可制得不同刚度的减隔震弹性体垫板，用以适应不同铁路路段的需求。本发明减隔震聚氨酯树脂能够解决现今铁路交通中存在行车不稳、震动大、噪音大的缺点，可应用于城市间和城际间紧邻居民的轨道交通建设。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明采用特定的成分及含量，制备得到具有特定异氰酸根质量百分数和羟值的减隔震聚氨酯树脂，所得减隔震聚氨酯树脂混合后制得的减隔震弹性体垫板能够有效减小列车在行驶过程中的震动和噪音，并且使用寿命长；本发明可以通过配方的改变，可得到不同的聚氨酯树脂，使得所得的聚氨酯树脂可制得不同刚度的减隔震弹性体垫板，用以适应不同铁路路段的需求。本发明减隔震聚氨酯树脂能够解决现今铁路交通中存在行车不稳、震动大、噪音大的缺点，可应用于城市间和城际间紧邻居民的轨道交通建设。本发明减隔震聚氨酯树脂的制备方法工序简单，所需时间短，适于大规模生产，所得减隔震聚氨酯树脂为一种微孔弹性体。本发明所制备出的减隔震弹性体垫板用于轨道板系统内，处于轨道板与底座板之间，具有承载面积大，缓冲减震、隔音降噪效果明显的特点。本发明所提供的聚氨酯树脂第一组分和第二组分混合均匀后制得的弹性体垫板的动静刚度比为1～1.5，在静压力和动压力作用时弹性体垫板的刚度相差不大，可有效的减小列车在行驶过程中的震动和噪音。本发明所提供的聚氨酯树脂第一组分和第二组分混合均匀后制得的弹性体垫板的压缩永久变形小于10％，具有长的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明第一组分制备工艺流程图；
图2为本发明第二组分制备工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
一种减隔震聚氨酯树脂的制备方法，包括如下步骤：
第一组分：以质量分数计，异氰酸酯(改性MDI，JLCMDI-50(京嘉联创(北京)新材料技术有限公司))10％，多元醇(PTMEG6000，京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)、90％。
第二组分：以质量分数计，多元醇(DDL-500，山东蓝星东大化工有限责任公司)40％，交联剂(1-4丁二醇、济宁华凯树脂有限公司)50％，发泡剂(水，去离子水)1.5％，催化剂(A33、济宁恒泰化工有限公司)5％，匀泡剂(AK158，京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)3％，开孔剂(AK-9901，京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)0.1％，抗氧剂(JLC-101A，京嘉联创(北京)新材料技术有限公司)0.1％，紫外线吸收剂(UV328A，京嘉联创(北京)新材料技术有限公司)0.1％，颜料(炭黑TY-1，天津天一世纪化工产品科技发展有限公司)0.2％。
第一组分制备方法：
(1)按照配方准备好原料。
(2)将原料准确的加入反应釜中，其称量误差小于1％。
(3)打开反应釜的搅拌，在室温下混合搅拌一个小时。
(4)缓慢的提高反应釜的温度到85℃，反应3h。
(5)检验第一组分NCO含量，达到理论值后缓慢的将物料的温度降低至室温；未达到则继续反应直至NCO含量达到理论值，再降温至室温。。
(6)检验、计量和包装得到第一组分。
第二组分制备方法：
(1)按照配方准备好原料。
(2)将原料准确的加入反应釜中，其称量误差小于1％。
(3)打开反应釜搅拌，并缓慢的将反应釜内物料的温度升到70℃搅拌2h。
(4)继续缓慢的将反应釜内物料的温度升到110℃真空脱水(真空度大于0.095MPa)2h。
(5)检测第二组分羟值，达到理论值后缓慢的将物料的温度降低至室温；未达到则继续反应直至羟值达到理论值，再降温至室温。
(6)检验、计量和包装得到第二组分。
通过把第一组分、第二组分按质量混合比为2.5混合均匀后制得弹性体垫板。
实施例2
一种减隔震聚氨酯树脂的制备方法，包括如下步骤：
第一组分：以质量分数计，异氰酸酯(改性MDI(JLCMDI-50，京嘉联创(北京)新材料技术有限公司))70％，多元醇(PTMEG500，京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)30％。
第二组分：以质量分数计，多元醇(DDL-1000，山东蓝星东大化工有限责任公司)97％，交联剂(3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷，济宁华凯树脂有限公司)1％，发泡剂(水，去离子水)0.1％，催化剂(A33，济宁恒泰化工有限公司)0.01％，匀泡剂(JLC-908，京嘉联创(北京)新材料技术有限公司)0.5％，开孔剂(JLC-908，京嘉联创(北京)新材料技术有限公司)0.5％，抗氧剂(JLC-101A，京嘉联创(北京)新材料技术有限公司)0.5％，紫外线吸收剂0.2％(UV328A，京嘉联创(北京)新材料技术有限公司)，颜料(炭黑TY-1，天津天一世纪化工产品科技发展有限公司)0.19％。
第一组分制备方法：
(1)按照配方准备好原料。
(2)将原料准确的加入反应釜中，其称量误差小于1％。
(3)打开反应釜的搅拌，在室温下混合搅拌一个小时。
(4)缓慢的提高反应釜的温度到85℃，反应3h。
(5)检验第一组分NCO含量，达到理论值后缓慢的将物料的温度降低至室温；未达到则继续反应直至NCO含量达到理论值，再降温至室温。
(6)检验、计量和包装得到第一组分。
第二组分制备方法：
(1)按照配方准备好原料。
(2)将原料准确的加入反应釜中，其称量误差小于1％。
(3)打开反应釜搅拌，并缓慢的将反应釜内物料的温度升到70℃搅拌2h。
(4)继续缓慢的将反应釜内物料的温度升到110℃真空脱水(真空度大于0.095MPa)2h。
(5)检测第二组分羟值，达到理论值后缓慢的将物料的温度降低至室温；未达到则继续反应直至羟值达到理论值，再降温至室温。
(6)检验、计量和包装得到第二组分。
通过把第一组分、第二组分按质量混合比为1.2混合均匀制得弹性体垫板。
实施例3
一种减隔震聚氨酯树脂的制备方法，包括如下步骤：
第一组分：以质量分数计，异氰酸酯(MDI-30，德国拜耳公司)40％，多元醇(PTMEG8000，京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)60％。
第二组分：以质量分数计，多元醇(DDL-1000，山东蓝星东大化工有限责任公司)70％，交联剂(1-4丁二醇、济宁华凯树脂有限公司)15％，发泡剂(CFC-11,常熟三爱富中昊化工新材料有限公司)10％，催化剂(辛酸亚锡，济宁恒泰化工有限公司)1％，匀泡剂(AK158，京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)0.5％，开孔剂(AK-9901，京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)0.5％，抗氧剂(JLC-101A，京嘉联创(北京)新材料技术有限公司)0.5％，紫外线吸收剂(UV328A，京嘉联创(北京)新材料技术有限公司)2％，颜料(铬红HBT-R615，广州市宏特化工科技有限公司)0.5％。
第一组分制备方法：
(1)按照配方准备好原料。
(2)将原料准确的加入反应釜中，其称量误差小于1％。
(3)打开反应釜的搅拌，在室温下混合搅拌一个小时。
(4)缓慢的提高反应釜的温度到85℃，反应3h。
(5)检验第一组分NCO含量，达到理论值后缓慢的将物料的温度降低至室温；未达到则继续反应直至NCO含量达到理论值，再降温至室温。
(6)检验、计量和包装得到第一组分。
第二组分制备方法：
(1)按照配方准备好原料。
(2)将原料准确的加入反应釜中，其称量误差小于1％。
(3)打开反应釜搅拌，并缓慢的将反应釜内物料的温度升到70℃搅拌2h。
(4)继续缓慢的将反应釜内物料的温度升到110℃真空脱水(真空度大于0.095MPa)2h。
(5)检测第二组分羟值，达到理论值后缓慢的将物料的温度降低至室温；未达到则继续反应直至羟值达到理论值，再降温至室温。
(6)检验、计量和包装得到第二组分。
通过把第一组分、第二组分按质量混合比例为1.3混合均匀制得弹性体垫板。
实施例4
一种减隔震聚氨酯树脂的制备方法，包括如下步骤：
第一组分：以质量分数计，异氰酸酯(MDI-100烟台万华聚氨酯有限公司)40％，多元醇(PTMEG1000，京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)60％。
第二组分：以质量分数计，多元醇(DDL-1000，山东蓝星东大化工有限责任公司)70，交联剂(三羟甲基丙烷TMP，寿光市鲁科化工有限责任公司)15％，发泡剂(水，去离子水)1％，催化剂(A33、济宁恒泰化工有限公司)1％，匀泡剂JLC-908(京嘉联创(北京)新材料技术有限公司)1％，开孔剂(AK-9901，京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)5％，抗氧剂(JLC-101A，京嘉联创(北京)新材料技术有限公司)5％，紫外线吸收剂(UV328A，京嘉联创(北京)新材料技术有限公司)1％，颜料(铬红HBT-R615，广州市宏特化工科技有限公司)1％。
第一组分制备方法：
(1)按照配方准备好原料。
(2)将原料准确的加入反应釜中，其称量误差小于1％。
(3)打开反应釜的搅拌，在室温下混合搅拌一个小时。
(4)缓慢的提高反应釜的温度到85℃，反应3h。
(5)检验第一组分NCO含量，达到理论值后缓慢的将物料的温度降低至室温；未达到则继续反应直至NCO含量达到理论值，再降温至室温。
(6)检验、计量和包装得到第一组分。
第二组分制备方法：
(1)按照配方准备好原料。
(2)将原料准确的加入反应釜中，其称量误差小于1％。
(3)打开反应釜搅拌，并缓慢的将反应釜内物料的温度升到70℃搅拌2h。
(4)继续缓慢的将反应釜内物料的温度升到110℃真空脱水(真空度大于0.095MPa)2h。
(5)检测第二组分羟值，达到理论值后缓慢的将物料的温度降低至室温；未达到则继续反应直至羟值达到理论值，再降温至室温。
(6)检验、计量和包装得到第二组分。
通过把第一组分、第二组分按质量混合比为1.4混合均匀制得弹性体垫板。
实施例5
一种减隔震聚氨酯树脂的制备方法，包括如下步骤：
第一组分：以质量分数计，异氰酸酯(MDI-100烟台万华聚氨酯有限公司)50％，多元醇(PTMEG2000，京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)50％。
第二组分：以质量分数计，多元醇(DDL-2000，山东蓝星东大化工有限责任公司)70％，交联剂(丙三醇，广州市盛强化工有限公司)15％，发泡剂(水，去离子水)0.5％，催化剂(辛酸亚锡，济宁恒泰化工有限公司)0.5％，匀泡剂(AK158，京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)1％，开孔剂(JLC-905京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)1％，抗氧剂(JLC-101A，京嘉联创(北京)新材料技术有限公司)1％，紫外线吸收剂(UV328A，京嘉联创(北京)新材料技术有限公司)1％，颜料(铬红HBT-R615，广州市宏特化工科技有限公司)10％。
第一组分制备方法：
(1)按照配方准备好原料。
(2)将原料准确的加入反应釜中，其称量误差小于1％。
(3)打开反应釜的搅拌，在室温下混合搅拌一个小时。
(4)缓慢的提高反应釜的温度到85℃，反应3h。
(5)检验第一组分NCO含量，达到理论值后缓慢的将物料的温度降低至室温；未达到则继续反应直至NCO含量达到理论值，再降温至室温。
(6)检验、计量和包装得到第一组分。
第二组分制备方法：
(1)按照配方准备好原料。
(2)将原料准确的加入反应釜中，其称量误差小于1％。
(3)打开反应釜搅拌，并缓慢的将反应釜内物料的温度升到70℃搅拌2h。
(4)继续缓慢的将反应釜内物料的温度升到110℃真空脱水(真空度大于0.095MPa)2h。
(5)检测第二组分羟值，达到理论值后缓慢的将物料的温度降低至室温。
(6)检验、计量和包装得到第二组分。
通过把第一组分、第二组分按质量混合比为0.3混合均匀后制得弹性体垫板。
实施例6
一种减隔震聚氨酯树脂的制备方法，包括如下步骤：
第一组分：以质量分数计，异氰酸酯(MDI-100烟台万华聚氨酯有限公司)30％，多元醇(PTMEG4000，京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)70％。
第二组分：以质量分数计，多元醇(DDL-8000，山东蓝星东大化工有限责任公司)80％，交联剂(丙二醇，广州市盛强化工有限公司)5％，发泡剂(CFC-11，常熟三爱富中昊化工新材料有限公司)2％，催化剂(A33、济宁恒泰化工有限公司)2％，匀泡剂JLC-908(京嘉联创(北京)新材料技术有限公司)2％，开孔剂(JLC-905京嘉联创(湖北)新材料科技有限公司)3％，抗氧剂(JLC-101A，京嘉联创(北京)新材料技术有限公司)2％，紫外线吸收剂(UV328A，京嘉联创(北京)新材料技术有限公司)2％，颜料(炭黑TY-1，天津天一世纪化工产品科技发展有限公司)2％。
第一组分工艺：
(1)按照配方准备好原料。
(2)将原料准确的加入反应釜中，其称量误差小于1％。
(3)打开反应釜的搅拌，在室温下混合搅拌一个小时。
(4)缓慢的提高反应釜的温度到85℃，反应3h。
(5)检验第一组分NCO含量，达到理论值后缓慢的将物料的温度降低至室温；未达到则继续反应直至NCO含量达到理论值，再降温至室温。
(6)检验、计量和包装得到第一组分。
第二组分工艺：
(1)按照配方准备好原料。
(2)将原料准确的加入反应釜中，其称量误差小于1％。
(3)打开反应釜搅拌，并缓慢的将反应釜内物料的温度升到70℃搅拌2h。
(4)继续缓慢的将反应釜内物料的温度升到110℃真空脱水(真空度大于0.095MPa)2h。
(5)检测第二组分羟值，达到理论值后缓慢的将物料的温度降低至室温；未达到则继续反应直至羟值达到理论值，再降温至室温。
(6)检验、计量和包装得到第二组分。
通过把第一组分、第二组分按质量混合比为0.9混合均匀后制得弹性体垫板。
本发明所得弹性体垫板的相关性能参数如表1所示：
表1本发明弹性体垫板的相关性能参数
通过表1可以看出，采用本发明减隔震聚氨酯树脂所制备的弹性体垫板的动静刚度比为1～1.5，在静压力和动压力作用时弹性体垫板的刚度相差不大，可有效的减小列车在行驶过程中的震动和噪音。采用本发明减隔震聚氨酯树脂所制备的弹性体垫板的压缩永久变形小于10％，具有长的使用寿命。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种减隔震聚氨酯树脂，其特征在于，所述减隔震聚氨酯树脂包括第一组分和第二组分，所述第一组分中的异氰酸根的质量百分数为3.5％～25％，优选为10％～20％，进一步优选为12％～17％；第二组分的羟值为35mgKOH/g～300mgKOH/g，优选为100mgKOH/g～250mgKOH/g，进一步优选为130mgKOH/g～220mgKOH/g；第一组份和第二组分的质量混合比为0.3～2.5，优选为0.7～1.8，进一步优选为0.9～1.6；
所述第一组分主要由以下质量分数的成分制备得到：
多元醇30％～90％，多异氰酸酯10％～70％；
所述第二组分主要由以下质量分数的成分制备得到：
多元醇40％～97％，交联剂1％～50％，发泡剂0.1％～10％，催化剂0.01％～5％，匀泡剂0.5％～3％，开孔剂0.1％～5％，抗氧剂0.1％～5％，紫外线吸收剂0.1％～2％。
2.根据权利要求1所述的一种减隔震聚氨酯树脂，其特征在于，所述第一组分中的多元醇包括聚四氢呋喃二醇，数均分子量为500～8000，优选为1000～5000，进一步优选为2000～4000，官能度为2～3，异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯及其改性物中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种减隔震聚氨酯树脂，其特征在于，所述第二组分中的多元醇包括环氧丙烷聚醚多元醇，数均分子量为500～8000，优选为1000～5000，进一步优选为2000～4000，羟基官能度为2～8，优选为3～7，进一步优选为4～6；交联剂包括三羟甲基丙烷、1,4-丁二醇、丙三醇、丙二醇和3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷中的一种或多种；所述发泡剂包括物理发泡剂和化学发泡剂中的一种或多种；催化剂包括有机锡类催化剂和有机胺类催化剂中的一种或多种；匀泡剂包括改性有机硅油；开孔剂包括有机开孔剂和无机开孔剂中的一种或多种；抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂中的一种或多种；紫外线吸收剂包括有机类紫外线吸收剂和无机类紫外线吸收剂中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的一种减隔震聚氨酯树脂，其特征在于，所述物理发泡剂沸点为15℃～80℃，优选为32℃～62℃，进一步优选为41℃～56℃；所述化学发泡剂包括水。
5.根据权利要求1所述的一种减隔震聚氨酯树脂，其特征在于，所述第二组分中还包括颜料0.2％～10％，优选为2.5％～7.5％，进一步优选为3.5％～6％。
6.根据权利要求5所述的一种减隔震聚氨酯树脂，其特征在于，所述颜料包括有机染料和无机颜料中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种减隔震聚氨酯树脂，其特征在于，所述第一组分主要由以下质量分数的成分制备得到：
多元醇45％～75％，优选为51％～69％，多异氰酸酯25％～55％，优选为31％～49％。
8.根据权利要求1所述的一种减隔震聚氨酯树脂，其特征在于，所述第二组分主要由以下质量分数的成分制备得到：
多元醇55％～85％，优选为64％～79％；交联剂12.5％～37.5％，优选为17.5％～30％；发泡剂2.5％～7.5％，优选为3.5％～6％；催化剂1.25％～3.75％，优选为1.75％～3％；匀泡剂1％～2.5％，优选为1.5％～2.2％；开孔剂1.25％～3.75％，优选为1.75％～3％；抗氧剂1.25％～3.75％，优选为1.75％～3％；紫外线吸收剂0.5％～1.5％，优选为0.8％～1.3％。
9.如权利要求1-8任一所述的一种减隔震聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
把第一组分和第二组分按质量混合比混合均均，得到一种减隔震聚氨酯树脂；
所述第一组分的制备方法包括如下步骤：
把原料按照按配比加入反应釜中，室温混合搅拌均匀，缓慢升温至80～90℃，反应1～5h，检验第一组分NCO含量达到预定值后降至室温，得到第一组分成品；
所述第二组分的制备方法包括如下步骤：
把原料按照按质量分数配比加入反应釜中，加热至65～75℃搅拌1～3h，升温至100～120℃真空脱水1～3h，检测第二组分羟值达到预定值之后，降温至室温后得到第二组分成品。
10.如权利要求1-8任一所述的一种减隔震聚氨酯树脂的应用方法，其特征在于，所述聚氨酯树脂用于制备减隔震弹性体垫板。
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