CN110105521A - 一种铁路轨道用液体橡胶减振垫及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于橡胶减振制品技术领域，更具体地，本发明涉及一种铁路轨道用液体橡胶减振垫及其应用。一种铁路轨道用液体橡胶减振垫，原料至少包括A组分和B组分：A组分按重量份计，至少包括100份高回弹聚醚，0～60份接枝聚醚，0～20份纳米碳酸钙，3～5份脂肪族扩链剂，0～5份阻燃剂，0.2～1.2份有机硅表面活性剂，0～2.0份水，3～5份芳香族扩链剂，0.05～0.2份紫外吸收剂，0.05～0.3份抗氧剂；B组分按重量份计，至少包括100份异氰酸酯，0.1～0.3份催化剂，0.005～0.01份增塑剂；所述A组分和所述B组分的重量比为(5～10)：1；所述液体橡胶减振垫的动静刚度比不高于1.30。

Description

一种铁路轨道用液体橡胶减振垫及其应用
技术领域
本发明属于橡胶减振制品技术领域，更具体地，本发明涉及一种铁路轨道用液体橡胶减振垫及其应用。
背景技术
随着高速铁路运营速度的不断提高，车辆在运行中产生的震动和噪音也不断增加，为了减少提速所带来的负面影响，在铁路轨道铺设时需要在水泥枕木和钢轨之间加一弹性垫板来减少刚性材料之间产生的震动和噪音。另外，除要求用于铁路垫板的材料具有恰当的动态刚度、静态刚度以及较小的动静刚度比，以起到减振效果外，材料还需要有较小的压缩永久形变及优异的耐疲劳性能，以保证轨道良好的压缩特性以及减振部件的性能保持率和使用寿命；材料还需要有较好的耐溶剂性能、电性能，以保证部件的环境适应性。
传统的铁路减振垫板是采用天然橡胶材料来制备的，但受到交变外力作用时，弹性回复比较慢，动静刚度比在1.5以上，难以满足高速铁路的发展要求。聚氨酯微孔弹性体孔径分布均匀，具有密度小、抗冲击、吸能、吸音、强度高、缓冲性能好、耐磨、耐油、抗疲劳等优异的综合性能，可用作高速铁路减振垫材料，但动静刚度比、耐高温、耐低温、耐腐蚀、拉伸性能等还需进一步提高。
发明内容
为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种铁路轨道用液体橡胶减振垫，原料至少包括A组分和B组分：
A组分按重量份计，至少包括100份高回弹聚醚，0～60份接枝聚醚，0～20份纳米碳酸钙，3～5份脂肪族扩链剂，0～5份阻燃剂，0.2～1.2份有机硅表面活性剂，0～2份水，3～5份芳香族扩链剂，0.05～0.2份紫外吸收剂，0.05～0.3份抗氧剂；
B组分按重量份计，至少包括100份异氰酸酯，0.1～0.3份催化剂，0.005～0.01份增塑剂；
所述A组分和所述B组分的重量比为(5～10)：1；所述液体橡胶减振垫的动静刚度比不高于1.30。
作为本发明一种优选的技术方案，所述液体橡胶减振垫的动静刚度比不高于1.10。
作为本发明一种优选的技术方案，所述高回弹聚醚的平均官能度为2.8～3.2，重均分子量为5000～6000。
作为本发明一种优选的技术方案，所述高回弹聚醚的羟值为32～36mgKOH/g。
作为本发明一种优选的技术方案，所述接枝聚醚的平均官能度为2.5～3.2，羟值为24～28mgKOH/g。
作为本发明一种优选的技术方案，所述接枝聚醚的粘度为2500～3500mPa·s。
作为本发明一种优选的技术方案，所述脂肪族扩链剂和所述芳香族扩链剂的重量比为(0.7～1.5)：1。
作为本发明一种优选的技术方案，所述催化剂选自有机锡类催化剂、有机铋类催化剂、有机锌类催化剂中的一种或多种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述芳香族扩链剂选自对苯二酚二羟乙基醚、间苯二酚二羟乙基醚、3-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚中的一种或多种。
本发明第二方面提供了一种所述液体橡胶减振垫的应用，应用在高铁、地铁公路工程的隧道、路基和桥梁领域。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明提供的液体橡胶减振垫无味无毒，环保生态，具有一定的结构强度，耐强酸，耐强碱，耐盐侵蚀，耐高温200℃不流淌，耐低温-100℃不脆裂，耐水解，耐紫外线100年以上；且本发明提供的液体橡胶减振垫与基面适应性极好，具有较高的弹性，较低的动静刚度比，可适应反复疲劳动荷载，用于高铁、地铁公路工程的隧道、路基，桥梁部位，比制品型减振垫减振效果提高50％以上。
具体实施方式
以下通过具体实施方式说明本发明，但不局限于以下给出的具体实施例。
本发明第一个方面提供了一种铁路轨道用液体橡胶减振垫，原料至少包括：
A组分按重量份计，至少包括100份高回弹聚醚，0～60份接枝聚醚，0～20份纳米碳酸钙，3～5份脂肪族扩链剂，0～5份阻燃剂，0.2～1.2份有机硅表面活性剂，0～2份水，3～5份芳香族扩链剂，0.05～0.2份紫外吸收剂，0.05～0.3份抗氧剂；
B组分按重量份计，至少包括100份异氰酸酯，0.1～0.3份催化剂，0.005～0.01份增塑剂；
所述A组分和所述B组分的重量比为(5～10)：1；所述液体橡胶减振垫的动静刚度比不高于1.30。
优选地，所述液体橡胶减振垫的动静刚度比不高于1.10。
动静刚度比是橡胶类弹性材料动态模量与静态模量的比值，主要用来描述弹性缓冲制件的动态回弹性。静刚度和动刚度可分别根据WJ-8铁垫板下弹性垫板制造验收技术条件中附录A和B中的方法进行测试。
静刚度是结构在特定的动态激扰下抵抗变形的能力，一般用结构在静载荷作用下的变形多少来衡量。
动刚度是结构在特定的动态激扰下抵抗变形的能力，一般用结构的固有频率来衡量。
由于A、B组分中反应性成分之间的重量比例会影响混合后体系中的NCO含量，而NCO与扩链剂反应后形成的氨基甲酸酯成分较硬，弹性较差，因此当A组分的用量过多时，由于NCO含量不足，会使制备所得的减振垫变的很软，强度和刚性较差。而当B组分含量过多时，体系中的硬段含量太高，软段不足，在影响减振垫强度等的同时，还影响减振垫的动刚度和静刚度值，更会影响其动静刚度比。申请人发现当动静刚度比在不高于1.3时，制备所得的减振垫具有好的减振降噪效果，适应各类不同速度的列车运行中的减振降噪。而申请人通过对A、B组分用量的调节来调控减振垫中硬段和软段的含量，在一定程度上促使减振垫在具有较好的强度的同时，还具有较小的动静刚度比，提高减振效果。
高回弹聚醚
高回弹聚醚作为聚氨酯产品中的一类主要原料，用于合成高回弹、半硬质聚氨酯及冷熟化泡沫塑料等，在汽车内饰、软体家具等行业应用广泛。高回弹聚醚多元醇一般采用环氧乙烷封端，聚醚活性较大，使得泡孔直径大小混合分布，骨架粗细不同，有很大的开孔率，在受压时会在不同形变状态下产生不同支撑力的反弹力，具有很强的反弹性能。
优选地，本发明所述高回弹聚醚的平均官能度为2.8～3.2，重均分子量为5000～6000。
平均官能度是有两种或两种以上单体参加的混缩聚或共缩聚反应中在达到凝胶点以前的线形缩聚阶段，反应体系中实际能够参加反应的官能团数与单体总物质的量之比。
重均分子量是按质量的统计平均分子量，在单位重量上平均得到的分子量，可用光散射法、超速离心沉降速度法以及凝胶色谱法等方法测定。
更优选地，本发明所述高回弹聚醚的平均官能度为3.0。
进一步优选地，本发明所述高回弹聚醚的羟值为32～36mgKOH/g。
羟值是聚合物羟基含量的量度，它可以直接反映出聚合物的分子量的大小。对聚醚多元醇，羟值的定义是每克试样中羟基含量相当的氢氧化钾毫克数(mgKOH/g)即为羟值。羟值的测定是以酸酐反应为基础，以被消耗的酸酐量测试出羟基含量。
在一种优选的实施方式中，本发明所述高回弹聚醚购自广州文龙化工有限公司，牌号为EP-330N。
接枝聚醚
接枝聚醚是由通用聚醚或含有双链的聚醚在烯烃单体(如苯乙烯、丙烯睛等)和引发剂存在下，进行接枝共聚合反应制备的特种聚醚多元醇。是聚合物-聚醚分散体，属有机填充聚醚多元醇，用于制备高承载或高模量软质和半硬质聚氨酯泡沫弹性体制品。
优选地，本发明所述接枝聚醚的平均官能度为2.5～3.2，羟值为24～28mgKOH/g。
更优选地，本发明所述接枝聚醚的平均官能度为3.0。
进一步优选地，本发明所述接枝聚醚的粘度为2500～3500mPa·s。
粘度是流体对流动所表现的阻力，本发明所述粘度为动力粘度。动力粘度定义为应力与应变速率之比，其数值上等于面积为1m2相距1m的两平板，以1m/s的速度作相对运动时，因之间存在的流体互相作用所产生的内摩擦力。在严格控制温度在25℃和不同压力条件下，测定一定体积的试样在已标定常数的毛细管粘度计内流过所需的时间。由试样在毛细管流过的时间与毛细管标定常数和平均压力的乘积，计算动力粘度。该方法重复测定两个结果的差数不应超过其算术平均值的±5％。
在一种优选的实施方式中，本发明所述接枝聚醚购自句容新材料股份有限公司，牌号为3630。
在一种优选的实施方式中，本发明所述接枝聚醚购自山东九杰化工有限公司，牌号为POP3628。
减振垫在使用过程中需要承受频繁的动荷载，本发明意外发现通过高回弹聚醚和接枝聚醚的复配，可获得较好的压缩永久变形值和国家规范要求的动静刚度比。这是因为除异氰酸酯和发泡剂(水)反应生成泡沫，获得交联结构外，高回弹聚醚和接枝聚醚的羟基也会直接影响减振垫聚合结构中三维空间交联网络中交联点的含量，而这些交联点能为泡孔结构起到支撑作用。当高回弹聚醚和接枝聚醚的官能度、羟值较低时，交联网络含量变少，异氰酸酯与水反应形成的泡孔得不到很好的支撑，容易使泡孔崩塌，泡孔合并，导致减振垫密度小，容易变形。而当聚醚与异氰酸酯反应形成的交联网络含量过多时，容易使体系的粘度太大，异氰酸酯与水反应形成的泡孔不容易长大，形成小而闭孔的泡孔，造成减振垫的孔隙率小，垫片变硬，不能很好的起到减振降噪的效果。
故在本发明中高回弹聚醚和接枝聚醚的官能度在很大的程度上决定交联网络结构的含量，官能度越大、羟值越高，与异氰酸酯反应形成的交联网络越密集，交联密度大，反之亦然。此外，甲组分中聚醚、扩链剂等的用量，聚醚羟值、粘度等也会在很大程度上影响甲乙组分在混合后的反应剧烈程度，而反应过程的剧烈程度也会直接影响泡孔泡核的形成、长大等情况。因此，申请人通过改变复配的高回弹聚醚和接枝聚醚的用量、官能度、羟值、粘度等参数，调节交联网络的密度，调整泡孔的形成，以达到减振降噪的作用。
纳米碳酸钙
纳米碳酸钙是20世纪80年代发展起来的一种新型超细固体粉末材料，又称超微细碳酸钙。采用纳米碳酸钙制备聚合物基复合材料，可获得补强、增韧等效果。
优选地，本发明所述纳米碳酸钙的目数为1250目。
目数是物料的粒度或粗细程度，一般定义是指筛网在1英寸内的孔数。各国标准筛的规格不尽相同，常用的泰勒制是以每英寸长的孔数为筛号，称为目。
优选地，本发明所述纳米碳酸钙还添加改性纳米碳酸钙。
在一种优选的实施方式中，本发明所述纳米碳酸钙中包括5～15wt％的改性纳米碳酸钙。
本发明所述改性纳米碳酸钙的制备方法至少包括如下步骤：
将一定量的纳米碳酸钙中加入去离子水超声分散45min，加热体系温度至75℃，然后加入偶联剂，搅拌反应2小时，冷却至室温，过滤，滤饼水洗，烘干，研磨即得。
偶联剂
偶联剂是改善树脂与无机填充剂或增强材料的界面性能的一种塑料添加剂，可降低合成树脂熔体的粘度，改善填充剂的分散度以提高加工性能，进而使制品获得良好的表面质量及机械、热和电性能。
在一种实施方式中，本发明所述偶联剂至少包括C6～C16碳链硅烷偶联剂。
优选地，本发明所述C6～C16碳链硅烷偶联剂为C12碳链硅烷偶联剂。
更优选地，本发明所述C12碳链硅烷偶联剂选自N-十二烷基三甲氧基硅烷，N-十二烷基三乙氧基硅烷，十二烷基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种。
进一步优选地，本发明所述偶联剂还包括巯基硅烷偶联剂。
在一种优选的实施方式中，本发明所述巯基硅烷偶联剂选自3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、3-巯环己基三甲氧基硅烷、3-巯环己基三乙氧基硅烷、3-巯丙基二甲氧基硅烷、3-巯丙基二乙氧基硅烷中的一种或多种。
在一种更优选的实施方式中，本发明所述巯基硅烷偶联剂为3-巯丙基三甲氧基硅烷。
在一种进一步优选的实施方式中，本发明所述巯基硅烷偶联剂与本发明所述C6～C16碳链硅烷偶联剂的重量比例为1：2。
纳米碳酸钙在减振垫内部分散，可起到吸收垫片受到的能量，提高垫片断裂和压缩需要的能量的作用，从而改善垫片的形变恢复性和强度。然而由于纳米碳酸钙为无机材料结构与体系中的聚醚、异氰酸酯等有机材料之间存在较大的差异，在甲乙组分混合时纳米碳酸钙与体系中的其它组分之间的相容性、分散性较差，导致减振垫的韧性、弹性等降低，尤其是在高温，强酸强碱等环境下的服用性能降低，这也会影响减振垫的减振、缓冲、降噪等功能的发挥。申请人发现采用一定量的改性纳米碳酸钙代替部分纳米碳酸钙，可以很好的改善纳米碳酸钙在减振垫A、B组分中的分散性和相容性，使得减振垫具有更高的强度、耐高温和耐腐蚀等性能。这可能是由于在纳米碳酸钙表面引入一些有机骨架链段，避免纳米碳酸钙的团聚，并改善其与高回弹聚醚、接枝聚醚、异氰酸酯等中的相容性和分散性，避免胶层内部出现应力集中点，从而改善其韧性和强度。
此外，申请人意外发现采用改性纳米碳酸钙不仅能避免纳米碳酸钙对减振垫的动静刚度比、强度等性能的影响，还能通过对其中偶联剂的复配改善减振垫的耐水解，耐强酸，耐强碱，耐盐侵蚀等性能。其可能的原因是，在改性纳米碳酸钙中的柔性烷基链作用下，纳米碳酸钙的相容性和分散性得到提高的同时，还能提高A、B组分在混合发生反应时流体的强度，在不增加体系粘度的同时，通过柔性烷基长链之间轻度缠结来稳定体系中形成的泡孔，避免破坏泡孔结构、形成大小不均匀的泡孔，同时由于长烷基链对泡孔的稳定作用，在改善减振垫的孔隙率、密度的同时，具有优异的压缩形变率和稳定性。
脂肪族扩链剂
本发明所述扩链剂是能与线型聚合物链上的官能团反应而使分子链扩展、分子量增大的物质，常用于提高聚氨酯、聚酯等产品的力学性能和工艺性能。在聚氨酯加工工艺中，由于热降解和水解导致分子质量降低，端羟基数量增加，使得聚合物的机械和化学性能降低。若加入双官能团扩链剂，可直接与低分子量齐聚物反应，连接两聚合物链，显著增加分子质量，提高体系粘度，降低端基官能团的数目。从而提高机械、化学和耐水解等性能。
在一种实施方式中，本发明所述脂肪族扩链剂为小分子多元醇和/或多元胺。
作为小分子多元醇的实例，包括但不限于，乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、一缩二乙二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇氢醌双(2-羟乙基)醚。
作为小分子多元胺的实例，包括但不限于，乙二胺、N-胺乙基乙醇胺、乙醇胺、1，2-丙二胺。
优选地，本发明所述脂肪族扩链剂为丙二醇。
阻燃剂
阻燃剂是赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂，主要是针对高分子材料的阻燃设计的。
在一种实施方式中，本发明所述阻燃剂为卤系阻燃剂和/或无卤阻燃剂。
作为卤系阻燃剂的实例，包括但不限于，溴化聚苯乙烯、溴化聚苯醚、溴化双酚A型环氧树脂、溴化苯乙烯-马来酸酐共聚物、溴化环氧树脂、溴化苯氧基树脂、十溴二苯醚、十溴代联苯、溴化聚碳酸酯、全溴三环十五烷、溴化芳香族交联聚合物。
作为无卤阻燃剂的实例，包括但不限于，含氮阻燃剂、含磷阻燃剂、硅烷类阻燃剂。
作为含氮阻燃剂的实例，包括但不限于，聚磷酸铵、磷酸蜜胺盐、三聚氰胺甲醛树脂；
作为含磷阻燃剂的实例，包括但不限于，磷酸三苯基酯、磷酸三甲苯基酯、磷酸甲苯基二苯基酯、磷酸三二甲苯基酯、磷酸三(2,4,6-三甲基苯基)酯、磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、磷酸三(2,6-二叔丁基苯基)酯、间苯二酚双(磷酸二苯基酯)、对苯二酚双(磷酸二苯基酯)、磷酸胍、磷酸铵、磷酸三聚氰胺、磷酸三苯酯、聚磷酸铵。
作为硅烷类阻燃剂的实例，包括但不限于，聚硅氧烷树脂SFR-100、带环氧基或氨基的硅树脂RM系列或带芳香基的、含支链结构的聚硅氧烷B5654；
优选地，本发明所述阻燃剂为三聚氰胺甲醛树脂。
有机硅表面活性剂
表面活性剂是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质，具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列。
在一种实施方式中，本发明所述有机硅表面活性剂选自AK7703、KH550、KH540、DC6070、Y-10366中的一种或多种。
芳香族扩链剂
在一种实施方式中，本发明所述芳香族扩链剂选自对苯二酚二羟乙基醚、间苯二酚二羟乙基醚、3-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚中的一种或多种。
优选地，本发明所述芳香族扩链剂为对苯二酚二羟乙基醚。
更优选地，本发明所述脂肪族扩链剂和所述芳香族扩链剂的重量比为(0.7～1.5)：1。
进一步优选地，本发明所述脂肪族扩链剂和所述芳香族扩链剂的重量比为1：1。
申请人发现通过对小分子脂肪族扩链剂与芳香族扩链剂用量比例的调控，也能在一定程度上改善减振垫的动静刚度比，同时还能降低减振垫的永久压缩率，使垫片在使用过程中形变恢复能力得到提高，提高列车运行的安全。其可能是因为在芳香族扩链剂分子结构中的苯环等刚性基团对于脂肪族扩链剂来说，更会使垫片的硬度得到增加，因此通过其间的用量比例的调节可以调控垫片的软硬程度。而且，申请人预料不到的发现，通过调节上述两种扩链剂的用量，还能改善减振垫的发泡效果。申请人通过对减振垫表面和剖面的观察发现，两种扩链剂的用量比例不合适时，减振垫中的泡孔孔形不规则，孔径大小不均匀，在进行拉伸和压缩试验过程很容易在不规则泡孔处出现断裂，非弹性压缩等情况，显著影响垫片的服用性能。
紫外吸收剂
紫外线吸收剂是一种光稳定剂，能吸收阳光及荧光光源中的紫外线部分，而本身又不发生变化。
在一种实施方式中，本发明所述紫外吸收剂选自氰基丙烯酸酯、三嗪化合物、苯并三唑化合物的一种或多种。
优选地，本发明所述紫外吸收剂为2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑。
抗氧剂
抗氧剂是一类化学物质，当其在聚合物体系中仅少量存在时，就可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命。
在一种实施方式中，本发明所述抗氧剂选自2,6-二叔丁基对甲酚、二苯胺、对苯二胺、二氢喹啉、四β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯的一种或多种。
优选地，本发明所述抗氧剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯。
异氰酸酯
在一种实施方式中，本发明所述异氰酸酯选自脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯、芳香族二异氰酸酯、多异氰酸酯的一种或多种。
作为脂肪族二异氰酸酯的实例，包括但不限于，亚丙基二异氰酸酯、二异氰酸四亚甲酯、亚戊基二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、1,2-亚丙基二异氰酸酯、1,2-亚丁基二异氰酸酯、2,3-亚丁基二异氰酸酯、1,3-亚丁基二异氰酸酯、2,4,4-或2,2,4-三甲基1,6-己二异氰酸酯、2,6-二异氰酸基己酸甲酯。
作为脂环族二异氰酸酯的实例，包括但不限于，1,3-环戊烷二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、1,3-环己烷二异氰酸酯、3-异氰酸甲酯基-3,5,5-三甲基环己烷异氰酸酯、4,4'-亚甲基二(环己基异氰酸酯)、甲基-2,4-环己烷二异氰酸酯、甲基-2,6-环己烷二异氰酸酯、1,3-双(异氰酸甲酯基)环己烷、1,3-双(异氰酸乙酯基)环己烷、1,4-双(异氰酸乙酯基)环己烷、2,5-或2,6-二(异氰酸甲酯基)降冰片烷及其混合物。
作为芳香族二异氰酸酯的实例，包括但不限于，2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、以及所述甲苯二异氰酸酯的异构体混合物、4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯、2,4'-二苯甲烷二异氰酸酯、2,2'-二苯甲烷二异氰酸酯、以及所述二苯甲烷二异氰酸酯的任意的异构体混合物、甲苯二异氰酸酯、对苯撑二异氰酸酯、萘二异氰酸酯。
作为多异氰酸酯的实例，包括但不限于，1,3,6-三异氰酸酯甲基己烷、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、由上述二异氰酸酯化合物衍生的多异氰酸酯。作为由上述二异氰酸酯衍生的多异氰酸酯，包括但不限于，异氰脲酸酯类多异氰酸酯、缩二脲类多异氰酸酯、氨基甲酸酯类多异氰酸酯、脲基甲酸酯类多异氰酸酯、碳二酰亚胺类多异氰酸酯等。
优选地，本发明所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯和/或二甲苯二异氰酸酯。
催化剂
催化剂是在化学反应里能改变反应物化学反应速率(提高或降低)而不改变化学平衡，且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质，聚氨酯催化剂是一种加速聚氨酯反应进行的助剂。
在一种实施方式中，本发明所述催化剂选自有机锡类催化剂、有机铋类催化剂、有机锌类催化剂中的一种或多种。
作为有机锡类催化剂的实例，包括但不限于，二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、二丁基二甲氧基锡、辛酸亚锡。
作为有机铋类催化剂的实例，包括但不限于，美国领先化学品公司生产的BiCAT有机铋聚氨酯系列催化剂，如BiCAT88％Bi8％Zn，BiCATZ19％Zn，BiCAT811816％Bi，BiCAT322822％Zn，BiCAT810820％Bi，BiCAT822024％Bi，BiCAT810620％Bi，BiCATH28％Bi。
作为有机锌类催化剂的实例，包括但不限于，ZCTA-Y16、ZCTA-Y18、ZCTA-H22。
优选地，本发明所述催化剂为辛酸亚锡。
增塑剂
增塑剂是工业上被广泛使用的高分子材料助剂，可以增强高分子材料的柔性，容易加工，广泛用于工业用途。
在一种实施方式中，本发明所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二辛酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二乙丁酯、磷酸三丁酯的一种或多种。
优选地，本发明所述增塑剂为磷酸三丁酯。
本发明所述的液体橡胶减振垫的制备方法是：
(1)将本发明所述A组份在室温下均匀混合待用；
(2)将本发明所述B组份在室温下均匀混合待用。
本发明所述的液体橡胶减振垫的施工方法是：提前准备一台带双料罐、自动计量、自动上料、自动搅拌、自动泵送的注浆机。提前预留轨道板和底座板空腔，将空腔四周封住，保证液体不从空腔底部、四周溢出，在合适位置留注浆孔。将A、B组分分别注入料罐，开启注浆机，将混合料泵送入空腔注浆孔，混合料入空腔后可自流平，自找平基面，并自动发泡膨胀，逐渐凝固，最后形成适应基面的微孔弹性体橡胶减振垫。
本发明第二个方面提供一种所述液体橡胶减振垫的应用，可用于在高铁、地铁公路工程的隧道、路基和桥梁领域。
实施例
实施例1
本发明的实施例1提供一种液体橡胶减振垫，所述液体橡胶减振垫的原料包括：
A组分按重量份计，至少包括100份高回弹聚醚，60份接枝聚醚，20份纳米碳酸钙，5份脂肪族扩链剂，5份阻燃剂，1.2份有机硅表面活性剂，2.0份水，3份芳香族扩链剂，0.2份紫外吸收剂，0.3份抗氧剂；
B组分按重量份计，至少包括100份异氰酸酯，0.3份催化剂，0.01份增塑剂；
所述A组分和所述B组分的重量比为10：1。
所述高回弹聚醚购自广州文龙化工有限公司，牌号为EP-330N。
所述接枝聚醚购自句容宁武新材料股份有限公司，牌号为3630。
所述纳米碳酸钙的目数1250目，购自上海跃江钛白化工制品有限公司。
所述脂肪族扩链剂为1,3-丙二醇，CAS号为504-63-2。
所述阻燃剂为三聚氰胺甲醛树脂，购自湖北恒景瑞化工有限公司。
所述有机硅表面活性剂购自湖北楚盛威化工有限公司，牌号为KH550。
所述芳香族扩链剂为对苯二酚二羟乙基醚，CAS号为104-38-1。
所述紫外吸收剂为2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑，CAS号为3846-71-7。
所述抗氧剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯，CAS号为6683-19-8。
所述异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯，CAS号是101-68-8。
所述催化剂为辛酸亚锡，CAS号是301-10-0。
所述增塑剂为磷酸三丁酯，CAS号是126-73-8。
实施例2
本发明的实施例2提供一种液体橡胶减振垫，所述液体橡胶减振垫的原料包括：
A组分按重量份计，至少包括100份高回弹聚醚，10份接枝聚醚，2份纳米碳酸钙，3份脂肪族扩链剂，1份阻燃剂，0.2份有机硅表面活性剂，0.5份水，5份芳香族扩链剂，0.05份紫外吸收剂，0.05份抗氧剂；
B组分按重量份计，至少包括100份异氰酸酯，0.1份催化剂，0.005份增塑剂；
所述A组分和所述B组分的重量比为5：1。
所述高回弹聚醚购自广州文龙化工有限公司，牌号为EP-220N。
所述接枝聚醚购自山东九杰化工有限公司公司，牌号为POP3628。
所述纳米碳酸钙的目数1250目，购自上海跃江钛白化工制品有限公司。
所述脂肪族扩链剂为1,3-丙二醇，CAS号为504-63-2。
所述阻燃剂为三聚氰胺甲醛树脂，购自湖北恒景瑞化工有限公司。
所述有机硅表面活性剂购自湖北楚盛威化工有限公司，牌号为KH540。
所述芳香族扩链剂为对苯二酚二羟乙基醚，CAS号为104-38-1。
所述紫外吸收剂为2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑，CAS号为3846-71-7。
所述抗氧剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯，CAS号为6683-19-8。
所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯，CAS号是584-84-9。
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡，CAS号是77-58-7。
所述增塑剂为磷酸三丁酯，CAS号是126-73-8。
实施例3
本发明的实施例3提供一种液体橡胶减振垫，所述液体橡胶减振垫的原料包括：
A组分按重量份计，至少包括100份高回弹聚醚，40份接枝聚醚，15份纳米碳酸钙，4份脂肪族扩链剂，3份阻燃剂，1份有机硅表面活性剂，1份水，5份芳香族扩链剂，4份紫外吸收剂，0.1份抗氧剂；
B组分按重量份计，至少包括100份异氰酸酯，0.15份催化剂，0.007份增塑剂；
所述A组分和所述B组分的重量比为7：1。
所述高回弹聚醚购自广州文龙化工有限公司，牌号为EP-220N。
所述接枝聚醚购自句容宁武新材料股份有限公司，牌号为3630。
所述纳米碳酸钙的目数1250目，购自上海跃江钛白化工制品有限公司。
所述脂肪族扩链剂为1,3-丙二醇，CAS号为504-63-2。
所述阻燃剂为三聚氰胺甲醛树脂，购自湖北恒景瑞化工有限公司。
所述有机硅表面活性剂购自湖北楚盛威化工有限公司，牌号为KH550。
所述芳香族扩链剂为对苯二酚二羟乙基醚，CAS号为104-38-1。
所述紫外吸收剂为2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑，CAS号为3846-71-7。
所述抗氧剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯，CAS号为6683-19-8。
所述异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯，CAS号是101-68-8
所述催化剂为辛酸亚锡，CAS号是301-10-0。
所述增塑剂为磷酸三丁酯，CAS号是126-73-8。
实施例4
本发明的实施例4提供一种液体橡胶减振垫，所述液体橡胶减振垫的原料包括：
A组分按重量份计，至少包括100份高回弹聚醚，40份接枝聚醚，15份纳米碳酸钙，4份脂肪族扩链剂，3份阻燃剂，1份有机硅表面活性剂，1份水，5份芳香族扩链剂，4份紫外吸收剂，0.1份抗氧剂；
B组分按重量份计，至少包括100份异氰酸酯，0.15份催化剂，0.007份增塑剂；
所述纳米碳酸钙中含有10wt％改性纳米碳酸钙；
所述A组分和所述B组分的重量比为7：1。
所述高回弹聚醚购自广州文龙化工有限公司，牌号为EP-220N。
所述接枝聚醚购自句容宁武新材料股份有限公司，牌号为3630。
所述纳米碳酸钙的目数1250目，购自上海跃江钛白化工制品有限公司。
所述改性纳米碳酸钙的制备方法至少包括如下步骤：
将一定量的纳米碳酸钙中加入去离子水超声分散45min，加热体系温度至75℃，然后加入偶联剂，搅拌反应2小时，冷却至室温，过滤，滤饼水洗，烘干，研磨即得。
其中，所述偶联剂为3-巯丙基三甲氧基硅烷和N-十二烷基三甲氧基硅烷，重量比为1：2。
所述3-巯丙基三甲氧基硅烷CAS号为4420-74-0。
所述N-十二烷基三甲氧基硅烷CAS号为3069-21-4。
所述脂肪族扩链剂为1,3-丙二醇，CAS号为504-63-2。
所述阻燃剂为三聚氰胺甲醛树脂，购自湖北恒景瑞化工有限公司。
所述有机硅表面活性剂购自湖北楚盛威化工有限公司，牌号为KH550。
所述芳香族扩链剂为对苯二酚二羟乙基醚，CAS号为104-38-1。
所述紫外吸收剂为2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑，CAS号为3846-71-7。
所述抗氧剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯，CAS号为6683-19-8。
所述异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯，CAS号是101-68-8。
所述催化剂为辛酸亚锡，CAS号是301-10-0。
所述增塑剂为磷酸三丁酯，CAS号是126-73-8。
实施例5
本发明的实施例5提供一种液体橡胶减振垫，所述液体橡胶减振垫的原料包括：
A组分按重量份计，至少包括100份高回弹聚醚，40份接枝聚醚，15份纳米碳酸钙，4份脂肪族扩链剂，3份阻燃剂，1份有机硅表面活性剂，1份水，5份芳香族扩链剂，4份紫外吸收剂，0.1份抗氧剂；
B组分按重量份计，至少包括100份异氰酸酯，0.15份催化剂，0.007份增塑剂；
所述纳米碳酸钙中含有15wt％改性纳米碳酸钙；
所述A组分和所述B组分的重量比为7：1。
所述高回弹聚醚购自广州文龙化工有限公司，牌号为EP-220N。
所述接枝聚醚购自句容宁武新材料股份有限公司，牌号为3630。
所述纳米碳酸钙的目数1250目，购自上海跃江钛白化工制品有限公司。
所述改性纳米碳酸钙的制备方法至少包括如下步骤：
将一定量的纳米碳酸钙中加入去离子水超声分散45min，加热体系温度至75℃，然后加入偶联剂，搅拌反应2小时，冷却至室温，过滤，滤饼水洗，烘干，研磨即得。
其中，所述偶联剂为3-巯丙基三甲氧基硅烷和N-十二烷基三甲氧基硅烷，重量比为1：2。
所述3-巯丙基三甲氧基硅烷CAS号为4420-74-0。
所述N-十二烷基三甲氧基硅烷CAS号为3069-21-4。
所述脂肪族扩链剂为1,3-丙二醇，CAS号为504-63-2。
所述阻燃剂为三聚氰胺甲醛树脂，购自湖北恒景瑞化工有限公司。
所述有机硅表面活性剂购自湖北楚盛威化工有限公司，牌号为KH550。
所述芳香族扩链剂为对苯二酚二羟乙基醚，CAS号为104-38-1。
所述紫外吸收剂为2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑，CAS号为3846-71-7。
所述抗氧剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯，CAS号为6683-19-8。
所述异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯，CAS号是101-68-8。
所述催化剂为辛酸亚锡，CAS号是301-10-0。
所述增塑剂为磷酸三丁酯，CAS号是126-73-8。
实施例6
本发明的实施例6提供一种液体橡胶减振垫，所述液体橡胶减振垫的原料包括：
A组分按重量份计，至少包括100份高回弹聚醚，40份接枝聚醚，15份纳米碳酸钙；4份脂肪族扩链剂，3份阻燃剂，1份有机硅表面活性剂，1份水，5份芳香族扩链剂，4份紫外吸收剂，0.1份抗氧剂；
B组分按重量份计，至少包括100份异氰酸酯，0.15份催化剂，0.007份增塑剂；
所述纳米碳酸钙中含有5wt％改性纳米碳酸钙；
所述A组分和所述B组分的重量比为7：1。
所述高回弹聚醚购自广州文龙化工有限公司，牌号为EP-220N。
所述接枝聚醚购自句容宁武新材料股份有限公司，牌号为3630。
所述纳米碳酸钙的目数1250目，购自上海跃江钛白化工制品有限公司。
所述改性纳米碳酸钙的制备方法至少包括如下步骤：
将一定量的纳米碳酸钙中加入去离子水超声分散45min，加热体系温度至75℃，然后加入偶联剂，搅拌反应2小时，冷却至室温，过滤，滤饼水洗，烘干，研磨即得。
其中，所述偶联剂为3-巯丙基三甲氧基硅烷和N-十二烷基三甲氧基硅烷，重量比为1：2。
所述3-巯丙基三甲氧基硅烷CAS号为4420-74-0。
所述N-十二烷基三甲氧基硅烷CAS号为3069-21-4。
所述脂肪族扩链剂为1,3-丙二醇，CAS号为504-63-2。
所述阻燃剂为三聚氰胺甲醛树脂，购自湖北恒景瑞化工有限公司。
所述有机硅表面活性剂购自湖北楚盛威化工有限公司，牌号为KH550。
所述芳香族扩链剂为对苯二酚二羟乙基醚，CAS号为104-38-1。
所述紫外吸收剂为2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑，CAS号为3846-71-7。
所述抗氧剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯，CAS号为6683-19-8。
所述异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯，CAS号是101-68-8。
所述催化剂为辛酸亚锡，CAS号是301-10-0。
所述增塑剂为磷酸三丁酯，CAS号是126-73-8。
实施例7
本发明的实施例7提供一种液体橡胶减振垫，所述液体橡胶减振垫的原料包括：
A组分按重量份计，至少包括100份高回弹聚醚，40份接枝聚醚，15份纳米碳酸钙；4份脂肪族扩链剂，3份阻燃剂，1份有机硅表面活性剂，1份水，5份芳香族扩链剂，4份紫外吸收剂，0.1份抗氧剂；
B组分按重量份计，至少包括100份异氰酸酯，0.15份催化剂，0.007份增塑剂；
所述纳米碳酸钙中含有10wt％改性纳米碳酸钙；
所述A组分和所述B组分的重量比为7：1。
所述高回弹聚醚购自广州文龙化工有限公司，牌号为EP-220N。
所述接枝聚醚购自句容宁武新材料股份有限公司，牌号为3630。
所述纳米碳酸钙的目数1250目，购自上海跃江钛白化工制品有限公司。
所述改性纳米碳酸钙的制备方法至少包括如下步骤：
将一定量的纳米碳酸钙中加入去离子水超声分散45min，加热体系温度至75℃，然后加入偶联剂，搅拌反应2小时，冷却至室温，过滤，滤饼水洗，烘干，研磨即得。
其中，所述偶联剂为N-十二烷基三甲氧基硅烷，CAS号为3069-21-4。
所述脂肪族扩链剂为1,3-丙二醇，CAS号为504-63-2。
所述阻燃剂为三聚氰胺甲醛树脂，购自湖北恒景瑞化工有限公司。
所述有机硅表面活性剂购自湖北楚盛威化工有限公司，牌号为KH550。
所述芳香族扩链剂为对苯二酚二羟乙基醚，CAS号为104-38-1。
所述紫外吸收剂为2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑，CAS号为3846-71-7。
所述抗氧剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯，CAS号为6683-19-8。
所述异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯，CAS号是101-68-8。
所述催化剂为辛酸亚锡，CAS号是301-10-0。
所述增塑剂为磷酸三丁酯，CAS号是126-73-8。
对比例1
本发明的对比例1提供一种液体橡胶减振垫，其具体实施方式同实施例4，不同之处在于，所述A组分和所述B组分的重量比为0.5：1。
对比例2
本发明的对比例2提供一种液体橡胶减振垫，其具体实施方式同实施例4，不同之处在于，所述A组分和所述B组分的重量比为18：1。
对比例3
本发明的对比例3提供一种液体橡胶减振垫，其具体实施方式同实施例4，不同之处在于，不添加芳香族扩链剂。
对比例4
本发明的对比例4提供一种液体橡胶减振垫，其具体实施方式同实施例4，不同之处在于，所述A组分中按重量份计，脂肪族扩链剂为1.3重量份，芳香族扩链剂为6.7重量份，使得脂肪族扩链剂和芳香族扩链剂的重量比为0.2：1。
对比例5
本发明的对比例5提供一种液体橡胶减振垫，其具体实施方式同实施例4，不同之处在于，所述接枝聚醚的牌号替换为NJ330E，购自句容宁武新材料股份有限公司，羟值为53-59mgKOH/g。
对比例6
本发明的对比例6提供一种液体橡胶减振垫，其具体实施方式同实施例4，不同之处在于，所述偶联剂为3-巯丙基三甲氧基硅烷。
对比例7
本发明的对比例7提供一种液体橡胶减振垫，其具体实施方式同实施例4，不同之处在于，所述N-十二烷基三甲氧基硅烷替换为丁基三甲氧基硅烷。
性能评价
1.拉伸性能测试：将实施例1-7和对比例1-7的A、B组分共混得到的减振垫按照中华人民共和国国家标准GB/T528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》，将样品制成哑铃型I型试样进行拉伸性能测试，测试条件：环境温度(23±2)℃，相对湿度(50±10)％，测试速率，200mm/min，每个样品测试5次，并算其平均值，结果见表1。
2.耐强酸、耐强碱、耐盐侵蚀：将实施例1-7和对比例1-7的A、B组分共混得到的减振垫，放置在15wt％浓硫酸、100％氢氧化钙、饱和氯化钠水溶液中100天，用放大镜观察减振垫表面被侵蚀程度，根据侵蚀的严重程度评级。将侵蚀程度按从小到大分为1-5级，其中，1级为几乎没有侵蚀，5级为几乎完全侵蚀，结果见表2。
3.耐高温性能：将实施例1-7和对比例1-7的A、B组分共混得到的减振垫，放置在60℃倾斜面上，并将该倾斜面放置在烘箱中热处理2小时，观察减振垫发生软化、流淌等现象时的温度，结果见表2。
4.耐低温性能：将实施例1-7和对比例1-7的A、B组分混合后，涂覆在直径25mm的金属圆棒上，涂覆厚度为1mm，然后在-100℃的环境下放置一周，然后取出观察减振垫是否发生开裂、脆裂等现象，并将耐温性能按从高到低分为优、良、合格和不合格，结果见表2。
5.耐水解性能：将实施例1-6的A、B组分混合后得到的减振垫，室温下在去离子水中放置100天，然后取出烘干，称量放置前后的减振垫重量百分比，以此衡量耐水解性能，发现实施例1-6得到的减振垫的耐水解性能良好。
6.耐紫外线性能：将实施例1-6的A、B组分混合后得到的减振垫，根据GB/T16422.3-2014塑料实验室光源暴露试验方法第3部分：荧光紫外灯测试，荧光紫外灯选用1A(UVA-340)型荧光紫外灯，根据减振垫的老化效果进行评级，发现实施例1-6的减振垫的耐紫外性能良好。
7.动静刚度比：将实施例1-7和对比例1-7的A、B组分混合后得到的减振垫，对减振垫分别进行静刚度和动刚度测试，分别根据WJ-8铁垫板下弹性垫板制造验收技术条件中附录A和B中的方法进行测试，结果见表1。
8.永久变形：将实施例1-7和对比例1-7的A、B组分混合后得到的减振垫，根据GB/T10653进行测试，形变率不高于20％(标准要求)，结果见表1。
表1性能表征测试
表2性能表征测试
耐强酸性 耐强碱性 耐盐侵蚀性 耐高温性(℃) 耐低温性
实施例1 2级 2级 1级 219 良
实施例2 2级 2级 2级 232 良
实施例3 2级 2级 1级 230 良
实施例4 1级 1级 1级 240 优
实施例5 1级 1级 1级 236 优
实施例6 1级 1级 1级 238 优
实施例7 2级 2级 2级 223 良
对比例1 2级 4级 3级 246 不合格
对比例2 2级 3级 2级 190 优
对比例3 2级 3级 2级 229 良
对比例4 2级 2级 2级 235 良
对比例5 3级 4级 3级 242 不合格
对比例6 3级 2级 2级 233 合格
对比例7 2级 2级 1级 235 良
由表1和表2测试结果可知，本发明提供的液体橡胶减振垫的动静刚度比不高于1.30，且可达到不高于1.10，且具有较好的拉伸性能，永久变形不高于20％；此外，在液体橡胶减振垫的制备原料的共同作用下，所得液体橡胶减振垫有很好的耐强酸、耐强碱、耐盐侵蚀、耐高温、耐低温、耐水解和耐紫外性能。
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (10)

1.一种铁路轨道用液体橡胶减振垫，其特征在于，所述铁路轨道用液体橡胶减振垫的原料至少包括A组分和B组分：
A组分按重量份计，至少包括100份高回弹聚醚，0～60份接枝聚醚，0～20份纳米碳酸钙，3～5份脂肪族扩链剂，0～5份阻燃剂，0.2～1.2份有机硅表面活性剂，0～2份水，3～5份芳香族扩链剂，0.05～0.2份紫外吸收剂，0.05～0.3份抗氧剂；
B组分按重量份计，至少包括100份异氰酸酯，0.1～0.3份催化剂，0.005～0.01份增塑剂；
所述A组分和所述B组分的重量比为(5～10)：1；所述液体橡胶减振垫的动静刚度比不高于1.30。
2.根据权利要求1所述的铁路轨道用液体橡胶减振垫，其特征在于，所述液体橡胶减振垫的动静刚度比不高于1.10。
3.根据权利要求1所述的铁路轨道用液体橡胶减振垫，其特征在于，所述高回弹聚醚的平均官能度为2.8～3.2，重均分子量为5000～6000。
4.根据权利要求3所述的铁路轨道用液体橡胶减振垫，其特征在于，所述高回弹聚醚的羟值为32～36mgKOH/g。
5.根据权利要求1所述的铁路轨道用液体橡胶减振垫，其特征在于，所述接枝聚醚的平均官能度为2.5～3.2，羟值为24～28mgKOH/g。
6.根据权利要求5所述的铁路轨道用液体橡胶减振垫，其特征在于，所述接枝聚醚的粘度为2500～3500mPa·s。
7.根据权利要求1所述的铁路轨道用液体橡胶减振垫，其特征在于，所述所述脂肪族扩链剂和所述芳香族扩链剂的重量比为(0.7～1.5)：1。
8.根据权利要求1所述的铁路轨道用液体橡胶减振垫，其特征在于，所述催化剂选自有机锡类催化剂、有机铋类催化剂、有机锌类催化剂中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的铁路轨道用液体橡胶减振垫，其特征在于，所述芳香族扩链剂选自对苯二酚二羟乙基醚、间苯二酚二羟乙基醚、3-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚中的一种或多种。
10.一种根据权利要求1～9任意一项所述的液体橡胶减振垫的应用，其特征在于，应用在高铁、地铁公路工程的隧道、路基和桥梁领域。
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