CN110965402A - 一种可控发泡聚氨酯颗粒减振垫 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可控发泡聚氨酯颗粒减振垫，聚氨酯原材料颗粒经过过筛处理，经过过筛筛选的聚氨酯原材料颗粒通过发泡处理形成发泡聚氨酯颗粒，所述发泡聚氨酯颗粒经过过筛处理后通过物理模压成型为可控发泡聚氨酯颗粒减振垫；本发明的可控发泡聚氨酯颗粒减振垫性能一致性非常高，不仅减振性能非常优异，而且在使用过程中不会像现有的橡胶减振垫或聚氨酯发泡减振垫产品因为减振垫的性能差异过大而造成局部破坏影响使用性能或降低使用寿命，也保证了使用安全，对轨道交通行业的高速化发展和乘客们日益提升的安全需求具有极大意义。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通领域，具体涉及一种可控发泡聚氨酯颗粒减振垫。
背景技术
随着科学技术的不断发展，轨道交通的运行速度越来越快，给人们的生活质量带来极大便利和更高质量，但是同时也带来了更多问题，由振动而引起的噪声污染问题也极大的影响着人们的日常生活，而且由振动引起的设备、设施的高额维护维修费用也带来了巨大的经济负担。为克服振动对轨道结构的稳固、车辆的运行安全的影响，解决振动引起的污染问题，就必须有能够有效减振降噪的技术和产品，以保证轨道交通线路运行的安全和设备实施的精密度。
目前，在轨道交通中的轨道结构中的钢筋混凝土道床板和基底之间通常采用橡胶减振垫或聚氨酯发泡减振垫隔振减振，但无论橡胶减振垫还是聚氨酯发泡减振垫，其减振性能和安全性都是在半成品发生化学反应形成最终产品的过程中实现的，因其化学反应无法实现完全可控，所形成的最终产品的性能和质量也无法完全可控，造成产品性能一致性差，且可能存在的局部缺陷也会影响行车安全，危及乘客生命。
例如中国专利CN102863602B公开了一种发泡型聚氨酯减振垫的产品及制造方法,该聚氨酯减震垫以聚醚多元醇混合物为主体材料，以水作为发泡剂，按照主体材料与发泡剂100：0.001～0.008的重量份量比将发泡剂加到主体材料中，经过搅拌制作成A料；以基于NCO封端的高密度异氰酸酯作交联剂作为B料；将A料和B料按照100：80～90的重量比进行混合，经过预热、真空搅拌、浇注、固化成型而制得的一种弹性减振产品。此外，中国专利CN104672423A公开了一种高速铁路用聚氨酯微孔弹性体的制备方法，该方法选用聚酯多元醇/丁羟多元醇复配制备组合料，由常用聚酯/MDI反应2h制备预聚体，将制备的组合料与预聚体混合注入铝模中，10min后出模，在100℃后熟化3h制得弹性垫板。该两篇专利方法制备的聚氨酯减震垫均属于化学反应，所以无法实现完全可控，所形成的最终产品的性能和质量也无法完全可控，存在产品性能一致性差的问题。
因此，提供一种可控发泡聚氨酯颗粒减振垫是本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种可控发泡聚氨酯颗粒减振垫，以解决目前减振垫存在产品性能一致性差的问题。
本发明通过以下技术方案实现：
一种可控发泡聚氨酯颗粒减振垫，聚氨酯原材料颗粒经过过筛处理，经过过筛筛选处理的聚氨酯原材料颗粒通过发泡处理形成发泡聚氨酯颗粒，所述发泡聚氨酯颗粒经过过筛处理后通过物理模压成型为可控发泡聚氨酯颗粒减振垫。本发明的可控发泡聚氨酯颗粒减振垫性能一致性非常高，不仅减振性能非常优异，而且在使用过程中不会像现有的橡胶减振垫或聚氨酯发泡减振垫产品因为减振垫的性能差异过大而造成局部破坏影响使用性能或降低使用寿命，也保证了使用安全，对轨道交通行业的高速化发展和乘客们日益提升的安全需求具有极大意义。
进一步的，所述发泡聚氨酯颗粒为闭孔结构。闭孔结构的发泡聚氨酯颗粒保障了聚氨酯颗粒减振垫的性能变得十分优异。
进一步的，所述聚氨酯原材料颗粒制备成发泡聚氨酯颗粒是的物理发泡方法为超临界流体技术。超临界流体技术的物理发泡方法制备的发泡聚氨酯颗粒过程无污染业务残留溶剂。
进一步的，所述所述物理模压成型工艺为蒸汽模压工艺。蒸汽模压工艺比较常用和经济，大大地减少了生产成本。
进一步的，所述发泡聚氨酯颗粒物理模压成型为发泡聚氨酯颗粒减振垫的温度为100℃～120℃，压力为0.5MPa～3MPa。该条件下得到的发泡聚氨酯颗粒减振垫的性能优异，满足减振需求。
本发明与现有技术相比，其优点在于：
1)本发明所述的可控发泡聚氨酯颗粒减振垫，聚氨酯原材料具有极好的回弹性、耐磨性、耐油性、耐腐蚀性将其作为减振垫的主导材料，实现了轨道系统的有效隔振减振；
2)本发明所述的可控发泡聚氨酯颗粒减振垫，聚氨酯原材料颗粒和发泡聚氨酯颗粒都进行了过筛处理，保证了聚氨酯颗粒减振垫性能的一致性；
3)本发明所述的可控发泡聚氨酯颗粒减振垫，是通过物理模压成型，工艺简单，成型过程中不发生化学反应，发泡聚氨酯颗粒的发泡质量和性能一致性得到延续；
4)本发明所述的可控发泡聚氨酯颗粒减振垫，发泡聚氨酯颗粒依靠自身的自粘性形成发泡聚氨酯颗粒减振垫，无需添加额外的胶黏剂；
5)本发明所述的可控发泡聚氨酯颗粒减振垫的性能非常优异，质量完全可控，消除了现有的橡胶减振垫或聚氨酯发泡减振垫产品因质量无法完全可控而存在的产品缺陷带来的安全隐患，可完全保证行车安全，并起到减振降噪作用。
具体实施方式
本发明提供了一种可控发泡聚氨酯颗粒减振垫，聚氨酯原材料颗粒经过过筛处理，经过过筛筛选的聚氨酯原材料颗粒通过发泡处理形成发泡聚氨酯颗粒，所述发泡聚氨酯颗粒经过过筛处理后通过物理模压成型为可控发泡聚氨酯颗粒减振垫。本发明的可控发泡聚氨酯颗粒减振垫性能一致性非常高，不仅减振性能非常优异，而且在使用过程中不会像现有的橡胶减振垫或聚氨酯发泡减振垫产品因为减振垫的性能差异过大而造成局部破坏影响使用性能或降低使用寿命，也保证了使用安全，对轨道交通行业的高速化发展和乘客们日益提升的安全需求具有极大意义。
实施例1
具体的，所述聚氨酯原材料颗粒通过使用震荡筛选机震荡进行过筛筛选，先控制粒径的下限，过筛处理得到粒径大于粒径下限的原材料颗粒，再经过控制粒径上的限，过筛处理得到粒径小于粒径上限的原材料颗粒，所以聚氨酯原材料颗粒经过过筛处理就可以得到粒径处于上限和下限粒径范围的所需的聚氨酯原材料颗粒，实现聚氨酯原材料颗粒粒径的可控。聚氨酯原材料颗粒进行了过筛处理，保证了聚氨酯颗粒的发泡质量和性能的一致性。
具体的工艺方法步骤为：
1)过筛：将聚氨酯原材料颗粒放入震荡筛选机震荡过筛筛选，设置过筛孔的直径为1mm，过筛处理得到粒径大于1mm的原材料颗粒，再设置过筛孔的直径为5mm，过筛处理得到粒径1mm～5mm的聚氨酯原材料颗粒；
2)发泡：将过筛筛选后的聚氨酯原材料颗粒加入做好的模腔中，使用超临界流体技术发泡，先将欲发泡的过筛筛选后的聚氨酯原材料颗粒经过熔融、混炼及冷却，制成原胚；再将原胚放在容器中，充入超临界流体，例如超临界二氧化碳和/或超临界氮气进行溶胀渗透；卸压速率为在50～400MPa/s范围之间，呈阶梯型增长，从而引发成核、发泡，形成孔径均匀、孔密度可调节的闭孔发泡聚氨酯颗粒；
3)物理模压：将发泡聚氨酯颗粒按照每平方米200克～350克加入模腔内，然后合模，向模腔内通入水蒸气，最后开模得到可控发泡聚氨酯颗粒减振垫。
具体的，所述的发泡聚氨酯颗粒为闭孔结构。闭孔结构的发泡聚氨酯颗粒保障了聚氨酯颗粒减振垫的性能变得十分优异。
具体的，所述发泡聚氨酯颗粒是通过物理模压成型为的高性能安全可控的发泡聚氨酯颗粒减振垫，不发生化学反应。物理模压成型保证了所述发泡聚氨酯颗粒减振垫中的每粒发泡聚氨酯颗粒的性能高度一致。
具体的，所述的可控发泡聚氨酯颗粒减振垫是依靠发泡聚氨酯颗粒自身的粘性形成，无需添加额外的胶黏剂。无需添加额外的胶黏剂降低了生产成本。
具体的，所述聚氨酯原材料颗粒制备成发泡聚氨酯颗粒是的物理发泡方法为超临界流体技术。超临界流体技术的物理发泡方法制备的发泡聚氨酯颗粒过程无污染业务残留溶剂，该方法绿色环保，不限定的，也可选用其他方法制备的发泡聚氨酯颗粒，比如相分离法、拉伸法等。
具体的，所述所述物理模压成型工艺为蒸汽模压工艺。该工艺比较常用和经济，大大地减少了生产成本，不限定的，也可选用其他工艺，比如定向辅设模压工艺、预成型坯料模压法等。
更具体的，蒸汽模压时，所述通入水蒸气的时间为50-60秒。优选的，所述通入水蒸气的时间为55秒，不限定的，也可为56秒或60秒。
具体的，所述发泡聚氨酯减颗粒振垫的形状和尺寸由模具决定，不限定的，所述可控发泡聚氨酯减颗粒振垫的也可为其他形状和尺寸。
具体的，所述发泡聚氨酯颗粒物理模压成型为发泡聚氨酯颗粒减振垫的温度为100℃～120℃，压力为0.5MPa～3MPa。该条件下得到的可控发泡聚氨酯颗粒减振垫的性能优异，满足减振需求。
更具体的，所述聚氨酯颗粒减振垫的性能非常优异，质量完全可控，消除了现有的聚氨酯直接发泡减振垫产品因质量无法完全可控而存在的产品缺陷带来的安全隐患，可完全保证行车安全，并起到减振降噪作用。所述可控发泡聚氨酯颗粒减振垫的静态基础模量为(0.016±0.003)N/mm3；所述可控发泡聚氨酯颗粒减振垫的动静基础模量比小于1.35；所述可控发泡聚氨酯颗粒减振垫的压缩变形率小于20％；所述可控发泡聚氨酯颗粒减振垫的吸水质量变化率小于3％；所述可控发泡聚氨酯颗粒减振垫的吸水体积变化率小于3％；所述可控发泡聚氨酯颗粒减振垫在经受1000万次(0.02N/mm2～0.1N/mm2)载荷的疲劳试验后，静态基础模量变化率小于15％，厚度变化率小于3％。
实施例2
具体的，与实施例1不同的是，所述发泡聚氨酯颗粒也通过使用震荡筛选机震荡进行过筛筛选，先控制粒径的下限，过筛处理得到粒径大于粒径下限的发泡聚氨酯颗粒，再经过控制粒径的上限，过筛处理得到粒径小于粒径上限的发泡聚氨酯颗粒，所以发泡聚氨酯颗粒经过过筛处理就可以得到粒径处于上限和下限粒径范围的所需的发泡聚氨酯颗粒，实现发泡聚氨酯颗粒粒径的可控。对发泡聚氨酯颗粒也进行过筛处理，更加保证了发泡聚氨酯颗粒的发泡质量和性能的一致性。
具体的工艺方法步骤为：
1)过筛：将聚氨酯原材料颗粒放入震荡筛选机震荡过筛筛选，设置过筛孔的直径为1mm，过筛处理得到粒径大于1mm的原材料颗粒，再设置过筛孔的直径为5mm，过筛处理得到粒径1mm～5mm的聚氨酯原材料颗粒；
2)发泡：将过筛筛选后的聚氨酯原材料颗粒加入做好的模腔中，使用超临界流体技术发泡，先将欲发泡的过筛筛选后的聚氨酯原材料颗粒经过熔融、混炼及冷却，制成原胚；再将原胚放在容器中，充入超临界流体，例如超临界二氧化碳和/或超临界氮气进行溶胀渗透；卸压速率为在50～400MPa/s范围之间，呈阶梯型增长，从而引发成核、发泡，形成孔径均匀、孔密度可调节的闭孔发泡聚氨酯颗粒；
3)过筛：将发泡聚氨酯颗粒放入震荡筛选机震荡过筛筛选设置过筛孔的直径为5mm，过筛处理得到粒径大于5mm的发泡聚氨酯颗粒，再设置过筛孔的直径为10mm，过筛处理得到粒径5mm～10mm的发泡聚氨酯颗粒；
4)物理模压：将发泡聚氨酯颗粒按照每平方米200克～350克加入模腔内，然后合模，向模腔内通入水蒸气，最后开模得到可控发泡聚氨酯颗粒减振垫。
具体的，所述发泡聚氨酯颗粒物理模压成型为可控发泡聚氨酯颗粒减振垫的温度为100℃～120℃，压力为0.5MPa～3MPa。
更具体的，蒸汽模压时，所述通入水蒸气的时间为50～60秒。优选的，所述通入水蒸气的时间为55秒，不限定的，也可为56秒或60秒。
具体的，所述可控发泡聚氨酯颗粒减振垫的性能更加优异，满足减振需求。
具体的，所述可控发泡聚氨酯颗粒减振垫的静态基础模量为(0.016±0.003)N/mm3；所述可控发泡聚氨酯颗粒减振垫的动静基础模量比小于1.3；所述可控发泡聚氨酯颗粒减振垫的压缩永久变形小于15％；所述可控发泡聚氨酯颗粒减振垫的吸水质量变化率小于2％；所述可控发泡聚氨酯颗粒减振垫的吸水体积变化率小于2％；所述可控发泡聚氨酯颗粒减振垫在经受1500万次(0.02N/mm2～0.1N/mm2)载荷的疲劳试验后，静态基础模量变化率小于8％，厚度变化率小于3％。
对比例1为按照中国专利CN102863602B的方法制备的一种发泡型聚氨酯减振垫的产品，对比例2按照中国专利CN104672423A的方法制备的一种高速铁路用聚氨酯微孔弹性体的产品，对实施例1、实施例2、对比例1和对比例2制得的产品在同一条件下进行性能测试，测试结果见表1。
表1实施例及对比例材料性能
表1中的动静基础模量比、压缩变形率、吸水质量变化率、吸水体积变化率、1000万次疲劳静态基础模量变化率和1000万次疲劳厚度变化率均按照国家标准进行测试。由表1可知，与对比例1、2相比，本发明制备的聚氨酯颗粒减振垫具备良好的减震性能和优异的耐疲劳性能；本发明制备的聚氨酯减震垫在满足动静基础模量比＜1.35，压缩变形率＜20％，吸水质量变化率＜3％，吸水体积变化率＜3％的同时，还满足1000万次疲劳静态基础模量变化率＜15％，1000万次疲劳厚度变化率＜3％，制品具有优异减震性能和耐疲劳性性能，满足减振需求。
结合上述实施例和对比例可以看出，本发明的可控发泡聚氨酯颗粒减振垫性能一致性非常高，不仅减振性能优异，而且在使用过程中不会像现有的橡胶减振垫或聚氨酯发泡减振垫产品因为减振垫的性能差异过大而造成局部破坏影响使用性能或降低使用寿命，也保证了使用安全。本发明的可控发泡聚氨酯颗粒减振垫不存在缺陷，消除了现有的橡胶减振垫或聚氨酯发泡减振垫产品因质量无法完全可控而存在的产品缺陷带来的安全隐患，可完全保证行车安全。本发明的可控发泡聚氨酯颗粒减振垫具有性能优异、品质无缺陷、使用安全、使用寿命长、安全可控等特点，对轨道交通行业的高速化发展和乘客们日益提升的安全需求具有极大意义。
本发明的可控发泡聚氨酯颗粒减振垫还能用于桥梁、隧道、公路、体育场馆、高层建筑和机械设施设备的隔振减振，可缓解结构的振动和结构的二次噪声，从而延长主体结构的使用寿命，提高主体结构的安全性能及降低维护维修成本。
显然，上述实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下对这些实施例进行的各种变化、修改、替换和改进，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种可控发泡聚氨酯颗粒减振垫，其特征在于，聚氨酯原材料颗粒经过过筛处理，经过过筛筛选处理的聚氨酯原材料颗粒通过发泡处理形成发泡聚氨酯颗粒，所述发泡聚氨酯颗粒经过过筛处理后通过物理模压成型为可控发泡聚氨酯颗粒减振垫。
2.如权利要求1所述的可控发泡聚氨酯颗粒减振垫，其特征在于，所述发泡聚氨酯颗粒为闭孔结构。
3.如权利要求1所述的可控发泡聚氨酯颗粒减振垫，其特征在于，所述聚氨酯原材料颗粒制备成发泡聚氨酯颗粒是的物理发泡方法为超临界流体技术。
4.如权利要求1所述的可控发泡聚氨酯颗粒减振垫，其特征在于，所述所述物理模压成型工艺为蒸气模压工艺。
5.如权利要求1所述的可控发泡聚氨酯颗粒减振垫，其特征在于，所述发泡聚氨酯颗粒物理模压成型为发泡聚氨酯颗粒减振垫的温度为100℃～120℃，压力为0.5MPa～3MPa。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200407 |