CN111500238B - 一种用于超声波实时断轨监测系统的保护胶及其制备方法 - Google Patents

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CN111500238B CN202010566018.3A CN202010566018A CN111500238B CN 111500238 B CN111500238 B CN 111500238B CN 202010566018 A CN202010566018 A CN 202010566018A CN 111500238 B CN111500238 B CN 111500238B
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Abstract

本发明涉及胶体材料技术领域,提供了一种用于轨道检测的超声波实时断轨监测系统的保护胶,本发明以二聚体酸改性环氧树脂来提高保护胶的柔韧性,以环氧树脂树脂来提高保护胶的粘接强度,通过限定聚体酸改性环氧树脂和环氧树脂的质量比为(2~3):1,固化剂为双氰胺、三聚氰胺甲醛树脂、聚酰胺、芳香族胺和咪唑中的至少一种,利用双氰胺或咪唑中氮原子上的活泼氢与环氧基迅速进行加成反应,如此不断地消耗环氧基达到完全交联,来实现二聚体酸改性环氧树脂和环氧树脂树脂间的优势互补,最终解决了用于轨道检测的超声波实时断轨监测系统的保护胶存在的不能同时满足耐化性和耐候性好,柔韧性和粘接强度优良性能的问题。

Description

一种用于超声波实时断轨监测系统的保护胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶体材料技术领域,尤其涉及一种用于超声波实时断轨监测系统的保护胶及其制备方法。
背景技术
目前铁路运营线上的钢轨断裂严重威胁行车安全,实现全程实时断轨检测尤为重要。目前实时断轨监测系统主要有两种方式,一种是采用轨道电路方式测量钢轨电阻的变化;另外一种方式是采用超声波作为检测钢轨断裂信号方式测量钢轨中超声波信号幅值变化,判断钢轨断裂情况。
与轨道电路方式相比,超声波检测方式具有换能器与钢轨完全绝缘、系统不影响轨道电路,也不受轨道电路影响、检测灵敏度高、可检测钢轨不完全断裂和完全断裂等明显的优势。但是因为钢轨暴露于野外,断轨监测器安装于铁轨中间,会受到雨雪等极端恶劣天气及高温高湿的气候影响,导致断轨监测器遭受破坏,所以需要在断轨监测器外层涂覆一层柔韧性好、耐冷热冲击好、耐候性好、耐化性好、粘接性高和绝缘性好的保护胶,以保护断轨监测器不受外界因素影响。
用于轨道检测的超声波实时断轨监测系统的保护胶主要由环氧树脂、改性环氧树脂、固化剂三部分组成。现有技术中,改性环氧树脂常选用聚氨酯改性环氧树脂和丁腈改性环氧树脂,其制成的保护胶常存在冷热循环冲击下,膜层强度严重下降,导致耐化性和耐候性严重下降,柔韧性及粘接强度下降的问题。
因此,为满足用于轨道检测的超声波实时断轨监测系统的保护胶的使用要求,需要提供一种耐化性和耐候性好,柔韧性和粘接强度优良的保护胶。
发明内容
鉴于此,本发明的目的在于提供一种超声波实时断轨监测系统的保护胶,本发明提供的超声波实时断轨监测系统的保护胶具有耐化性和耐候性好,柔韧性和粘接强度优良的特点。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种超声波实时断轨监测系统的保护胶,包括如下质量份数的组分:二聚体酸改性环氧树脂60~90份,环氧树脂20~60份,固化剂1~20份,触变剂1~20份,溶剂30~60份和填料1~10份;
所述固化剂为双氰胺、三聚氰胺甲醛树脂、聚酰胺、芳香族胺和咪唑中的至少一种;
所述二聚体酸改性环氧树脂和环氧树脂的质量比为(2~3):1。
优选地,所述二聚体酸改性环氧树脂为二聚体酸改性的双酚类环氧树脂。
优选地,所述环氧树脂为双酚类环氧树脂。
优选地,所述固化剂为双氰胺。
优选地,所述触变剂为气相二氧化硅、有机膨润土、氢化蓖麻油和聚酰胺蜡中的至少一种。
优选地,所述溶剂为同时含有醇、醚、酯结构的溶剂。
优选地,所述溶剂为乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯和二乙二醇丁醚醋酸酯中的至少一种。
优选地,所述填料为绝缘炭黑和/或云母。
优选地,所述保护胶还包括消泡剂、流平剂、颜料和阻燃剂中的至少一种。
本发明还提供了上述技术方案所述用于轨道检测的超声波实时断轨监测系统的保护胶的制备方法,包括以下步骤:
将二聚体酸改性环氧树脂、环氧树脂、固化剂、触变剂、溶剂份和填料混合,得到混合物A;
或者将消泡剂、流平剂、颜料和阻燃剂中的至少一种与二聚体酸改性环氧树脂、环氧树脂、固化剂、触变剂、溶剂份和填料混合,得到混合物B;
将所述混合物A或混合物B进行研磨,得到用于轨道检测的超声波实时断轨监测系统的保护胶。
本发明提供了一种用于轨道检测的超声波实时断轨监测系统的保护胶,包括如下质量份数的组分:二聚体酸改性环氧树脂60~90份,环氧树脂20~60份,固化剂1~20份,触变剂1~20份,溶剂30~60份和填料1~10份;所述固化剂为双氰胺、三聚氰胺甲醛树脂、聚酰胺、芳香族胺和咪唑中的至少一种;所述二聚体酸改性环氧树脂和环氧树脂的质量比为(2~3):1。本发明以二聚体酸改性环氧树脂来提高保护胶的柔韧性,以环氧树脂树脂来提高保护胶的粘接强度,通过限定聚体酸改性环氧树脂和环氧树脂的质量比为(2~3):1,固化剂为三聚氰胺甲醛树脂、聚酰胺、芳香族胺和咪唑中的至少一种,利用胺或咪唑中氮原子上的活泼氢与环氧基迅速进行加成反应,如此不断地消耗环氧基达到完全交联,来实现二聚体酸改性环氧树脂和环氧树脂树脂间的优势互补,最终解决了用于轨道检测的超声波实时断轨监测系统的保护胶存在的不能同时满足耐化性和耐候性好,柔韧性和粘接强度优良性能的问题。实施例的结果显示,本发明提供的保护胶具有耐化性和耐候性好,柔韧性和粘接强度优良的特点。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的保护胶在超声波实时断轨监测系统中使用的示意图,其中,1-前盖板、2-绝缘垫、3-水密圈、4-若干压电陶瓷圆环、5-螺杆、6-后盖板、7-衬垫、8-外壳、9-电缆、10-本发明提供的保护胶。
具体实施方式
本发明提供了一种超声波实时断轨监测系统的保护胶,包括如下质量份数的组分:二聚体酸改性环氧树脂60~90份,环氧树脂20~60份,固化剂1~20份,触变剂1~20份,溶剂30~60份和填料1~10份;
所述固化剂为双氰胺、三聚氰胺甲醛树脂、聚酰胺、芳香族胺和咪唑中的至少一种;
所述二聚体酸改性环氧树脂和环氧树脂的质量比为(2~3):1。
在本发明中,若无特殊说明,所采用的原料均为本领域常规市售产品。
按质量份数计,本发明提供的超声波实时断轨监测系统的保护胶,包括二聚体酸改性环氧树脂60~90份,优选为65~85份,更优选为70~80份。在本发明中,将所述二聚体酸改性环氧树脂的用量控制在上述范围内,可以利用二聚体酸改性环氧树脂柔性好的特点提高保护胶的柔韧性,用量小达不到保护胶对柔韧性的要求,用量过多则造成保护胶的粘度下降。
在本发明中,所述二聚体酸改性环氧树脂优选为二聚体酸改性的双酚类环氧树脂,进一步优选为二聚体酸改性的双酚A环氧树脂。在本发明中,所述二聚体酸改性的双酚A环氧树脂,在具有很好柔韧性的同时具有很好的耐冲击性,可以满足轨道不断受到冲击性条件下,对保护胶柔韧性的要求。
以二聚体酸改性环氧树脂的质量为60~90份计,本发明提供的超声波实时断轨监测系统的保护胶,包括环氧树脂20~60份,优选为25~40份,更优选为30~35份。在本发明中,将所述环氧树脂的用量控制在上述范围内,可以利用环氧树脂粘性好的特点提高保护胶的粘性,用量小达不到保护胶对粘性的要求,用量过多则造成保护胶的柔韧性下降。
在本发明中,所述二聚体酸改性环氧树脂和环氧树脂的质量比为(2~3):1,优选为8:3。在本发明中,所述二聚体酸改性环氧树脂和环氧树脂的质量比为8:3时,保护胶的耐化性、耐候性、柔韧性和粘接强度性能达到最优。
在本发明中,所述环氧树脂优选为双酚类环氧树脂,进一步优选为双酚A环氧树脂。在本发明中,所述双酚A环氧树脂可以满足保护胶对粘度的需求,同时其是环氧树脂中产量最大、使用最广的一种品种,可以降低生产成本。
以二聚体酸改性环氧树脂的质量为60~90份计,本发明提供的超声波实时断轨监测系统的保护胶,包括固化剂1~20份,优选为2~10份,更优选为6~8份。在本发明中,将所述固化剂的用量控制在上述范围内,可以使保护胶实现充分固化的效果,用量过多则产生浪费。
在本发明中,所述固化剂为双氰胺、三聚氰胺甲醛树脂、聚酰胺、芳香族胺和咪唑中的至少一种,进一步优选为双氰胺和咪唑。本发明利用双氰胺或咪唑中氮原子上的活泼氢与环氧基迅速进行加成反应,如此不断地消耗环氧基达到完全交联,来实现二聚体酸改性环氧树脂和环氧树脂树脂间的优势互补,最终解决了用于轨道检测的超声波实时断轨监测系统的保护胶存在的不能同时满足耐化性和耐候性好,柔韧性和粘接强度优良性能的问题,而且当固化剂选用双氰胺时,耐化性、耐候性、柔韧性和粘接强度各项性能达到最优。
以二聚体酸改性环氧树脂的质量为60~90份计,本发明提供的超声波实时断轨监测系统的保护胶,包括触变剂1~20份,优选为2~10份,更优选为4~5份。在本发明中,将所述触变剂的用量控制在上述范围内,可以使保护胶在经受冲击后快速恢复原来性能结构,用量太少制备的保护胶所能达到的触变效果不明显,用量过多会使保护胶体系发生絮凝。
在本发明中,所述触变剂优选为气相二氧化硅、有机膨润土、氢化蓖麻油和聚酰胺蜡中的至少一种,进一步优选为气相二氧化硅、有机膨润土、氢化蓖麻油和聚酰胺蜡中的一种,最优选为气相二氧化硅。在本发明中,气相二氧化硅分散在保护胶体系时,可以使保护胶在经受冲击后快速恢复原来性能结构,是一种来源广泛的触变剂,可以降低保护胶的生产成本。
以二聚体酸改性环氧树脂的质量为60~90份计,本发明提供的超声波实时断轨监测系统的保护胶,包括溶剂30~60份,优选为35~55份,更优选为40~50份。在本发明中,将所述溶剂的用量控制在上述范围内,可以使保护胶中各成分分散均匀,用量过多,易造成溶剂浪费。
在本发明中,所述溶剂优选为同时含有醇、醚、酯结构的溶剂,更优选为乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯和二乙二醇丁醚醋酸酯中的至少一种。本发明选用同时含有醇、醚、酯结构的溶剂,在利于各成分分散的同时,还可以起到调节保护胶体系粘度的作用。
以二聚体酸改性环氧树脂的质量为60~90份计,本发明提供的超声波实时断轨监测系统的保护胶,包括填料1~10份,优选为1.5~5份,更优选为2~3份。在本发明中,将所述填料的用量控制在上述范围内,可以提高保护胶的耐磨性,同时降低填料的加入对保护胶的其他性能的影响。
在本发明中,所述填料优选为绝缘炭黑和/或云母,更优选为绝缘炭黑。本发明选用绝缘炭黑作为填料,提高体系的耐磨性和降低体系的导电性的同时,对保护胶的其他性能影响较小。
在本发明中,所述超声波实时断轨监测系统的保护胶优选还包括消泡剂、流平剂、颜料和阻燃剂中的至少一种。本发明对所述消泡剂、流平剂、颜料和阻燃剂的种类和用量没有特殊规定,采用本领域技术人员熟知的消泡剂、流平剂、颜料和阻燃剂的种类即可,添加量根据所要达到的技术效果常规添加即可。
本发明提供的超声波实时断轨监测系统的保护胶以二聚体酸改性环氧树脂来提高保护胶的柔韧性,以环氧树脂树脂来提高保护胶的粘接强度,通过限定聚体酸改性环氧树脂和环氧树脂的质量比为(2~3):1,固化剂为双氰胺、三聚氰胺甲醛树脂、聚酰胺、芳香族胺和咪唑中的至少一种,利用胺或咪唑中氮原子上的活泼氢与环氧基迅速进行加成反应,如此不断地消耗环氧基达到完全交联,来实现二聚体酸改性环氧树脂和环氧树脂树脂间的优势互补。
本发明还提供了上述技术方案所述超声波实时断轨监测系统的保护胶的制备方法,包括以下步骤:
将二聚体酸改性环氧树脂、环氧树脂、固化剂、触变剂、溶剂份和填料混合,得到混合物A;
或者将消泡剂、流平剂、颜料和阻燃剂中的至少一种与二聚体酸改性环氧树脂、环氧树脂、固化剂、触变剂、溶剂份和填料混合,得到混合物B;
将所述混合物A或混合物B进行研磨,得到用于轨道检测的超声波实时断轨监测系统的保护胶。
本发明将二聚体酸改性环氧树脂、环氧树脂、固化剂、触变剂、溶剂份和填料混合,得到混合物A。本发明对得到混合物A时的所述混合的方式没有特殊规定,采用本领域技术人员熟知的方式将原料混合均匀即可。
本发明将消泡剂、流平剂、颜料和阻燃剂中的至少一种与二聚体酸改性环氧树脂、环氧树脂、固化剂、触变剂、溶剂份和填料混合,得到混合物B。本发明对得到混合物B时的所述混合的方式没有特殊规定,采用本领域技术人员熟知的方式将原料混合均匀即可。
得到混合物A或混合物B后,本发明将所述混合物A或混合物B进行研磨,得到用于轨道检测的超声波实时断轨监测系统的保护胶。本发明对所述研磨的方式没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的研磨方式即可。在本发明中,所述研磨优选为采用三辊机研磨。在本发明中,所述研磨后为保护胶的粒径优选小于10微米。本发明采用小于10微米以下的保护胶用于轨道检测的超声波实时断轨监测系统的保护,可以使保护胶的耐化性、耐候性、柔韧性和粘接强度同时达到最好。
本发明提供的制备方法简单,便于大规模生产。
下面将结合本发明中的实施例,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,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1
原料:南亚塑料的NPER-172,陶氏双酚A环氧树脂DER-383,二乙二醇乙醚醋酸酯,气相二氧化硅A-380,绝缘炭黑(卡博特
Figure BDA0002547667180000071
L),双氰胺DICY-10和咪唑2MA-OK。
制备工艺:将80份南亚塑料的NPER-172、30份陶氏双酚A环氧树脂DER-383、50份二乙二醇乙醚醋酸酯,4份气相二氧化硅A-380,2份绝缘炭黑(卡博特
Figure BDA0002547667180000072
L),8份双氰胺DICY-10和2份咪唑2MA-OK投入到搅拌器中,搅拌1小时,使原料预分散和润湿;将混合好的材料用三辊机研磨,研磨至材料的粒径小于10微米,得到用于轨道检测的超声波实时断轨监测系统的保护胶。
图1为本发明实施例1制备的保护胶在超声波实时断轨监测系统中使用的示意图。如图1所示,将保护胶涂覆于前盖板1和外壳8的外层,所述涂覆方式为常规技术中的喷涂、丝网印刷、辊涂或灌封任意一种即可。
实施例2
原料:
南亚塑料的NPER-172,陶氏双酚A环氧树脂DER-383,二乙二醇乙醚醋酸酯,气相二氧化硅A-380,绝缘炭黑(卡博特
Figure BDA0002547667180000073
L)和双氰胺DICY-10。
制备工艺:
将80份南亚塑料的NPER-172、30份陶氏双酚A环氧树脂DER-383、50份二乙二醇乙醚醋酸酯,4份气相二氧化硅A-380,2份绝缘炭黑(卡博特
Figure BDA0002547667180000074
L)和8份双氰胺DICY-10投入到搅拌器中,搅拌1小时,使原料预分散和润湿;将混合好的材料用三辊机研磨,研磨至材料的粒径小于10微米,得到用于轨道检测的超声波实时断轨监测系统的保护胶。
实施例3
原料:
南亚塑料的NPER-172,陶氏双酚A环氧树脂DER-383,二乙二醇乙醚醋酸酯,气相二氧化硅A-380,绝缘炭黑(卡博特
Figure BDA0002547667180000081
)和咪唑2MA-OK。
制备工艺:
将80份南亚塑料的NPER-172、30份陶氏双酚A环氧树脂DER-383、50份二乙二醇乙醚醋酸酯4份气相二氧化硅A-380,2份绝缘炭黑(卡博特
Figure BDA0002547667180000082
)和8份咪唑2MA-OK投入到搅拌器中,搅拌1小时,使原料预分散和润湿;将混合好的材料用三辊机研磨,研磨至材料的粒径小于10微米,得到用于轨道检测的超声波实时断轨监测系统的保护胶。
对比例1
原料:
南亚塑料的NPER-172,二乙二醇乙醚醋酸酯,气相二氧化硅A-380,绝缘炭黑(卡博特
Figure BDA0002547667180000083
),双氰胺DICY-10和咪唑2MA-OK。
制备工艺:
将100份南亚塑料的NPER-172、50份二乙二醇乙醚醋酸酯,4份气相二氧化硅A-380,2份绝缘炭黑(卡博特
Figure BDA0002547667180000084
),8份双氰胺DICY-10和2份咪唑2MA-OK投入到搅拌器中,搅拌1小时,使原料预分散和润湿;将混合好的材料用三辊机研磨,研磨至材料的粒径小于10微米,得到用于轨道检测的超声波实时断轨监测系统的保护胶。
对比例2
原料:
南亚塑料的NPER-172,陶氏双酚A环氧树脂DER-383,二乙二醇乙醚醋酸酯,气相二氧化硅A-380,绝缘炭黑(卡博特
Figure BDA0002547667180000085
),双氰胺DICY-10和咪唑2MA-OK。
制备工艺:
将60份南亚塑料的NPER-172、60份陶氏双酚A环氧树脂DER-383、50份二乙二醇乙醚醋酸酯,4份气相二氧化硅A-380,2份绝缘炭黑(卡博特
Figure BDA0002547667180000086
),8份双氰胺DICY-10和2份咪唑2MA-OK投入到搅拌器中,搅拌1小时,使原料预分散和润湿;将混合好的材料用三辊机研磨,研磨至材料的粒径小于10微米,得到用于轨道检测的超声波实时断轨监测系统的保护胶。
对比例3
原料:
南亚塑料的NPER-172,陶氏双酚A环氧树脂DER-383,二乙二醇乙醚醋酸酯,气相二氧化硅A-380,绝缘炭黑(卡博特
Figure BDA0002547667180000091
)和酸酐。
制备工艺:
将80份南亚塑料的NPER-172、30份陶氏双酚A环氧树脂DER-383、50份二乙二醇乙醚醋酸酯,4份气相二氧化硅A-380,2份绝缘炭黑(卡博特
Figure BDA0002547667180000092
)和8份酸酐投入到搅拌器中,搅拌1小时,使原料预分散和润湿;将混合好的材料用三辊机研磨,研磨至材料的粒径小于10微米,得到用于轨道检测的超声波实时断轨监测系统的保护胶。
对实施例1-3以及对比例1-3进行柔韧性、粘接强度、绝缘性和耐化性的性能测试。
表1实施例1~3以及对比例1~3制备的保护胶的性能
Figure BDA0002547667180000093
通过表1可以看出:对比例1显示单独使用二聚酸改性环氧树脂(南亚塑料的NPER-172),膜层粘接强度差;实施例1显示随着环氧树脂的加入,膜层的柔韧性虽然降低,但粘性强度在逐渐变好,当二聚酸改性环氧树脂和环氧树脂的质量用量为8:3时,可以获得柔韧性和粘结强度均为良的膜层,同时满足耐化性、耐候性和绝缘性好的特点。从对比例2可以看出,随着环氧树脂的增多,膜层的柔韧性降低,当二聚酸改性环氧树脂和环氧树脂的质量用量为1:1时膜层的柔韧性直接转为了差。从实施例2-3可以看出,在以二聚酸改性环氧树脂和环氧树脂的质量用量为8:3时,选用单一双氰胺类固化剂得到的保护胶膜层各项性能均最优。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于超声波实时断轨监测系统的保护胶,由如下质量份数的组分构成:二聚体酸改性环氧树脂60~90份,环氧树脂20~60份,固化剂1~20份,触变剂1~20份,溶剂30~60份和填料1~10份;
所述固化剂为双氰胺;
所述二聚体酸改性环氧树脂和环氧树脂的质量比为8:3。
2.根据权利要求1所述的用于超声波实时断轨监测系统的保护胶,其特征在于,所述二聚体酸改性环氧树脂为二聚体酸改性的双酚类环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的用于超声波实时断轨监测系统的保护胶,其特征在于,所述环氧树脂为双酚类环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的用于超声波实时断轨监测系统的保护胶,其特征在于,所述触变剂为气相二氧化硅、有机膨润土、氢化蓖麻油和聚酰胺蜡中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的用于超声波实时断轨监测系统的保护胶,其特征在于,所述溶剂为同时含有醇、醚、酯结构的溶剂。
6.根据权利要求5所述的用于超声波实时断轨监测系统的保护胶,其特征在于,所述溶剂为乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯和二乙二醇丁醚醋酸酯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的用于超声波实时断轨监测系统的保护胶,其特征在于,所述填料为绝缘炭黑和/或云母。
8.一种用于超声波实时断轨监测系统的保护胶,由如下组分构成:二聚体酸改性环氧树脂60~90质量份,环氧树脂20~60质量份,固化剂1~20质量份,触变剂1~20质量份,溶剂30~60质量份,填料1~10质量份,以及消泡剂、流平剂、颜料和阻燃剂中的至少一种;
所述固化剂为双氰胺;
所述二聚体酸改性环氧树脂和环氧树脂的质量比为8:3。
9.权利要求1~7任一项所述的用于超声波实时断轨监测系统的保护胶的制备方法,包括以下步骤:
将二聚体酸改性环氧树脂、环氧树脂、固化剂、触变剂、溶剂和填料混合,得到混合物A;
将所述混合物A进行研磨,得到用于轨道检测的超声波实时断轨监测系统的保护胶。
10.权利要求8所述的用于超声波实时断轨监测系统的保护胶的制备方法,包括以下步骤:
将消泡剂、流平剂、颜料和阻燃剂中的至少一种与二聚体酸改性环氧树脂、环氧树脂、固化剂、触变剂、溶剂和填料混合,得到混合物B;
将所述混合物B进行研磨,得到用于轨道检测的超声波实时断轨监测系统的保护胶。
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