[发明专利]一种高速铁路用脂肪族聚氨酯弹性面层及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯面弹性面层及制备方法，更具体地说涉及一种高速铁路用脂肪族聚氨酯弹性面层及制备方法。

背景技术

近年来我国高速铁路已进入了大规模建设阶段，由于与传统铁路不同，高铁采用无碴轨道，要求防水、防护层不仅具有防渗、抗裂的基本性能，还要能经受高速、重载、交变冲击等火车高速行驶带来的冲击。喷涂聚脲涂层因没有接缝、黏结力强，真正做到了“皮肤式”防水，同时还具有优异的耐磨性、抗冲性、抗开裂等，满足了高铁的特殊要求。此外，喷涂聚脲技术对表面凹凸、拐角等不规则断面有很好的适应性，是不规则断面较多的无碴轨道防水、防腐处理的良好选择。继京津高速铁路之后，京沪高速铁路路基的防水材料也选用了喷涂聚脲弹性体担当，喷涂聚脲弹性体大规模应用于高速铁路防水工程建设的时代正向我们走来。

喷涂聚脲防水体系由底涂、喷涂聚脲弹性防水涂层、脂肪族聚氨酯弹性面层组成。面层材料用于桥面的暴露部位，这是由于喷涂聚脲防水涂层的固化剂为芳香族异氰酸酯，主要为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)衍生物和苯胺类扩链剂，分子结构中含有大量的苯环和胺基，长期暴露于空气中会发生色变(黄变)和粉化的现象，白色、浅灰色等浅色变色十分明显，不但影响装饰效果，同时主要会导致聚脲防水涂层的粉化破坏。因此相关技术标准规定在高速铁路桥面轨道板以外的暴露区域不单独使用芳香族聚脲涂料，在芳香族聚脲表面施工弹性脂肪族保护面层材料，例如：脂肪族聚氨酯弹性面层等。

面层材料要求与聚脲防水涂层有良好的附着力，具有良好的防滑、耐磨、耐黄变、耐老化和耐化学腐蚀性能，具有良好的弹性和拉伸性能，施工工艺适应性广，可采用喷涂和辊涂等施工。

用于“高铁”聚脲防水涂料体系配套的专用脂肪族面层其制备技术未见公开报道。目前所用的面层与基层聚脲的主要力学性能技术指标，如拉伸强度、断裂伸长率等要求偏低。而且制备时使用了传统的铅、汞类有毒有害的催化剂，环保性能不好。同时产品在当A、B两组分混配后，可操作时间(适用期)很短，一般只有0.5h左右，但后固化时间却较长，一般超过20h，不能同时兼顾操作时间和固化时间的平衡，因此不但要求施工人员要在较短的操作时间内完成面层材料的施工，并且涂层的固化时间偏长，因此这类产品在满足多种施工工艺要求及施工效率方面尚不尽人意。

事实上对于高速铁路桥面专用防水体系来说，由于与传统铁路不同，高铁采用无碴轨道，要求防水层不仅具有防渗、抗裂的基本性能，还要能经受高速、重载、交变冲击等火车高速行驶时带来的冲击，作为防水体系配套使用的脂肪族面层材料的主要性能应与基层——芳香族聚脲的主要性能尽可能的匹配，并且与基层的附着力强，耐磨耗性、耐水解等性能突出，才能满足使用需求，因此急需开发一种高速铁路桥梁混凝土桥面用喷涂聚脲防水体系配套的专用面层材料及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题与不足，提供一种高速铁路用脂肪族聚氨酯弹性面层，该面层能满足高速铁路桥面聚脲防水体系配套专用。

同时本发明还提供了该高速铁路用脂肪族聚氨酯弹性面层的制备方法。

本发明的技术方案如下：

本发明的高速铁路用脂肪族聚氨酯弹性面层由A、B组分制成，其中A组分与B组分的质量比为1∶1-5，所述的A组分各组成的质量比为：

所述的B组分各组成的质量比为：

改性脂肪族二异氰酸酯预聚物    100份

脂肪族异氰酸酯三聚体          10.0-30份

稀释剂                        35-55份。

本发明的高速铁路用脂肪族聚氨酯弹性面层，其进一步的技术方案是所述的多元醇的羟基含量为1.5％-10.5％，羟基官能度≥2。该多元醇最好使用聚环氧撑多元醇、聚四氢呋喃多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己内酯多元醇或聚端羟基丁二烯。

本发明的高速铁路用脂肪族聚氨酯弹性面层，其进一步的技术方案还可以是所述的复合催化剂为高催化活性的有机锡、有机铋或有机钛催化剂与低催化活性的有机锌催化剂复配而成，有机锡、有机铋或有机钛催化剂与有机锌催化剂的质量比为1∶1-8；更进一步的技术方案是所述的复合催化剂在配制时先把高催化活性的有机锡、有机铋或有机钛催化剂预先用稀释剂稀释成3％-15％的质量百分浓度。