[发明专利]一种用于高温地区的高分子浇注材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，尤其涉及用于嵌入式轨道系统的高分子复合材料。

背景技术

嵌入式轨道系统作为一种新型的无砟轨道系统，改变了传统无砟轨道采用扣件离散支撑和固定钢轨的方式。该轨道系统是将高分子复合材料浇注至承轨槽中，待固化后包覆钢轨，可替代传统扣件起到连续支撑与固定钢轨的作用。由于嵌入式轨道的力学要求，应用于嵌入式轨道系统中的高分子浇注料必须能够为整个轨道系统提供满足设计要求的横向刚度、竖向刚度和纵向刚度。

中国专利CN103351579A公开了一种用于嵌入式轨道系统的高分子复合材料，解决了嵌入式轨道系统对三向刚度、减振降噪、施工工艺性能及绿色环保等技术问题。正常情况下，固化后的高分子浇注料在室温附近较大范围内均具有较高的弹性，可正常工作。但是，在一些高温地区，如我国宁夏、重庆等地区夏季的地面温度超过60℃，尤其是新疆吐鲁番、哈密等地，地面温度高达80℃以上。面对这种高温环境，高分子浇注材料易发粘、且弹性模量较小，从而也降低了整个轨道结构的三向刚度，可能难以满足系统设计要求；高温下材料会加速老化，分子链发生断裂、降解，力学性能急剧下降，大大降低高分子浇注材料的使用寿命，从而影响嵌入式轨道系统的长期运行。此外，高温环境下浇注料固化速度显著加快，操作时间减少，影响施工节拍。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种用于嵌入式轨道系统的耐高温型浇注料，以解决现有高分子材料难以满足高温地区嵌入式轨道系统对三向刚度、减振降噪、物理性能及施工工艺性能等技术问题，特别是满足80℃左右的高热环境下的高弹性、高寿命，以及高温条件下更低的浇注料固化速度。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种用于高温地区的高分子浇注材料，特别应用于高温地区嵌入式轨道系统，包括组分A和组分B，组分A、组分B的重量比为(135～180)：100，其中：

作为优选，组分A、组分B的重量比为(140～180)：100，其中：

所述用于高温地区的高分子浇注材料的制备方法，步骤依次包括：

(1)将低聚物多元醇加入反应釜中在100～120℃下真空脱水1.5～3小时，降温至60～70℃以后，将填充剂、异氰酸酯依次加入其中，逐步升温至80～90℃，保温反应3～4小时，再真空脱泡20～30分钟，冷却后制成A料。

(2)将扩链剂、偶联剂、消泡剂、水解稳定剂、防霉剂、抗氧剂、紫外光吸收剂按比例配好，加入至高速搅拌机以40～100rpm的速度搅拌至均匀，然后用胶体研磨机研磨。研磨后，将料加入反应釜，加热至105～115℃，真空搅拌2小时，冷却后制成B料。

(3)按比例称量好A料和B料，加入至浇注设备搅拌3～5分钟，待混合均匀后注入已准备好的待浇注容器(例如嵌入式轨道的承轨槽)内。

作为优选，所述低聚物多元醇为聚酯多元醇，具体是聚己内酯二醇(PCL)、聚己二酸1,4-丁二醇酯(CMA-44)、聚碳酸酯二醇(PCD)中的一种或几种。

作为优选，所述异氰酸酯为对苯二异氰酸酯(PPDI)、1,5萘二异氰酸酯(NDI)、3,3'-二甲基联苯-4,4'-二异氰酸酯(TODI)中的一种或几种。

作为优选，所述扩链剂为二胺类扩链剂，具体为4,4'-亚甲基双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)(M-CDEA)、二乙基甲苯二胺(DETDA)、3,5-二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)中至少一种。

作为优选，所述填充剂为纳米级填料，具体是白炭黑、硅微粉、碳酸钙、硅镁土中的一种或几种，且粒径范围为50～100nm。

作为优选，所述偶联剂为硅烷偶联剂，具体是γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH-792)中至少一种。

作为优选，所述消泡剂为德国BYK化学公司生产的BYK-060、BYK-070中至少一种。

作为优选，所述水解稳定剂为碳化二亚胺类化合物，具体是单碳化二亚胺、多碳化二亚胺中至少一种。

作为优选，所述防霉剂为8-羟基喹啉、8-羟基喹啉酮、五氯苯酚、五氯酚钠中至少一种。

作为优选，所述抗氧剂为四(4-羟基-3,5-叔丁基苯基丙酸)季戊四醇酯(抗氧剂1010)、N,N'-双[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼(抗氧剂1024)中至少一种。