[发明专利]一种铁路轨下垫板用聚氨酯微孔发泡材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铁路轨下垫板用聚氨酯微孔发泡材料及其制备方法，按质量份数由100份的A料和93‑105份的B料组成，其中：A料按质量份数由100份的聚酯多元醇，6‑9份的小分子扩链剂，0.06‑0.10份的发泡剂，0.4‑0.6份的泡沫稳定剂和1.3‑1.5份的催化剂组成；B料按质量份数由47‑50份的异氰酸酯和50‑53份的聚酯多元醇组成；本发明的聚氨酯微孔发泡材料具有体质轻、易形变、耐折性好、抗冲击、易模塑、缓冲性能好的特性，可承受较高的负载，避免了轨下垫板应力集中的问题；并且在受力形变情况下，均匀形变，各处受力均匀，使其在重载既有线路恶劣的轨道状态和巨大的运量情况下，保持更久的使用寿命。

技术领域

本发明涉及重载铁路扣件技术领域，具体涉及一种铁路轨下垫板用聚氨酯微孔发泡材料及其制备方法。

背景技术

我国现有的重载线路及货运改造线路列车的轴重普遍为23-25吨，随着重载铁路的改造，我国第一条按照30吨轴重重载铁路标准建设的铁路已于2014年11月建成，年运量也在逐年提高，以大秦铁路为例，列车轴重25吨，年运量已达4.45亿吨。

轨下垫板设置于钢轨与混凝土枕或整体道床之间，起到缓冲减振、减小轮轨之间的动力作用；传统的木枕碎石道床轨道，钢轨支点的弹性由木枕、道床和路基的弹性提供；混凝土枕和宽枕线路，由于其轨枕本身刚性很大，而且底部支承面积比木枕大，因此钢轨支点的弹性比木枕碎石道床轨道小；对于混凝土整体道床，其刚性更大，必须使用轨下垫板来保持线路必要的弹性，减小轮轨间的动力冲击；目前，我国对于30吨轴重的重载铁路有砟轨道，轨下垫板静刚度设定为120-160kN/mm。

在现有技术中，我国对30吨轴重重载铁路用轨下垫板材料主要有以下三种：

沟槽型橡胶垫板：沟槽型橡胶垫板是我国长期研究和使用的垫板，制造相对容易，使用效果普遍良好，已制定了较为合理的橡胶垫板制造验收技术条件，产品质量基本得到控制；但其承压性能、抗热老化性能和耐油性能欠佳，在长期使用过程中易产生压溃现象；

热塑性弹性体：热塑性弹性体TPEE是一种嵌段共聚物，由较长的软链段和适当的硬链段组成，呈两相缔合结构，硬链段结晶起物理交联作用，软链段无定形赋予聚合物高回弹性，因此具有高韧性和高回弹性、优良的抗冲击性、耐蠕变性、耐磨及耐老化性，但其耐热性不如橡胶，随着温度上升而物性下降幅度较大，且压缩变形和耐久性等同橡胶相比较差；

聚氨酯弹性体：聚氨酯弹性体PU是一种新兴的有机高分子材料，具有优良的综合性能，弹性模量一般介于橡胶和塑料之间，在具有高硬度同时具有良好的弹性和伸长率、强度高、优异的耐磨性、承载能力大、抗冲击性能高、耐疲劳及抗震动等优点，但其加工工艺复杂，在大荷载作用下易产生内热，影响使用性能；

目前，聚氨酯弹性体PU材料制作的轨下垫板，主要是通过沟槽型设计来调节静刚度和改善散热问题；对沟槽设计带来的局部区域内应力显著增高现象，即应力集中问题考虑不足，影响轨下垫板的耐疲劳性能和使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提出了一种铁路轨下垫板用聚氨酯微孔发泡材料及其制备方法。

本发明的技术方案是：

一种铁路轨下垫板用聚氨酯微孔发泡材料，其特征在于，按质量份数由100份的A料和93-105份的B料组成，其中：

所述A料按质量份数由100份的聚酯多元醇，6-9份的小分子扩链剂，0.06-0.10份的发泡剂，0.4-0.6份的泡沫稳定剂和1.3-1.5份的催化剂组成；

所述B料按质量份数由47-50份的异氰酸酯和50-53份的聚酯多元醇组成。

优选的，所述聚酯多元醇的分子量为1000-2000，并且所述聚酯多元醇由聚己内酯多元醇组成。