[发明专利]一种发泡聚氨酯弹性体及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种发泡聚氨酯弹性体及其制备方法和应用，所述弹性体由预聚物I组分和固化剂P组分反应得到，预聚物I组分，以重量份计包括：混合多元醇100份、多官能度异氰酸酯1‑5份、单官能度异氰酸酯1‑8份、二异氰酸酯29‑140份、泡沫稳定剂1：1‑5份；固化剂P组分，以重量份计包括：混合多元醇0‑160份、扩链剂和/或交联剂：4‑14份、催化剂：0.1‑6份、发泡剂：0.1‑5份、泡沫稳定剂2：0.5‑5份。本发明通过使用多官能度和单官能度异氰酸酯改性聚氨酯材料，破坏聚氨酯分子链的结晶行为，同时采用多种泡沫稳定剂协同共用，得到的发泡聚氨酯垫板具有静刚度高，动静比低，压缩变型小和疲劳后制品尺寸、刚度变化率小等特点，能够满足重载铁路弹性垫板的使用要求。

技术领域

本发明属于聚氨酯领域，具体涉及一种发泡聚氨酯弹性体及其制备方法和应用。

背景技术

铁路垫板是一类专门用于降低车辆高速行驶时产生的噪音和振动而专门设计的防震元件。垫板的减振降噪效果又取决于产品的静态刚度和动静刚度比等指标。通常高速铁路要求较低的静刚度，而普通线路则要求静态刚度较高。动静刚度比数值越接近，则发挥的减震缓冲缓冲性能越好。此外，垫板材料还要具有较低的压缩永久变形和优异的耐疲劳性能，以保证轨道系统具有较好的压缩特性和垫板尺寸以及静态刚度指标的性能保持率。

传统重载铁路轨下垫板材质多为橡胶材料，如天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶等，为降低这些实心橡胶垫板的静刚度，垫板结构设计多采用实心沟槽设计，长时间使用后容易造成对轨枕的压痕损伤，综合使用维护成本较高。现有高速铁路用发泡垫板为聚氨酯微孔材料，但是应用在重载铁路上，还存在垫板材料及制品的刚度设计、动静刚度比、高低温性能、疲劳耐用性和加工成型工艺不匹配等诸多问题，不能满足重载铁路的应用要求。

CN101058629 B公开了一种铁道垫板的制造方法，其采用通过特殊设计的混合装置，将惰性气体分散在聚氨酯预聚物、多元醇和扩链剂组分的混合固化物中，此种发泡成型工艺复杂，对机械设备要求较高，设备成本高。此外，公开的垫板静刚度较低，不适合重载铁路的应用。

CN101942786 B公开了一种微孔聚氨酯弹性体铁轨垫板的制造方法，其采用水为发泡剂，得到的铁轨垫板静刚度在23kN/mm，动静刚度比≤1.4，疲劳测试后垫板尺寸变化率≤20%。此类垫板材料静刚度较低，并且疲劳后垫板尺寸变化率指标不能满足重载铁路的性能要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中的不足，提供一种发泡聚氨酯弹性体及其制备方法和应用，通过使用多官能度和单官能度异氰酸酯改性聚氨酯材料，破坏聚氨酯分子链的结晶行为，同时采用两种泡沫稳定剂协同共用，得到的发泡聚氨酯弹性体具有静刚度高，动静比低，压缩变型小和疲劳后制品尺寸、刚度变化率小等特点，能够满足重载铁路弹性垫板的使用要求。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明第一方面提供一种发泡聚氨酯弹性体，所述弹性体由预聚物I组分和固化剂P组分以质量比100：（5-187）反应得到，

（1）预聚物I组分，以重量份计包括：

混合多元醇：100份

多官能度异氰酸酯：1-5份

单官能度异氰酸酯：1-8份

二异氰酸酯：29-140份

泡沫稳定剂1：1-5份

（2）固化剂P组分，以重量份计包括：

混合多元醇：0-160份

扩链剂和/交联剂：4-14份

催化剂：0.1-6份

发泡剂：0.1-5份