一种高铁轨道用高耐候性超弹塑料垫片及其制备方法
技术领域
本发明涉及高铁轨道技术领域，具体是一种高铁轨道用高耐候性超弹塑料垫片及其制备方法。
背景技术
高速铁路，简称高铁，狭义上指高速铁路系统，是具有专业性、规范性、研究性的科学工程术语，指一种铁路等级类型。广义上泛指能供列车以200km/h以上最高速度行驶的铁路系统。世界上第一条正式的高速铁路系统是1964年建成通车的日本东海道新干线，沟通东京、名古屋和大阪所在的日本三大都市圈，促进了日本的高速发展。其设计速度为200km/h，因此高速铁路的初期速度标准就是200km/h。后来随着技术进步，火车速度更快，不同时代不同国家就对高速铁路有了不同定义，并根据本国情况规定了各自的高速铁路级别的详细技术标准，涉及的列车速度、铁路类型等就不尽相同。塑料垫片是高铁轨道中的一类零件，由于需要满足高铁轨道的工作环境，往往对垫片本身的性能有着很高的要求。目前的塑料垫片多存在耐候性不足等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高铁轨道用高耐候性超弹塑料垫片及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高铁轨道用高耐候性超弹塑料垫片，按重量份数计包括如下组分：100-120份的环氧橡胶、50-70份的聚氨酯基体、30-50份的古马隆树脂、60-80份的羟基硅油、1-5份的硬脂酸、5-10份的二苯基甲烷二异氰酸酯、10-12份的二甲硫基甲苯二胺、1-5份的醇聚醚、30-50份的助剂，所述助剂按重量份数计包括如下组分：5-7份的偶联剂、1-3份的增韧剂、1-5份的促进剂、3-5份的防老剂、10-15份的防老助剂、10-15份的纳米二氧化钛、5-10份的蛋白石、5-10份的硫磺、1-3份的硼酸锌、10-15份的甲基丙烯酸缩水甘油酯。
作为本发明进一步的方案：所述偶联剂为TMC-201、TMC-102、KH792中的任一种。
作为本发明进一步的方案：所述增韧剂为DOP、DBP、TPP中的任一种。
作为本发明进一步的方案：所述促进剂为二硫化四甲基秋兰姆、二硫化二苯并噻唑、二苯基硫脲中的任一种。
作为本发明进一步的方案：所述防老剂为防老剂4010、防老剂4020、防老剂3100中的任一种，所述防老助剂为微晶石蜡。
一种高铁轨道用高耐候性超弹塑料垫片的制备方法，具体包括如下步骤：
S1、将适量环氧橡胶、聚氨酯基体、古马隆树脂混合后加入密炼机中，密炼一段时间，再向其中加入羟基硅油、硬脂酸、二苯基甲烷二异氰酸酯、二甲硫基甲苯二胺、醇聚醚，继续密炼一段时间，排料冷却，得到母炼胶；
S2、将适量纳米二氧化钛、蛋白石、硫磺加入球磨机中，充分研磨混合后，与适量水加入超声波分散机中，高速分散后得到分散液；
S3、将步骤S2制取的分散液与适量偶联剂、增韧剂、促进剂、防老剂、防老助剂、硼酸锌、甲基丙烯酸缩水甘油酯加入搅拌釜中，充分搅拌混匀，得到助剂；
S4、将步骤S1制取的母炼胶与步骤S3制取的助剂共同加入开炼机中，进行混炼，降温排料出片即可。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S1中的初次密炼温度为80-100℃，时间为35-55min，二次密炼温度为90-110℃，时间为30-40min。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S4中的混炼温度为150-170℃，混炼时间为30-60min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过改进塑料垫片的配方组分，使得成品垫片具有良好的弹性、硬度、抗扯断性能，且在高温和低温环境下也依然能够表现出良好的力学性能，具有优异的耐候性，使用寿命长，另外制备过程简单，易于生产，成本低廉。
具体实施方式
下面对本发明实施例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。
实施例一：
一种高铁轨道用高耐候性超弹塑料垫片，按重量份数计包括如下组分：100份的环氧橡胶、50份的聚氨酯基体、30份的古马隆树脂、60份的羟基硅油、1份的硬脂酸、5份的二苯基甲烷二异氰酸酯、10份的二甲硫基甲苯二胺、1份的醇聚醚、30份的助剂，所述助剂按重量份数计包括如下组分：5份的偶联剂、1份的增韧剂、1份的促进剂、3份的防老剂、10份的防老助剂、10份的纳米二氧化钛、5份的蛋白石、5份的硫磺、1份的硼酸锌、10份的甲基丙烯酸缩水甘油酯。
所述偶联剂为TMC-201。
所述增韧剂为DOP。
所述促进剂为二硫化四甲基秋兰姆。
所述防老剂为防老剂4010，所述防老助剂为微晶石蜡。
一种高铁轨道用高耐候性超弹塑料垫片的制备方法，具体包括如下步骤：
S1、将适量环氧橡胶、聚氨酯基体、古马隆树脂混合后加入密炼机中，密炼一段时间，再向其中加入羟基硅油、硬脂酸、二苯基甲烷二异氰酸酯、二甲硫基甲苯二胺、醇聚醚，继续密炼一段时间，排料冷却，得到母炼胶；
S2、将适量纳米二氧化钛、蛋白石、硫磺加入球磨机中，充分研磨混合后，与适量水加入超声波分散机中，高速分散后得到分散液；
S3、将步骤S2制取的分散液与适量偶联剂、增韧剂、促进剂、防老剂、防老助剂、硼酸锌、甲基丙烯酸缩水甘油酯加入搅拌釜中，充分搅拌混匀，得到助剂；
S4、将步骤S1制取的母炼胶与步骤S3制取的助剂共同加入开炼机中，进行混炼，降温排料出片即可。
所述步骤S1中的初次密炼温度为80℃，时间为55min，二次密炼温度为90℃，时间为40min。
所述步骤S4中的混炼温度为150℃，混炼时间为60min。
实施例二：
一种高铁轨道用高耐候性超弹塑料垫片，按重量份数计包括如下组分：110份的环氧橡胶、60份的聚氨酯基体、40份的古马隆树脂、70份的羟基硅油、3份的硬脂酸、8份的二苯基甲烷二异氰酸酯、11份的二甲硫基甲苯二胺、3份的醇聚醚、40份的助剂，所述助剂按重量份数计包括如下组分：6份的偶联剂、2份的增韧剂、3份的促进剂、4份的防老剂、13份的防老助剂、13份的纳米二氧化钛、7份的蛋白石、8份的硫磺、2份的硼酸锌、13份的甲基丙烯酸缩水甘油酯。
所述偶联剂为TMC-102。
所述增韧剂为DBP。
所述促进剂为二硫化二苯并噻唑。
所述防老剂为防老剂4020，所述防老助剂为微晶石蜡。
一种高铁轨道用高耐候性超弹塑料垫片的制备方法，具体包括如下步骤：
S1、将适量环氧橡胶、聚氨酯基体、古马隆树脂混合后加入密炼机中，密炼一段时间，再向其中加入羟基硅油、硬脂酸、二苯基甲烷二异氰酸酯、二甲硫基甲苯二胺、醇聚醚，继续密炼一段时间，排料冷却，得到母炼胶；
S2、将适量纳米二氧化钛、蛋白石、硫磺加入球磨机中，充分研磨混合后，与适量水加入超声波分散机中，高速分散后得到分散液；
S3、将步骤S2制取的分散液与适量偶联剂、增韧剂、促进剂、防老剂、防老助剂、硼酸锌、甲基丙烯酸缩水甘油酯加入搅拌釜中，充分搅拌混匀，得到助剂；
S4、将步骤S1制取的母炼胶与步骤S3制取的助剂共同加入开炼机中，进行混炼，降温排料出片即可。
所述步骤S1中的初次密炼温度为90℃，时间为45min，二次密炼温度为100℃，时间为35min。
所述步骤S4中的混炼温度为160℃，混炼时间为45min。
实施例三：
一种高铁轨道用高耐候性超弹塑料垫片，按重量份数计包括如下组分：120份的环氧橡胶、70份的聚氨酯基体、50份的古马隆树脂、80份的羟基硅油、5份的硬脂酸、10份的二苯基甲烷二异氰酸酯、12份的二甲硫基甲苯二胺、5份的醇聚醚、50份的助剂，所述助剂按重量份数计包括如下组分：7份的偶联剂、3份的增韧剂、5份的促进剂、5份的防老剂、15份的防老助剂、15份的纳米二氧化钛、10份的蛋白石、10份的硫磺、3份的硼酸锌、15份的甲基丙烯酸缩水甘油酯。
所述偶联剂为KH792。
所述增韧剂为TPP。
所述促进剂为二苯基硫脲。
所述防老剂为防老剂3100，所述防老助剂为微晶石蜡。
一种高铁轨道用高耐候性超弹塑料垫片的制备方法，具体包括如下步骤：
S1、将适量环氧橡胶、聚氨酯基体、古马隆树脂混合后加入密炼机中，密炼一段时间，再向其中加入羟基硅油、硬脂酸、二苯基甲烷二异氰酸酯、二甲硫基甲苯二胺、醇聚醚，继续密炼一段时间，排料冷却，得到母炼胶；
S2、将适量纳米二氧化钛、蛋白石、硫磺加入球磨机中，充分研磨混合后，与适量水加入超声波分散机中，高速分散后得到分散液；
S3、将步骤S2制取的分散液与适量偶联剂、增韧剂、促进剂、防老剂、防老助剂、硼酸锌、甲基丙烯酸缩水甘油酯加入搅拌釜中，充分搅拌混匀，得到助剂；
S4、将步骤S1制取的母炼胶与步骤S3制取的助剂共同加入开炼机中，进行混炼，降温排料出片即可。
所述步骤S1中的初次密炼温度为100℃，时间为35min，二次密炼温度为110℃，时间为30min。
所述步骤S4中的混炼温度为170℃，混炼时间为30min。
测试例
分别选取本发明实施例一-三制备的高耐候性超弹塑料垫片，分别按照DIN53504-2、DIN53505、DIN53508、DIN53545的测试标准对产品的硬度、扯断强度、扯断伸长率、抗老化、耐低温性能进行测试，结果如下表所示：
由上表可以看出，本发明具有良好的力学性能，且在高温和低温环境下均能够保持良好的力学性能，耐候性好。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
