高铁减震用聚氨酯微孔弹性体垫块的制备及其性能研究_叶世荣

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1、聚氨酯工业2015年第30卷第5期POLYUＲETHANEINDUSTＲY2015．Vol．30No．5·38··技术交流·高铁减震用聚氨酯微孔弹性体垫块的制备及其性能研究叶世荣杨小兵郭小星(东莞市鹏博盛实业有限公司广东东莞523121)摘要:通过低压发泡机浇注了高速铁路减震用聚氨酯微孔弹性体垫块，研究了发泡剂水用量、不同软段组成、扩链剂种类、异氰酸酯指数以及硬段含量对材料硬度、密度和力学性能的影响。结果表明，随着发泡剂水用量的增加，材料的硬度和密度均下降;水占A组分质量分数为0.15%，软段组成为PTMG-1000/PTMG-2000/330N摩尔比2∶2∶1

2、，扩链剂BDO/MOCA混合物摩尔比3∶1，异氰酸酯指数为1.06，硬段质量分数为33%时，材料的综合性能优异，符合铁科院《客运专线扣件系统暂行技术条件》的要求。关键词:聚氨酯;微孔弹性体;高速铁路;减震垫块中图分类号:TQ323.8文献标识码:A文章编号:1005－1902(2015)05－0038－05聚氨酯微孔弹性体是一种介于泡沫与弹性体1实验部分之间的材料，其密度大于泡沫而小于弹性体，内部泡孔结构均匀，兼顾了泡沫与弹性体的性能，具有1.1原料较低的密度，同时还具有优异的耐冲击性能、吸能二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、液化MDI(L-缓冲性能、耐磨性能及耐

3、油性能，而且强度高，减MDI)，德国巴斯夫化学公司;聚醚三醇(330N，Mn=震压缩应力传递平稳，抗疲劳性能优异，具有广泛3000)，上海高桥石化公司;聚四氢呋喃醚二醇(PT-［1］的应用前景。随着国内高速铁路的发展以及无MG，Mn=1000，2000)、1，4-丁二醇(BDO)，日本三砟轨道的兴起，对于减震垫板提出了较高的要求。菱公司;聚氧化丙烯三醇3050、3600(Mn=3000，传统的橡胶减震垫块已经不能满足速度日益提升6000)，山东蓝星东大化工有限公司;3，3'-二氯-4，的铁路系统的发展需要，性能远远优于橡胶垫块4'-二氨基二苯基甲烷(MOCA)，

4、苏州湘园特种精细的聚氨酯微孔弹性体垫块受到铁路建设部门的亲化工有限公司;3，5-二乙基甲苯二胺(E-100)，美国睐。由于铁路运输关系到广大群众的生命财产安雅宝公司;复配催化剂(有机金属和胺类)，自制;有全，中国铁道科学研究院(铁科院)对垫块的性能机硅匀泡剂DC3402，美国空气化工产品公司，以上提出了较高的要求。均为工业级。当前铁路部门所使用的聚氨酯微孔弹性体减1.2实验设备震垫块主要依靠进口，国内虽然已有单位发表了万能试验机，WDW0.5-C型，上海华龙测试仪相关的研究论文或申请专利，但尚未见应用于工器有限公司;邵氏硬度计，LX-A型，上海六菱仪器［2］业生

5、产。东莞市鹏博盛实业有限公司经过长时厂;低压浇注机，PU-30F型，温州飞龙聚氨酯设备有间的研究，制得的聚氨酯微孔弹性体减震垫产品限公司;微量水分测定仪，787型，瑞士万通公司。指标完全符合铁科院修订后的《客运专线扣件系1.3样品制备统暂行技术条件》的要求，其产品已经应用于高铁将聚醚多元醇(真空脱水)、扩链剂、催化剂、发部分项目。泡剂水、匀泡剂等均匀混合为A组分(其中，扩链剂第5期叶世荣，等·高铁减震用聚氨酯微孔弹性体垫块的制备及其性能研究·39·中有MOCA时，将聚醚多元醇和MOCA一起加热到体的密度和硬度都在下降。这主要是因为水分增加120℃，待MOCA熔融

6、后和聚醚混合搅拌，再加入其之后，与异氰酸酯反应生成的二氧化碳增多，因而造它物质混合均匀);将MDI加热熔融后与L-MDI混成弹性体内泡孔增多，弹性体密度和硬度均下降。合后为B组分。将A、B组分分别加入低压浇注机的A、B料罐中，调整A、B料的温度为40～45℃，待发泡机循环0．5h后，设置搅拌转速8000r/min，按照设定的A、B料的反应比例向弹性垫板模具中注料，随后模具在50℃的烘道中放置15min。出模后，放入100℃烘箱中熟化12h后，取出，室温条件放置7d后进行性能测试。1.4测试方法拉伸强度和断裂伸长率按GB/T10654—2001进行测试，每个配方准

7、备10个样品，其中5个测试图1水用量与材料硬度和密度的关系老化前性能，5个测试老化后性能，测试完成后分别根据铁科院《客运专线扣件系统暂行技术条取平均值。硬度按照GB/T531—1999测试。老化件》的规定，高速铁路用减震垫板的邵A硬度应在实验按照GB/T3512—2001进行，老化条件为(100365±5，密度应在0.79g/cm。因此，A组分中水的±2)℃、96h。质量分数为0.15%左右时能够满足要求。2结果与讨论2.2软段组成对材料性能的影响在聚氨酯弹性体中，软段(由聚醚多元醇组成)2.1水用量对材料密度和硬度的影响［5－7］对其综合性能的影响较大。为了考

8、察不同种类本实验用水作为