本發(fā)明涉及發(fā)泡減振墊板領(lǐng)域，具體涉及一種軌道發(fā)泡減振墊板及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、軌道發(fā)泡減振墊板是設置在梯形軌枕下支點處，用于隔離由軌枕傳遞到鋼筋混凝土道床振動作用的軌道部件。減振墊板需在軌枕制作時與其固定結(jié)合在一起，目前國內(nèi)采用的主要方式為在減振墊板上附加一層織物，通過織物將減振墊板和混凝土軌枕固定在一起。將織物附加在減振墊板上的方式主要有兩種：冷粘貼(膠水)和熱硫化，冷粘貼的主要缺點為粘合處抗老化能力差、粘貼強度低、粘貼不均勻、成本高；熱硫化粘合強度高、抗老化能力強、粘貼均勻，但因產(chǎn)品為發(fā)泡橡膠制作而成，硫化時織物會造成橡膠上下面受熱不一致導致發(fā)泡不均勻，同時因織物收縮帶動產(chǎn)品翹曲使產(chǎn)品變形嚴重。

2、專利cn104861314b公開了一種微孔橡膠墊板及其制備工藝，采用低門尼epdm和高門尼epdm機械共混形成分散均勻的多相結(jié)構(gòu)，配合使用聚乙二醇混合物中和發(fā)泡劑4,4-氧代雙苯磺酰肼在反應過程中形成的苯磺酸，增大發(fā)泡倍率，輔以補強性能良好的炭黑和老化性能優(yōu)異、質(zhì)輕多孔的硅藻土填料，賦予微孔橡膠墊板高強度、低剛度和低溫度依存等性能，但是這種微孔橡膠墊板在與織物熱硫化時容易發(fā)泡不均勻。

3、專利cn105885250b公開了一種三元乙丙橡膠微孔墊板的生產(chǎn)工藝及其產(chǎn)品，該申請通過高溫段、微波段和烘箱段的連續(xù)硫化取代現(xiàn)有技術(shù)中的模具模壓硫化，既提高微孔墊板的生產(chǎn)效率，減少人力物力的投入，又提高微孔墊板的強度和抗塌陷性能，滿足日益復雜的軌道交通線路中低振動型軌下基礎(chǔ)的減振需求，但是其工藝較復雜難以實現(xiàn)工業(yè)化。

4、因此市場上亟需一種發(fā)泡均勻、平整度高并且容易實現(xiàn)工業(yè)化的軌道發(fā)泡減振墊板。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于獲得一種平整度高、發(fā)泡均勻、泡孔密度合適、耐水性能好、容易實現(xiàn)工業(yè)化并且各層之間粘結(jié)性好不易脫落的軌道發(fā)泡減振墊板。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明一方面提供了一種軌道發(fā)泡減振墊板，所述軌道發(fā)泡減振墊板由第一層材料、第二層材料和第三層材料呈片狀疊合后經(jīng)合模硫化而成；所述第一層材料為一次硫化的橡膠，按重量份計，所述橡膠包括以下原料，三元乙丙橡膠40-50份、硫化劑1-3份、硫化促進劑3-5份、炭黑20-30份、石蠟油5-10份、微球發(fā)泡劑1-3份；所述第二層材料為非發(fā)泡低門尼橡膠；所述第三層材料為改性pet土工布。

4、優(yōu)選地，所述硫化劑為s-80。

5、優(yōu)選地，所述硫化促進劑為cz。

6、優(yōu)選地，所述石蠟油為10號白油。

7、本技術(shù)使用發(fā)泡的三元乙丙橡膠、非發(fā)泡低門尼三元乙丙橡膠與土工布疊放的方式將發(fā)泡三元乙丙橡膠與土工布分隔開，解決了硫化時織物會造成橡膠上下面受熱不一致導致發(fā)泡不均勻，同時因織物收縮帶動產(chǎn)品翹曲及變形嚴重的問題。并且通過添加微球發(fā)泡劑和改性pet土工布的方法使得到的軌道發(fā)泡減振墊板具有平整度高并且各層之間粘結(jié)性好不易脫落的優(yōu)點。

8、在一些實施方式中，所述微球發(fā)泡劑的制備方法，包含以下步驟：

9、a1、將碳酸氫鈉、3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷和丙酮加入反應容器中，升溫至30-40℃反應20-30min，干燥后得到硅烷改性的碳酸氫鈉；

10、a2、將步驟a1得到的硅烷改性的碳酸氫鈉、催化劑1、丙酮和聚氨酯預聚體加入反應容器中，在30-40℃反應1-2h，干燥后得到微球發(fā)泡劑。

11、閉孔發(fā)泡的橡膠具有相互獨立的孔洞，這種結(jié)構(gòu)使橡膠具有優(yōu)異的耐水性能。發(fā)泡劑產(chǎn)生氣體的量和氣體在膠料中的擴散速度乙基硫化速度影響著泡孔結(jié)構(gòu)。常規(guī)的發(fā)泡劑在橡膠硫化前就開始發(fā)泡，使硫化速率與發(fā)泡速率不能匹配，導致橡膠出現(xiàn)開孔發(fā)泡的現(xiàn)象。針對這種問題，本技術(shù)在碳酸氫鈉上接枝含有異氰酸酯基團的硅烷偶聯(lián)劑并將其與聚氨酯預聚體反應，實現(xiàn)了在碳酸氫鈉上包覆聚氨酯外殼的目的，將該微球發(fā)泡劑用于橡膠硫化的過程中，微球發(fā)泡劑的聚氨酯外殼在170℃開始分解，可以將發(fā)泡過程控制在硫化后發(fā)生并在硫化結(jié)束前結(jié)束，使發(fā)泡后的橡膠具有合適的發(fā)泡密度和耐水性能。并且脫落的聚氨酯外殼具有較好的韌性，其分散在橡膠中可以增強三元乙丙橡膠以提高軌道發(fā)泡減振墊板的力學性能。

12、在一些實施方式中，所述碳酸氫鈉和3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷的質(zhì)量比為1:(0.2-0.3)。

13、本技術(shù)通過選擇特定配比的碳酸氫鈉和3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷可以使軌道發(fā)泡減振墊板具有較好的力學性能，這可能是因為體系中殘留了部分3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷可以促進炭黑的分散。

14、在一些實施方式中，步驟a2中所述硅烷改性的碳酸氫鈉和聚氨酯預聚體的質(zhì)量比為1:(1-1.2)。

15、本技術(shù)通過選擇特定配比的硅烷改性的碳酸氫鈉和聚氨酯預聚體可以使軌道發(fā)泡減振墊板具有合適的發(fā)泡密度，這可能是因為體系中殘留了部分聚氨酯預聚體，可以提供支撐力穩(wěn)定橡膠中形成的泡孔結(jié)構(gòu)，防止泡孔塌陷。

16、在一些實施方式中，所述改性pet土工布的制備方法，包含以下步驟：

17、b1、將pet土工布浸泡在70-90℃的23-27g/l稀硝酸中20-40min，洗滌、干燥后浸泡在硫化鈉和碳酸鈉的混合水溶液中，95-98℃反應20-40min，洗滌、干燥后得到氨基pet土工布；

18、b2、將步驟b1得到的氨基pet土工布浸泡在20-30wt％的丙烯酸甲醇溶液中，加熱到70-80℃反應1-2h，得到丙烯酸改性的pet土工布；

19、b3、將三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、無水甲醇和偶氮二異丁腈加入反應容器中，攪拌20-30min，得到混合溶液，將步驟b2得到的丙烯酸改性的pet土工布浸入混合溶液中，70-80℃反應1-3h，得到改性pet土工布。

20、本技術(shù)通過改性pet土工布，在土工布上接枝多個雙鍵，使其可以在二次硫化過程中與低門尼三元乙丙橡膠形成一定的交聯(lián)，增強兩層之間的粘附強度。

21、在一些實施方式中，所述硫化鈉在混合水溶液中的質(zhì)量濃度為38-40g/l、碳酸鈉在混合水溶液中的質(zhì)量濃度為18-22g/l。

22、在一些實施方式中，步驟b2中所述氨基pet土工布和20-30wt％的丙烯酸甲醇溶液的浸漬比為1:(4-5)。

23、本技術(shù)通過限定氨基pet土工布和20-30wt％的丙烯酸甲醇溶液的配比可以使軌道發(fā)泡減振墊板的粘結(jié)性更好，這可能是因為體系中殘留了部分丙烯酸有利于提升橡膠的粘度。

24、在一些實施方式中，步驟b3中所述無水甲醇和三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的質(zhì)量比為1:(0.05-0.1)。

25、本技術(shù)通過限定無水甲醇和三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的配比可以使軌道發(fā)泡減振墊板的粘結(jié)效果更好，這可能是因為殘留的三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯在兩層之間發(fā)揮了助硫化劑的效果，提升了硫化性能。

26、本發(fā)明另一方面提供了軌道發(fā)泡減振墊板的制備方法，包含以下步驟：

27、(1)將三元乙丙橡膠放入密煉機進行塑煉，塑煉溫度為70-80℃，塑煉時間為20-25min，得到塑煉后的橡膠；

28、(2)將步驟(1)得到的塑煉后的橡膠、硫化促進劑、炭黑、石蠟油同時加入密煉機進行混煉，混煉溫度為80-110℃，混煉時間為10-20min，得到混煉膠；

29、(3)將步驟(2)得到的混煉膠投入開煉機中，加入硫化劑和微球發(fā)泡劑在40-45℃混合均勻后，將輥距調(diào)整為0.8-1.3mm，打三角包3-5次，然后將輥距調(diào)至5-6mm出片，下片停放2-15天后放入切割機上切割成膠條，加入擠出機中擠出，切割后得到成型的橡膠；

30、(4)將步驟(3)得到的成型的橡膠在平板硫化機中進行一次硫化，硫化溫度為165℃-175℃、硫化時間為20-30min，得到一次硫化的橡膠；

31、(5)對步驟(4)得到的一次硫化的橡膠使用打磨機打磨，得到打磨后的橡膠；

32、(6)將非發(fā)泡低門尼橡膠進行壓延，壓延規(guī)格為0.8-1.2mm，寬度為230-250mm，壓延完成后裁切長度為620-660mm，得到壓延橡膠；

33、(7)將步驟(5)得到的打磨后的橡膠、步驟(6)得到的壓延橡膠、改性pet土工布依次放入模腔內(nèi)，合模硫化，硫化溫度為165℃-175℃、硫化時間為5-7min、壓力為140-160kg/cm2，得到軌道發(fā)泡減振墊板。

34、在一些實施方式中，所述一次硫化的橡膠的厚度為25-25.5mm，打磨后的橡膠的厚度為24.5-25mm。

35、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

36、(1)本發(fā)明使用發(fā)泡三元乙丙橡膠、低門尼三元乙丙橡膠與土工布疊放的方式將發(fā)泡三元乙丙橡膠與土工布分隔開，解決了硫化時織物會造成橡膠上下面受熱不一致導致發(fā)泡不均勻和因織物收縮帶動產(chǎn)品翹曲及變形嚴重的問題；并且通過添加微球發(fā)泡劑和改性pet土工布的方法使得到的軌道發(fā)泡減振墊板具有平整度高并且各層之間粘結(jié)性好不易脫落的優(yōu)點。

37、(2)本發(fā)明在碳酸氫鈉上接枝含有異氰酸酯基團的硅烷偶聯(lián)劑并將其與聚氨酯預聚體反應，實現(xiàn)了在碳酸氫鈉上包覆聚氨酯外殼的目的，在橡膠硫化過程中使用該微球發(fā)泡劑可以使發(fā)泡后的橡膠具有合適的發(fā)泡密度和耐水性能，并且可以提高軌道發(fā)泡減振墊板的力學性能。

38、(3)本發(fā)明通過在pet土工布上接枝多個雙鍵，使其可以在二次硫化過程中與低門尼三元乙丙橡膠形成一定的交聯(lián)，增強兩層之間的粘附強度。并通過限定丙烯酸改性的pet土工布和三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的配比可以提升軌道發(fā)泡減振墊板和土工布的粘結(jié)效果。