專利名稱：鐵路軌道扣件用改性橡塑復(fù)合微孔軌下墊板及制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵路軌道扣件用軌下墊板，特別是鐵路軌道扣件用改性橡塑復(fù)合微孔軌下墊板及制作工藝。
背景技術(shù)：
根據(jù)2004年國務(wù)院批準(zhǔn)的《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，中國鐵路在十一五期間實(shí)施跨越式發(fā)展，到2020年全國鐵路營運(yùn)里程將達(dá)10萬km，其中客運(yùn)專線1.2萬km。國家已投入巨額資金和人力，對現(xiàn)有鐵路進(jìn)行提速改造。新的200km/h以上的干線不斷增加，標(biāo)志著鐵路建設(shè)的新高潮已到來?！耙?guī)模大、標(biāo)準(zhǔn)高、速度快”，對鐵路的技術(shù)水平和質(zhì)量水平提出了新的更高要求。鐵路軌道直接承受機(jī)車輪對的作用力，對運(yùn)輸起著至關(guān)重要的作用。其中的扣件雖小，但牽涉到整個軌道工程的安全穩(wěn)定性和彈性恢復(fù)，因此扣件在軌道工程中的重要地位及對整個運(yùn)輸安全的直接影響是顯而易見的，技術(shù)質(zhì)量要求的高難度也在其中充分體現(xiàn)。
根據(jù)西南交通大學(xué)出版社2006年4月出版的《無碴軌道鋼軌扣件》(書號ISBN7-81104-213-4)，分析了國內(nèi)目前的WJ系列扣件系統(tǒng)用軌下橡膠墊板，其是實(shí)心帶溝槽的橡膠，日本扣件系統(tǒng)用軌下橡膠也是帶溝槽結(jié)構(gòu)的實(shí)心橡膠墊板，靜剛度較高，彈性不足。德國用的微孔橡膠墊板是整塊放在扣件系統(tǒng)鐵墊板下的，靜剛度較低，彈性好，需要配套德國生產(chǎn)的扣件系統(tǒng)，與我國的扣件系統(tǒng)不配套。目前國內(nèi)軌下墊板僅有帶溝槽結(jié)構(gòu)的實(shí)心橡膠墊板，在EPDM橡塑改性和復(fù)合不銹鋼板的微孔結(jié)構(gòu)橡塑材料的開發(fā)還是一個空白。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的即在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種靜剛度較低、彈性好、耐天候及耐臭氧老化的鐵路軌道扣件用改性橡塑復(fù)合微孔軌下墊板及制作工藝，它具有使用壽命長，壓縮永久變形性能優(yōu)良，復(fù)原性好等諸多特殊性能，具有耐極限高溫和耐極限低溫的能力，即在-40℃～+100℃的自然環(huán)境中產(chǎn)品性能不發(fā)生較大的變化，能夠滿足列車高速運(yùn)行時的安全性、舒適性、減振降噪等特殊要求。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)鐵路軌道扣件用改性橡塑復(fù)合微孔軌下墊板，它是由下述重量份的組分組成三元乙丙橡膠EPDM70～100乙烯-乙酸乙烯共聚體EVA0～30硫磺0.2～0.5過氧化物DCP0.5～3氧化鋅3～5硬脂酸1～3發(fā)孔劑H1～3發(fā)孔助劑1～3炭黑30～80石蠟油5～10鐵路軌道扣件用改性橡塑復(fù)合微孔軌下墊板制作工藝，它包括以下步驟(1)混煉膠按配方分別稱量小料、大料；生膠塑煉，按上述重量比依次加入小料，大料，軟化劑，混煉均勻，再加入發(fā)孔劑、硫化劑，薄通3～6次后下片，停放待檢，經(jīng)檢測合格后，在硫化前熱煉出片，然后硫化成型和使用；(2)復(fù)合工藝(i)成型采用1.0～3.5mm厚的不銹鋼板，按照所需尺寸制作成型，成型后的不銹鋼板進(jìn)行粘合面表面處理，清洗后干燥待用；(ii)涂粘合劑粘合劑的選擇，選用A、B開姆洛克粘合劑(一般是，在A組分中加入1.5％增粘劑，混合均勻后作為底涂粘合劑，均勻涂在已經(jīng)處理過的不銹鋼板表面上，涂膠厚度為0.1～0.2mm，在70～80℃環(huán)境中干燥30分鐘后，再涂B組分粘合劑，厚度為0.1～0.15mm，在60～80℃環(huán)境中干燥30分鐘后方可放入模具硫化成型；(iii)硫化硫化條件為170℃、8MPa的壓力下硫化10分鐘，根據(jù)模具的大小及形狀，確定備用膠料的重量及形狀，裝模后，產(chǎn)品上表面用惰性織物墊一層，下面墊上經(jīng)過處理的不銹鋼板，與產(chǎn)品一起在硫化過程中以專用模具不開模的方式進(jìn)行硫化復(fù)合粘接。
(3)脫模用低溫脫?；蚶鋮s脫模。
(4)收縮處理脫出的產(chǎn)品放入冷水進(jìn)行收縮處理。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)使軌道減振降噪效果好并具有高平順性、高穩(wěn)定性、高可靠性、高耐久性，列車高速運(yùn)行時安全、舒適。具有耐極限高溫和低溫的能力，即在-40℃～+100℃的自然環(huán)境中產(chǎn)品性能不發(fā)生較大的變化，產(chǎn)品具有彈性高、耐天候及耐臭氧老化，產(chǎn)品的使用壽命長，壓縮永久變形性能優(yōu)良，復(fù)原性好等諸多特殊性能。產(chǎn)品物理力學(xué)性能

具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述微孔制品質(zhì)量的優(yōu)劣，一是取決于發(fā)孔劑和硫化劑的匹配，它直接影響發(fā)孔質(zhì)量，所以對OBSH、H、助劑進(jìn)行變量；二是EPDM與EVA的并用量，它對產(chǎn)品的彈性和壓縮變形有影響，如EVA用量增大，壓縮變形與它成正比，所以對EPDM、EVA進(jìn)行變量，采用正交L9設(shè)計原理對基礎(chǔ)配方進(jìn)行多組分多變量試驗(yàn)。
確定因素A、EPDM+EVA，B、OBSH+H，C、DCP+S，D、助劑CELEX-A(其中EPDM為三元乙丙橡膠，EVA為乙烯-乙酸乙烯共聚體，OBSH為發(fā)孔劑，DCP為過氧化物，S為硫磺，助劑CELEX-A為發(fā)孔助劑)變量水平A170∶30 A280∶20A390∶10B11.00.5 B21.5∶1.5 B32.5∶2.0C120∶0.2 C22.5∶0.5 C34.5∶1.0D12.5 D23.5 D34.5將以上因素、水平代入L9表，進(jìn)行配料、煉膠和試片壓制，做驗(yàn)證試驗(yàn)。

測試數(shù)據(jù)處理如下TB R值，產(chǎn)品圖紙對強(qiáng)度的要求指標(biāo)為≥3.0Mpa，根據(jù)上表的測試結(jié)果均大于3.0Mpa，從綜合性能考慮不一定強(qiáng)度越高越好；表2發(fā)現(xiàn)隨著EVA用量的增大，強(qiáng)度成正比，所以在進(jìn)行K值和K值數(shù)據(jù)處理比對時應(yīng)考慮表2中強(qiáng)度適中的數(shù)據(jù)所對應(yīng)的EPDM∶EVA并用量，同時靜剛度測試結(jié)果也證明EVA的并用量與測試結(jié)果成正比，為此對A因素的K值應(yīng)從偏低選取。
TE靜剛度K值，這兩項(xiàng)指標(biāo)在產(chǎn)品圖紙的要求指標(biāo)分別為壓變≤10％，靜剛度20-30KN/mm.均應(yīng)在上表的測試結(jié)果中選數(shù)據(jù)最低的參數(shù)，電阻和耐熱耐水性的各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于圖低要求(計算省略)。
鑒于前述強(qiáng)度、靜剛度、壓變等測試結(jié)果選低值的原則，所以因素A的高低順序A1-A2-A3，A3的強(qiáng)度測試結(jié)果為7.797Mpa，選該因素的該水平作下次驗(yàn)證配方的配方基數(shù)，即EPDM∶EVA＝90∶10。
從上表的9組配方撕裂測試結(jié)果觀察，變化不太大，K值小于1.0，除A因素外，直接影響撕裂指標(biāo)的是B、C因素，B因素大小順序?yàn)锽3-B2-B1，C因素大小順序?yàn)镃3-C2-C1，所以選擇B3和C3，即OBSH+H為2.5∶2.0、DCP+S為4.5∶1.0的配合比例最好.
上表中密度測試結(jié)果顯示，微孔墊板的密度波動微小，所以在先擇時應(yīng)重點(diǎn)參考其它性能，對密度有影響的應(yīng)是B、D兩因素，前面已對B因素選取，D因素對密度影響的順序?yàn)镈2-D1-D3，選擇D2，即CELEX-A為3.5的配合比例合適。
以下是一些具體實(shí)施例實(shí)施例1鐵路軌道扣件用改性橡塑復(fù)合微孔軌下墊板，它是由下述重量份的組分組成三元乙丙橡膠EPDM100，乙烯-乙酸乙烯共聚體EVA20，硫磺0.5，過氧化物DCP3，ZnO3，硬脂酸1，發(fā)孔劑H1，發(fā)孔助劑1，炭黑30，石蠟油5。
鐵路軌道扣件用改性橡塑復(fù)合微孔軌下墊板制作工藝，它包括以下步驟
(1)混煉膠按配方分別稱量小料、大料；生膠塑煉，按上述重量比依次加入小料，大料，軟化劑，混煉均勻，再加入發(fā)孔劑、硫化劑，薄通3次后下片，停放待檢，經(jīng)檢測合格后，在硫化前熱煉出片，然后硫化成型和使用；(2)復(fù)合工藝(i)成型采用1.0mm厚的不銹鋼板，按照所需尺寸成型，成型后的不銹鋼板進(jìn)行粘合面表面處理，清洗后干燥待用；(ii)涂粘合劑粘合劑的選擇，使用A、B開姆洛克粘合劑，在A組分中加入1.5％增粘劑，混合均勻后作為底涂粘合劑，均勻涂在已經(jīng)處理過的不銹鋼板表面上，涂膠厚度為0.1mm，在70℃環(huán)境中干燥30分鐘后，再涂B組分粘合劑，厚度為0.1mm，在60℃環(huán)境中干燥30分鐘后方可放入模具硫化成型；(iii)硫化硫化條件為170℃、8MPa的壓力下硫化10分鐘，根據(jù)模具的大小及形狀，確定備用膠料的重量及形狀，裝模后，產(chǎn)品上表面用惰性織物墊一層，下面墊上經(jīng)過處理的不銹鋼板，與產(chǎn)品一起在硫化過程中以專用模具不開模的方式進(jìn)行硫化復(fù)合粘接；(3)脫模用低溫脫?；蚶鋮s脫模；(4)收縮處理脫出的產(chǎn)品放入冷水進(jìn)行收縮處理。
實(shí)施例2鐵路軌道扣件用改性橡塑復(fù)合微孔軌下墊板，它是由下述重量份的組分組成三元乙丙橡膠EPDM60，乙烯-乙酸乙烯共聚體EVA25，硫磺0.3，過氧化物DCP2，ZnO5，
硬脂酸3，發(fā)孔劑H3，發(fā)孔助劑3，炭黑80，石蠟油10。
鐵路軌道扣件用改性橡塑復(fù)合微孔軌下墊板制作工藝，它包括以下步驟(1)混煉膠按配方分別稱量小料、大料；生膠塑煉，按上述重量比依次加入小料，大料，軟化劑，混煉均勻，再加入發(fā)孔劑、硫化劑，薄通6次后下片，停放待檢，經(jīng)檢測合格后，在硫化前熱煉出片，然后硫化成型和使用；(2)復(fù)合工藝(i)成型采用3mm厚的不銹鋼板，按照所需尺寸成型，成型后的不銹鋼板進(jìn)行粘合面表面處理，清洗后干燥待用；(ii)涂粘合劑粘合劑的選擇，選用A、B兩種開姆洛克粘合劑，A組分作為粘接介質(zhì)，與不銹鋼板的粘接效果好，與B組分的相容性也好，而B組分與橡膠的粘接效果更好，從而使橡膠與不銹鋼板能夠粘接復(fù)合成一個整體；在A組分中加入1.5％增粘劑，混合均勻后作為底涂粘合劑，均勻涂在已經(jīng)處理過的不銹鋼板表面上，涂膠厚度為0.2mm，在80℃環(huán)境中干燥30分鐘后，再涂B組分粘合劑，厚度為0.15mm，在80℃環(huán)境中干燥30分鐘后方可放入模具硫化成型；(iii)硫化硫化條件為170℃、8MPa的壓力下硫化10分鐘，根據(jù)模具的大小及形狀，確定備用膠料的重量及形狀，裝模后，產(chǎn)品上表面用惰性織物墊一層，下面墊上經(jīng)過處理的不銹鋼板，與產(chǎn)品一起在硫化過程中以專用模具不開模的方式進(jìn)行硫化復(fù)合粘接。
(3)脫模用低溫脫?；蚶鋮s脫模；(4)收縮處理脫出的產(chǎn)品放入冷水進(jìn)行收縮處理。
實(shí)施例3鐵路軌道扣件用改性橡塑復(fù)合微孔軌下墊板，它是由下述重量份的組分組成三元乙丙橡膠EPDM70，乙烯-乙酸乙烯共聚體EVA30，硫磺0.4，過氧化物DCP2.5，ZnO4，硬脂酸2，發(fā)孔劑H2，發(fā)孔助劑2，炭黑50，石蠟油8。
鐵路軌道扣件用改性橡塑復(fù)合微孔軌下墊板制作工藝，它包括以下步驟(1)混煉膠按配方分別稱量小料、大料；生膠塑煉，按上述重量比依次加入小料，大料，軟化劑，混煉均勻，再加入發(fā)孔劑、硫化劑，薄通4次后下片，停放待檢，經(jīng)檢測合格后，在硫化前熱煉出片，然后硫化成型和使用；(2)復(fù)合工藝(i)成型采用2mm厚的不銹鋼板，按照所需尺寸成型，成型后的不銹鋼板進(jìn)行粘合面表面處理，清洗后干燥待用；(ii)涂粘合劑粘合劑的選擇，選用A、B兩種開姆洛克粘合劑，A組分作為粘接介質(zhì)，與不銹鋼板的粘接效果好，與B組分的相容性也好，而B組分與橡膠的粘接效果更好，從而使橡膠與不銹鋼板能夠粘接復(fù)合成一個整體；在A組分中加入1.5％增粘劑，混合均勻后作為底涂粘合劑，均勻涂在已經(jīng)處理過的不銹鋼板表面上，涂膠厚度為0.15mm，在75℃環(huán)境中干燥30分鐘后，再涂B組分粘合劑，厚度為0.12mm，在70℃環(huán)境中干燥30分鐘后方可放入模具硫化成型；(iii)硫化硫化條件為170℃、8MPa的壓力下硫化10分鐘，根據(jù)模具的大小及形狀，確定備用膠料的重量及形狀，裝模后，產(chǎn)品上表面用惰性織物墊一層，下面墊上經(jīng)過處理的不銹鋼板，與產(chǎn)品一起在硫化過程中以專用模具不開模的方式進(jìn)行硫化復(fù)合粘接；(3)脫模用低溫脫模或冷卻脫模；(4)收縮處理脫出的產(chǎn)品放入冷水進(jìn)行收縮處理。
實(shí)施例4鐵路軌道扣件用改性橡塑復(fù)合微孔軌下墊板，它是由下述重量份的組分組成三元乙丙橡膠EPDM80，乙烯-乙酸乙烯共聚體EVA30，硫磺0.4，過氧化物DCP2，ZnO4，硬脂酸2，發(fā)孔劑H2，發(fā)孔助劑2，炭黑50，石蠟油6。
鐵路軌道扣件用改性橡塑復(fù)合微孔軌下墊板制作工藝，它包括以下步驟(1)混煉膠按配方分別稱量小料、大料；生膠塑煉，按上述重量比依次加入小料，大料，軟化劑，混煉均勻，再加入發(fā)孔劑、硫化劑，薄通5次后下片，停放待檢，經(jīng)檢測合格后，在硫化前熱煉出片，然后硫化成型和使用；(2)復(fù)合工藝(i)成型采用2.0mm厚的不銹鋼板，按照所需尺寸成型，成型后的不銹鋼板進(jìn)行粘合面表面處理，清洗后干燥待用；(ii)涂粘合劑粘合劑的選擇，使用A、B開姆洛克粘合劑，在A組分中加入1.5％增粘劑，混合均勻后作為底涂粘合劑，均勻涂在已經(jīng)處理過的不銹鋼板表面上，涂膠厚度為0.1mm，在70℃環(huán)境中干燥30分鐘后，再涂B組分粘合劑，厚度為0.1mm，在60℃環(huán)境中干燥30分鐘后方可放入模具硫化成型；(iii)硫化硫化條件為170℃、8MPa的壓力下硫化10分鐘，根據(jù)模具的大小及形狀，確定備用膠料的重量及形狀，裝模后，產(chǎn)品上表面用惰性織物墊一層，下面墊上經(jīng)過處理的不銹鋼板，與產(chǎn)品一起在硫化過程中以專用模具不開模的方式進(jìn)行硫化復(fù)合粘接；(3)脫模用低溫脫?；蚶鋮s脫模；(4)收縮處理脫出的產(chǎn)品放入冷水進(jìn)行收縮處理。
實(shí)施例5鐵路軌道扣件用改性橡塑復(fù)合微孔軌下墊板，它是由下述重量份的組分組成三元乙丙橡膠EPDM90，乙烯-乙酸乙烯共聚體EVA35，硫磺0.4，過氧化物DCP2.5，ZnO4，硬脂酸2，發(fā)孔劑H2.5，發(fā)孔助劑2.5，炭黑50，
石蠟油7。
鐵路軌道扣件用改性橡塑復(fù)合微孔軌下墊板制作工藝，它包括以下步驟(1)混煉膠按配方分別稱量小料、大料；生膠塑煉，按上述重量比依次加入小料，大料，軟化劑，混煉均勻，再加入發(fā)孔劑、硫化劑，薄通6次后下片，停放待檢，經(jīng)檢測合格后，在硫化前熱煉出片，然后硫化成型和使用；(2)復(fù)合工藝(i)成型采用3.0mm厚的不銹鋼板，按照所需尺寸成型，成型后的不銹鋼板進(jìn)行粘合面表面處理，清洗后干燥待用；(ii)涂粘合劑粘合劑的選擇，使用A、B開姆洛克粘合劑，在A組分中加入1.5％增粘劑，混合均勻后作為底涂粘合劑，均勻涂在已經(jīng)處理過的不銹鋼板表面上，涂膠厚度為0.1mm，在70℃環(huán)境中干燥30分鐘后，再涂B組分粘合劑，厚度為0.1mm，在60℃環(huán)境中干燥30分鐘后方可放入模具硫化成型；(iii)硫化硫化條件為170℃、8MPa的壓力下硫化10分鐘，根據(jù)模具的大小及形狀，確定備用膠料的重量及形狀，裝模后，產(chǎn)品上表面用惰性織物墊一層，下面墊上經(jīng)過處理的不銹鋼板，與產(chǎn)品一起在硫化過程中以專用模具不開模的方式進(jìn)行硫化復(fù)合粘接；(3)脫模用低溫脫?；蚶鋮s脫模；(4)收縮處理脫出的產(chǎn)品放入冷水進(jìn)行收縮處理。
權(quán)利要求
1.鐵路軌道扣件用改性橡塑復(fù)合微孔軌下墊板，其特征在于它是由下述重量份的組分組成三元乙丙橡膠EPDM70～100乙烯-乙酸乙烯共聚體EVA0～30硫磺0.2～0.5過氧化物DCP 2～6.5氧化鋅3～5硬脂酸1～3發(fā)孔劑H1～3發(fā)孔助劑1.5～6.5炭黑30～80石蠟油5～10。
2.權(quán)利要求1所述的鐵路軌道扣件用改性橡塑復(fù)合微孔軌下墊板制作工藝，其特征在于它包括以下步驟(1)混煉膠按配方分別稱量小料、大料；生膠塑煉，按上述重量比依次加入小料，大料，軟化劑，混煉均勻，再加入發(fā)孔劑、硫化劑，薄通3-6次后下片，停放待檢，經(jīng)檢測合格后，在硫化前熱煉出片，然后硫化成型和使用；(2)復(fù)合工藝(i)成型采用1.0～3.5mm厚的不銹鋼板，按照所需尺寸成型，成型后的不銹鋼板進(jìn)行粘合面表面處理，清洗后干燥待用；(ii)涂粘合劑粘合劑的選擇，選用A、B兩種開姆洛克粘合劑，A組分作為粘接介質(zhì)，與不銹鋼板的粘接效果好，與B組分的相容性也好，而B組分與橡膠的粘接效果更好，從而使橡膠與不銹鋼板能夠粘接復(fù)合成一個整體；在A組分中加入1.5％增粘劑，混合均勻后作為底涂粘合劑，均勻涂在已經(jīng)處理過的不銹鋼板表面上，涂膠厚度為0.1～0.2mm，在70～80℃環(huán)境中干燥30分鐘后，再涂B組分粘合劑，厚度為0.1～0.15mm，在60～80℃環(huán)境中干燥30分鐘后方可放入模具硫化成型；(iii)硫化硫化條件為170℃、8MPa的壓力下硫化10分鐘，根據(jù)模具的大小及形狀，確定備用膠料的重量及形狀，裝模后，產(chǎn)品上表面用惰性織物墊一層，下面墊上經(jīng)過處理的不銹鋼板，與產(chǎn)品一起在硫化過程中以專用模具不開模的方式進(jìn)行硫化復(fù)合粘接；(3)脫模用低溫脫模或冷卻脫模；(4)收縮處理脫出的產(chǎn)品放入冷水進(jìn)行收縮處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了鐵路軌道扣件用改性橡塑復(fù)合微孔軌下墊板，它是由下述組分組成三元乙丙橡膠EPDM，乙烯－乙酸乙烯共聚體EVA，硫磺，過氧化物DCP，氧化鋅，硬脂酸，發(fā)孔劑H，發(fā)孔助劑，炭黑，石蠟油，其制作工藝包括以下步驟(1)混煉膠；(2)復(fù)合工藝；(3)脫模。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)使用改性橡塑復(fù)合微孔軌下墊板后，軌道減振降噪效果好并具有高平順性、高穩(wěn)定性、高可靠性、高耐久性，列車高速運(yùn)行時安全、舒適。改性橡塑復(fù)合微孔軌下墊板具有耐極限高溫和低溫的能力，即在－40℃～+100℃的自然環(huán)境中使用產(chǎn)品性能不發(fā)生較大的變化，還具有彈性高、耐天候及耐臭氧老化，使用壽命長，壓縮永久變形性能優(yōu)良，復(fù)原性好等諸多特殊性能。
文檔編號C08L5/00GK1986628SQ20061002251
公開日2007年6月27日 申請日期2006年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月15日
發(fā)明者楊玉璽, 王會超, 羅金潤 申請人:四川宏億復(fù)合材料工程技術(shù)有限公司