專利名稱：鋼軌扣件用彈性墊板材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鐵路鋼軌扣件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種在鋼軌扣件用的新型彈性墊板材料。
背景技術(shù)：
鋼軌扣件就是軌道上用以聯(lián)結(jié)鋼軌和軌枕(或其他類型軌下基礎(chǔ))的零件，又稱中間聯(lián)結(jié)零件。其作用是將鋼軌固定在軌枕上，保持軌距和阻止鋼軌相對于軌枕的縱橫向移動(dòng)。 彈性墊板屬于鐵路道床附件，具體為一種在鐵路、高速鐵路中使用的彈性墊板，尤其是一種在整體道床板下、連排短板道床下道碴下使用的彈性墊板。本發(fā)明材料彈性墊板包括板體，板體包括耐磨彈性層和緩沖彈性體，緩沖彈性體位于耐磨彈性層下方，或位于兩耐磨彈性層之間，或位于耐磨彈性層之中，緩沖彈性體的面剛度或彈性模量低于耐磨彈性層的面剛度或彈性模量。相比普通鐵路扣件的墊板，高速鐵路橡膠墊板在使用過程中將存在以下幾個(gè)問題 ①橡膠墊板在荷載作用下，產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力要比普通線路的墊板高很多，同樣使用周期，橡膠墊板破損情況相對嚴(yán)重，并且產(chǎn)生的永久形變要比普通線路的墊板大；②目前我國普通線路上使用的軌下墊板部分采用丁苯橡膠，該橡膠的耐候特性相對較差，在熱、氧、紫外線和雨水等因素作用下，橡膠材料的使用壽命會(huì)大大降低，同時(shí)在高頻荷載作用下，加速了材料的老化過程，導(dǎo)致材料過早失效，通常表現(xiàn)為橡膠發(fā)黏，會(huì)黏在鋼軌底部；③材料的失效將直接導(dǎo)致墊板靜剛度的變化，一般規(guī)律是橡膠墊板的剛度值先是增大，后來又逐漸衰減。 墊板剛度的變化，將會(huì)影響列車的穩(wěn)定；④在荷載作用下，橡膠墊板的彈性變形較大，易造成扣件松動(dòng)，不易保持扣壓力。此外，目前在許多國家的鐵路上廣泛采用了混凝土軌枕，但由于它缺乏木枕所具有的彈性與絕緣性能，因此，作為解決彈性與絕緣問題而引進(jìn)本發(fā)明材料彈性墊板不僅具有良好的彈性、承載力和耐久性，使用壽命更長，應(yīng)用后可起到良好的緩沖作用，大幅度降低振動(dòng)和噪聲，可廣泛用于整體道床下方緩沖減振、有碴軌道道碴下方緩沖減振以及連排短板下方緩沖減振等工程領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種能頻繁承受道床板動(dòng)態(tài)間歇沖擊載荷和收縮應(yīng)力的綜合作用、具有良好的壓縮永久變形和動(dòng)態(tài)疲勞性能、耐熱空氣老化特性和耐堿特性良好，且具有減振和降低噪聲的鋼軌扣件用彈性墊板材料。鋼軌扣件用彈性墊板材料，其特征在于含有以下質(zhì)量份的組分苯橡膠(SBR) 1-4、三元乙丙橡膠96 100、硫化物5-10、炭黑5 10、高嶺土或偏高嶺土 15 25、增塑劑5 15。本發(fā)明利用聚合物改性乙丙橡膠技術(shù)，通過硫化交聯(lián)與加入顆粒增強(qiáng)體，使墊板耐高溫性能得以提高，同時(shí)使墊板具有較低永久壓縮變形，增強(qiáng)體的加入使墊板強(qiáng)度、絕緣、耐磨性以及靜態(tài)壓縮量進(jìn)一步加強(qiáng)，同時(shí)加入一定量的抗老化劑和流變助劑，使墊板的缺陷減少，抗老化性能增強(qiáng)，彈性墊板各方面性能滿足相關(guān)行業(yè)技術(shù)指標(biāo)要求。本發(fā)明彈性墊板基體材料為丁苯橡膠(SBR)改性三元乙丙橡膠，乙丙橡膠具有優(yōu)異的耐紫外、耐臭氧、耐熱、耐酸堿、耐水蒸氣、顏色穩(wěn)定性、電性能、充油性及常溫流動(dòng)性， SBR橡膠具有良好的極限延伸率與抗疲勞能力，并具有良好的回彈能力，SBR改性三元乙丙橡膠通過撓曲形變和壓縮形變兩者同時(shí)來提供高的回彈力，以達(dá)到減震效果，并可吸收噪音；二者加入量為SBR/三元乙丙橡膠=(廣4)/(96 100)。本發(fā)明采用硫磺與過氧化物復(fù)合硫化體系，通過對硫化溫度與硫化速率等工藝進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制硫化物中的多硫鍵(-SX-)、單硫鍵(-S-)和(C-C)鍵的比例，改善彈性墊板的耐熱老化性能，并可防止交聯(lián)過程分子鏈斷裂，以改善硫化橡膠的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、耐磨性和耐高溫撕裂性，并使彈性墊板耐熱性優(yōu)異，同時(shí)具有極低壓縮永久變形和抗硫化返原性；硫化物的加入量為5 10。本發(fā)明采用高結(jié)構(gòu)度的炭黑作為彈性墊板材料的顆粒增強(qiáng)體，并加入一定量的高嶺土或偏高嶺土以改善彈性墊板的耐磨性能與抗侵蝕性能；其中炭黑的比表面積須為 IOOOOOmVkg以上，碳含量須為98. 5%以上。高嶺土的!^e含量須為0. 5%以下，比表面積須為22000m2/kg以上；二者加入量為炭黑/高嶺土 =(5 10)/(15 25)。本發(fā)明采用飽和及不飽和脂肪酸鋅鹽作為混煉過程的增塑劑，增塑劑由于在橡膠中具有可溶性，因此在橡膠加工中具有優(yōu)良的物理潤滑作用，同時(shí)也具有一定的塑解作用， 在塑煉、混煉、壓出等橡膠加工中，增塑劑顯著降低天然橡膠和合成橡膠的粘度，尤其是降低加填料后的混煉膠粘度，改善膠料的流動(dòng)特性，大大降低加工能耗和膠料溫升，提高生產(chǎn)效率，煉制過程中增塑劑的加入量為5 15。本發(fā)明在彈性墊板材料中加入一定量復(fù)合抗老化劑。復(fù)合抗老化劑之一為對橡膠硫化和可塑度無影響、耐熱氧性良好的酚類防老劑；另一種抗老化劑組分為熒光屏蔽劑，以降低熒光強(qiáng)度、熒光級別，有效降低熒光所帶來的各種危害性，大幅度提高產(chǎn)品的光老化性能；二者加入比例為酚類防老劑/熒光屏蔽劑=(0. 5 1. 0)/(0. 2 0. 5)。本發(fā)明還加入抗疲勞、抗靜電等的其他一些助劑，其加入量為5 10。本發(fā)明鋼軌扣件用彈性墊板材料，該彈性墊板材料采用聚合物改性乙丙橡膠技術(shù)，通過硫化交聯(lián)與加入炭黑顆粒增強(qiáng)體，并通過加入一定量的流變助劑和抗老化劑，使得彈性墊板耐高溫性能得以提高，同時(shí)使墊板具有較低永久壓縮變形，同時(shí)使墊板強(qiáng)度、絕緣、耐磨性、抗老化能力以及靜態(tài)壓縮量進(jìn)一步加強(qiáng)，生產(chǎn)的彈性墊板材料滿足行業(yè)相關(guān)技術(shù)要求。
具體實(shí)施例方式基本配方苯橡膠(SBR) 1-4、三元乙丙橡膠96 100、硫化物5_10、炭黑5 10、高嶺土 15 25、增塑劑5 15。具體地，可以是苯橡膠(SBR) 1-2、三元乙丙橡膠96、8、硫化物7_8、炭黑6 8、高嶺土 18 20、增塑劑9 12。本發(fā)明還可加入由酚類防老劑和熒光屏蔽劑組成的復(fù)合抗老化劑，兩者的質(zhì)量份為 0. 5 1. 0 和 0. 2 0. 5。本發(fā)明還可加入抗疲勞、抗靜電等的其他一些助劑，其加入量為5 10。更具體地，采用配方為(質(zhì)量份):丁苯橡膠3 ；三元乙丙橡膠100 ；硫化物7. 5 ；炭黑 5 ；高嶺土 20 ；增塑劑10 ；抗老化劑1 ；其他助劑7. 5。對彈性墊板材料的性能進(jìn)行測試，結(jié)果如表1所示。 表1彈性墊板材料的性能
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表1表明，通過上述工藝和配方獲得的彈性墊板材料，能充分滿足《客運(yùn)專線鐵路無砟軌道充填式墊板暫行技術(shù)條件》(科技基[2008] 74號)的要求。
權(quán)利要求
1.鋼軌扣件用彈性墊板材料，其特征在于含有以下質(zhì)量份的組分苯橡膠(SBR)1-4、 三元乙丙橡膠96 100、硫化物5-10、炭黑5 10、高嶺土或偏高嶺土 15 25、增塑劑5 15。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼軌扣件用彈性墊板材料，其特征在于含有以下質(zhì)量份的組分苯橡膠(SBR) 1-2、三元乙丙橡膠96、8、硫化物7_8、炭黑6 8、高嶺土或偏高嶺土 18 20、增塑劑9 12。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼軌扣件用彈性墊板材料，其特征在于炭黑的比表面積為100000m2/kg以上，碳含量為98. 5%以上，高嶺土的!^e含量為0. 5%以下，比表面積為 22000m2/kg 以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼軌扣件用彈性墊板材料，其特征在于增塑劑為飽和及不飽和脂肪酸鋅鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼軌扣件用彈性墊板材料，其特征在于還加入由酚類防老劑和熒光屏蔽劑組成的復(fù)合抗老化劑，兩者的質(zhì)量份為0. 5^1. 0和0. 2^0. 5。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼軌扣件用彈性墊板材料，其特征在于還加入抗疲勞、 抗靜電的助劑，其加入量質(zhì)量份為5 10。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鋼軌扣件用彈性墊板材料，該材料含有以下質(zhì)量份的組分苯橡膠(SBR)1-4、三元乙丙橡膠96~100、硫化物5-10、炭黑5~10、高嶺土或偏高嶺土15~25、增塑劑5~15。采用本發(fā)明能頻繁承受道床板動(dòng)態(tài)間歇沖擊載荷和收縮應(yīng)力的綜合作用、具有良好的壓縮永久變形和動(dòng)態(tài)疲勞性能、耐熱空氣老化特性和耐堿特性良好，且能夠減振和降低噪聲。
文檔編號C08L9/06GK102352073SQ20111025016
公開日2012年2月15日 申請日期2011年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月29日
發(fā)明者王鏡超, 謝斌 申請人:四川西南交大鐵路發(fā)展有限公司