本發(fā)明涉及軌道道床防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種道床表層防護(hù)層及其制備方法。

背景技術(shù)：

目前，我國(guó)的重載鐵路蓬勃發(fā)展，軸重和運(yùn)量均不斷增加，對(duì)于道床表層防護(hù)層的服役性能和使用壽命產(chǎn)生了重大的挑戰(zhàn)。由于重載貨運(yùn)列車對(duì)鐵路的嚴(yán)重破壞，道床污染嚴(yán)重。

目前，為防止道床污染，采取對(duì)道床表層進(jìn)行封堵的措施。常用的道床表層封堵技術(shù)有道砟膠封堵、發(fā)泡材料封堵和工業(yè)覆蓋材料封堵幾種。道砟膠封堵的技術(shù)導(dǎo)致膠結(jié)后的道床搗固、補(bǔ)砟或更換困難，起、拔、改道也不易實(shí)現(xiàn)。發(fā)泡材料封堵技術(shù)由于發(fā)泡引起的結(jié)構(gòu)體膨脹難以抑制，導(dǎo)致道床整體被抬升且易變性。工業(yè)覆蓋材料一般為橡膠材料和高分子聚合物材料，橡膠材料單價(jià)較高且不阻燃，固定困難；高分子聚合物材料還需進(jìn)一步研發(fā)。

因此，經(jīng)發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，研發(fā)一種具有絕緣耐壓、耐腐蝕性強(qiáng)、耐候性好、耐老化性能的道床表層防護(hù)層是當(dāng)前道床防護(hù)技術(shù)中迫切需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種道床表層防護(hù)層及其制備方法，其旨在解決現(xiàn)有的道床防護(hù)產(chǎn)品不耐壓、易變性、易老化的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明提供的第一種技術(shù)方案：一種道床表層防護(hù)層的制備方法包括以下步驟：

配制a組分原料，所述a組分原料包括二異氰酸酯，或所述a組分原料包括多異氰酸酯，或所述a組分原料包括由端羥基化合物與異氰酸酯反應(yīng)制得的預(yù)聚物或半預(yù)聚物，或所述a組分原料包括由端氨基化合物與異氰酸酯反應(yīng)制得的預(yù)聚物或半預(yù)聚物；

配制b組分原料，所述b組分原料包括擴(kuò)鏈劑與耐候柔性材料的混合物；

混合所述a組分原料和所述b組分原料，形成半成品原料，所述a組分原料與所述b組分原料的重量比例的范圍為：1:0.1至1:20；

將所述半成品原料與碎石混合攪拌，形成成品原料；

固化所述成品原料，形成道床表層防護(hù)層。

進(jìn)一步地，所述碎石的粒徑范圍為：2mm至3mm。

進(jìn)一步地，所述碎石的材質(zhì)采用石灰?guī)r或玄武巖。

進(jìn)一步地，所述將所述半成品原料與碎石混合攪拌的步驟之前還包括：去除碎石表面的雜物。

進(jìn)一步地，所述固化所述成品原料，形成道床表層防護(hù)層的步驟中，將所述成品原料在預(yù)設(shè)的模具中固化至少2小時(shí)。

進(jìn)一步地，所述擴(kuò)鏈劑包括多元醇、多元胺、多元羥酸、含活性氫的端羥基聚合物、含活性氫的端氨基聚合物中的任一種或任意多種。

進(jìn)一步地，所述混合所述a組分原料和所述b組分原料的步驟中，混合溫度的范圍為：-10℃至110℃。

進(jìn)一步地，所述a組分原料與所述b組分原料的重量比例的范圍為：1:0.1至1:10。

本發(fā)明提供的第二種技術(shù)方案：一種道床表層防護(hù)層包括混合配置的半成品原料和碎石，所述半成品原料包括混合配置的a組分原料和b組分原料；

所述a組分原料包括二異氰酸酯，或所述a組分原料包括多異氰酸酯，或所述a組分原料包括由端羥基化合物與異氰酸酯反應(yīng)制得的預(yù)聚物或半預(yù)聚物，或所述a組分原料包括由端氨基化合物與異氰酸酯反應(yīng)制得的預(yù)聚物或半預(yù)聚物；

所述b組分原料包括擴(kuò)鏈劑與耐候柔性材料的混合物；

所述碎石的粒徑范圍為：2mm至3mm。

進(jìn)一步地，所述碎石的材質(zhì)采用石灰?guī)r或玄武巖。

本發(fā)明提供的道床表層防護(hù)層及其制備方法具有以下幾個(gè)方面的有益效果：道床表層防護(hù)層包括混合配置的半成品原料和碎石，半成品原料包括混合配置的a組分原料和b組分原料。a組分原料包括二異氰酸酯，或多異氰酸酯，或由端羥基化合物與異氰酸酯反應(yīng)制得的預(yù)聚物或半預(yù)聚物，或由端氨基化合物與異氰酸酯反應(yīng)制得的預(yù)聚物或半預(yù)聚物。b組分原料包括擴(kuò)鏈劑與耐候柔性材料的混合物。道床表層防護(hù)層采用的原料環(huán)境友、無(wú)污染，且具有拉伸強(qiáng)度大、伸長(zhǎng)率高、不易變形、絕緣耐壓性能好等特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的道床表層防護(hù)層的制備方法的流程框圖。

圖2為圖1中步驟s1：形成半成品原料的具體流程框圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

第一實(shí)施例

圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的道床表層防護(hù)層的制備方法的流程框圖，請(qǐng)參閱圖1。

本實(shí)施例提供了一種道床表層防護(hù)層的制備方法。道床表層防護(hù)層的制備方法包括以下步驟：

s1：形成半成品原料。

其中，如圖2所示，步驟s1中具體包括以下步驟：

s11：配制a組分原料。

a組分原料包括二異氰酸酯，或a組分原料包括多異氰酸酯，或a組分原料包括由端羥基化合物與異氰酸酯反應(yīng)制得的預(yù)聚物或半預(yù)聚物，或a組分原料包括由端氨基化合物與異氰酸酯反應(yīng)制得的預(yù)聚物或半預(yù)聚物。

具體地，二異氰酸酯包括二異氰酸酯單體、或二異氰酸酯聚合體、或二異氰酸酯衍生物。多異氰酸酯包括多異氰酸酯單體、多異氰酸酯聚合體、或多異氰酸酯衍生物。

容易理解的是，a組分原料可以是二異氰酸酯、或多異氰酸酯、或由端羥基化合物與異氰酸酯反應(yīng)制得的預(yù)聚物或半預(yù)聚物、或由端氨基化合物與異氰酸酯反應(yīng)制得的預(yù)聚物和半預(yù)聚物中的任一種或任意多種。例如：

a組分原料可以是二異氰酸酯單體、或二異氰酸酯聚合體、或二異氰酸酯衍生物、或上述三種物質(zhì)中任意多種的混合物。

a組分原料可以是多異氰酸酯單體、多異氰酸酯聚合體、多異氰酸酯衍生物、或上述三種物質(zhì)中任意多種的混合物。

a組分原料可以是由多異氰酸酯聚合體與異氰酸酯反應(yīng)制得的預(yù)聚物或半預(yù)聚物以及二異氰酸酯。

a組分原料可以是由端羥基化合物與異氰酸酯反應(yīng)制得的預(yù)聚物或半預(yù)聚物，也可以是該預(yù)聚物和半預(yù)聚物的混合物。

a組分原料也可以是由端氨基化合物與異氰酸酯反應(yīng)制得的預(yù)聚物和半預(yù)聚物，也可以是該預(yù)聚物和半預(yù)聚物的混合物。

s12：配制b組分原料。

b組分原料包括擴(kuò)鏈劑與耐候柔性材料的混合物。擴(kuò)鏈劑包括多元醇、多元胺、多元羥酸、含活性氫的端羥基聚合物、含活性氫的端氨基聚合物中的任一種或任意多種。

擴(kuò)鏈劑包括小分子量的多元醇、小分子量的多元胺、小分子量的多元羥酸或者含活性氫的端羥基聚合物、含活性氫的端氨基聚合物中的任一種或任意多種。

具體地，b組分原料可以是小分子量的多元醇與耐候柔性材料的混合物。例如：

b組分原料可以是小分子量的多元胺與耐候柔性材料的混合物。

b組分原料可以是小分子量的多元羥酸與耐候柔性材料的混合物。

b組分原料可以是含活性氫的端羥基聚合物與耐候柔性材料的混合物。

b組分原料可以是含活性氫的端氨基聚合物與耐候柔性材料的混合物。

容易理解的是，b組分原料也可以是由小分子量的多元醇、小分子量的多元胺、小分子量的多元羥酸或者含活性氫的端羥基聚合物、含活性氫的端氨基聚合物中的任意兩種或兩種以上的混合物與其他耐候柔性材料混合制成。

此外，步驟s11和步驟s12并沒(méi)有嚴(yán)格的先后順序要求，當(dāng)然也可以同時(shí)進(jìn)行。

s13：混合a組分原料和b組分原料，形成半成品原料。

a組分原料與b組分原料的重量比例的范圍為：1:0.1至1:20，優(yōu)選1:0.1至1:10。

a組分原料與b組分原料混合溫度的范圍為：-10℃至110℃，優(yōu)選20℃至60℃。

根據(jù)實(shí)際的施工環(huán)境以及其他因素情況下，添加各種上述的防護(hù)材料配置而成的半成品原料，作為優(yōu)選，a組分原料與b組分原料的總固含量為70％。

半成品原料不含苯、苯的同系物以及其他有害物質(zhì)，是一種環(huán)境友好型的無(wú)污染的高分子柔性粘接材料。

s2：將半成品原料與碎石混合攪拌，形成成品原料。

碎石的材質(zhì)優(yōu)選采用石灰?guī)r或玄武巖。這樣，碎石可更好的與道砟相匹配，實(shí)現(xiàn)一體化。

碎石的粒徑范圍為：2mm至3mm。這樣，通過(guò)極配可更好的縮小成品內(nèi)部的間隙，形成效果更好的道床表層防護(hù)層。

將半成品原料與碎石混合攪拌之前還需要去除碎石表面的雜物，以提高粘接性能。

s3：固化成品原料，形成道床表層防護(hù)層。

將成品原料在預(yù)設(shè)的模具中固化至少2小時(shí)。模具的形狀、尺寸按照實(shí)際所需靈活設(shè)計(jì)，固化的溫度在常溫下即可。常溫固化完成之后，出模即可形成道床表層防護(hù)層。

通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試，該道床表層防護(hù)層具有以下特性：

拉伸強(qiáng)度能達(dá)到15mpa以上，伸長(zhǎng)率可達(dá)300％，能夠保證足夠的變形量。

絕緣耐壓能達(dá)到27500v不被擊穿，體積電阻率≥10¹⁰ω·cm，提高了絕緣等級(jí)。

經(jīng)低溫-50℃及高溫120℃試驗(yàn)后，未發(fā)現(xiàn)該道床表層防護(hù)層有變形、發(fā)黏或開(kāi)裂等缺陷，而且絕緣耐壓性能都能達(dá)到相關(guān)要求。

經(jīng)過(guò)溫度為80℃、持續(xù)時(shí)間72h熱空氣老化試驗(yàn)后，該道床表層防護(hù)層的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率都沒(méi)有發(fā)生較大的變化(拉伸強(qiáng)度27mpa、斷裂伸長(zhǎng)率310％)。經(jīng)過(guò)-50℃環(huán)境測(cè)試該道床表層防護(hù)層的低溫脆性，試樣未發(fā)生變脆和試樣破壞。該道床表層防護(hù)層完全能夠適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的需求，同時(shí)也體現(xiàn)了其抗老化性能好，使用壽命長(zhǎng)的特性。

第二實(shí)施例

本實(shí)施例提供了一種道床表層防護(hù)層。該道床表層防護(hù)層為采用第一實(shí)施例提供的道床表層防護(hù)層的制備方法制成。道床表層防護(hù)層包括混合配置的半成品原料和碎石，半成品原料混合配置的a組分原料和b組分原料。

a組分原料包括二異氰酸酯，或a組分原料包括多異氰酸酯，或a組分原料包括由端羥基化合物與異氰酸酯反應(yīng)制得的預(yù)聚物或半預(yù)聚物，或a組分原料包括由端氨基化合物與異氰酸酯反應(yīng)制得的預(yù)聚物或半預(yù)聚物。

b組分原料包括擴(kuò)鏈劑與耐候柔性材料的混合物。

碎石的粒徑范圍為：2mm至3mm。碎石的材質(zhì)采用石灰?guī)r或玄武巖。

本實(shí)施例提供的道床表層防護(hù)層的其他構(gòu)造和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如第一實(shí)施例中所述，這里不再贅述。

本實(shí)施例提供的道床表層防護(hù)層采用環(huán)境友好型的無(wú)污染材料制成，而且拉伸強(qiáng)度高、絕緣耐壓性能好、耐候性能好、不易老化、不易變形以及使用壽命長(zhǎng)。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。