本發(fā)明涉及高速鐵路無砟軌道，尤其涉及一種網(wǎng)格結構防滲復合材料及其制備方法。

背景技術：

1、無砟軌道的結構以其高平順性、高穩(wěn)定性、高耐久性和高可靠性的特點，為世界各國高速鐵路所接受，我國高速鐵路亦廣泛采用無砟軌道結構。為了保證無砟軌道具有良好的平穩(wěn)性需要在鋼軌的下方設置50～80cm的混凝土道床，混凝土道床由預制軌道板或現(xiàn)澆道床板和鋼筋混凝土底座組成，在預制軌道板或現(xiàn)澆道床板和鋼筋混凝土底座之間設置土工布隔離層。

2、土工布層需要良好的阻水性能，避免在服役過程中吸水，引發(fā)無砟軌道病害，cn215921446u一種防滲的復合土工布，包括上無紡布層和下無紡布層，所述上無紡布層和下無紡布層相互靠近的一側(cè)均固定連接有纖維網(wǎng)，兩個纖維網(wǎng)相互靠近的一側(cè)均固定連接有塑料薄膜，兩個所述塑料薄膜之間共同固定連接有膠條，該結構存在如下缺點：①現(xiàn)有技術土工膜隔離層易吸水、引發(fā)龜裂、翻漿、縱橫向裂縫等病害。②現(xiàn)有技術的阻水材料屬于剛性材料，無法滿足高鐵工程設計時的柔性阻水要求。③現(xiàn)有技術的阻水材料與土工布粘接力較弱，施工中容易脫落。

3、有鑒于此，需要發(fā)明一種阻水防滲性能好的復合材料。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種新型網(wǎng)格結構防滲復合材料的制備方法。

2、為解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術方案是：

3、一種網(wǎng)格結構防滲復合材料，包括土工布和聚氨酯材料，聚氨酯材料包括以下重量份的原料：a料100份和b料70～85份；

4、其中，a料包括由二氧化碳基多元醇和聚四氫呋喃組成的聚醚多元醇、短纖維、催化劑、擴鏈劑、擴鏈劑和交聯(lián)劑，所述短纖維為聚醚多元醇質(zhì)量的3～20％、催化劑為聚醚多元醇質(zhì)量的0.03～0.75‰、擴鏈劑為聚醚多元醇質(zhì)量的4.50～18.60％、交聯(lián)劑為聚醚多元醇質(zhì)量的5.0～15.0％；

5、b料為預聚體。

6、本發(fā)明中，所形成的聚氨酯材料在土工布中形成連續(xù)結構，起到阻水作用。

7、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述二氧化碳基多元醇的碳酸酯含量為40％、官能度為2，其在聚醚多元醇中占比為5～20％；所述聚四氫呋喃選自1000分子量的聚四氫呋喃二元醇、2000分子量的聚四氫呋喃二元醇、3000分子量的聚四氫呋喃二元醇中的一種或多種。

8、采用上述進一步的有益效果在于，本發(fā)明所選分子量的多元醇可以使混合組分能更好在基體纖維進行滲透，同時用這些分子量的多元醇生成的聚氨酯材料有較好的力學性能和耐久性，可以保證服役壽命。

9、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述短纖維為聚對苯二甲酸乙二醇酯。

10、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述催化劑選自有機鉍、有機鋅中一種或多種。

11、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述擴鏈劑為乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、一縮二乙二醇、丙三醇、1,4-環(huán)己二醇中的一種或多種。

12、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述交聯(lián)劑為2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-異丙基咪唑中的一種或多種。

13、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述預聚體為2000分子量的聚四氫呋喃二元醇與二苯基甲烷二異氰酸酯生成的預聚體40份、800分子量的聚乙二醇與甲苯二異氰酸酯生成的預聚體的混合物60份。

14、采用上述進一步的有益效果在于，本發(fā)明所選預聚體能夠兼顧材料高滲透性的需求以及強度和耐久性的需求。

15、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述a料與b料粘度范圍在400～500mpa·s。

16、本發(fā)明還提供了一種網(wǎng)格結構防滲復合材料的制備方法，在土工布上方澆注多條功能性材料帶，所述多條功能性材料帶呈網(wǎng)格式分布，功能性材料為具有超長軟化區(qū)的聚氨酯彈性體，超長軟化區(qū)的聚氨酯彈性體由a料和b料澆注固化制備。

17、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述步驟具體包括：

18、s1：土工布短纖維經(jīng)過開松，混合油劑后均勻進入梳理機，經(jīng)過高速梳理形成纖維網(wǎng)，通過輸送簾進入鋪網(wǎng)機交叉鋪網(wǎng)，鋪網(wǎng)的疊加層數(shù)是6層及以上；

19、s2：利用低壓澆注機將聚氨酯a料和b料混合均勻，并澆注在鋪網(wǎng)后的土工布上，澆注量10～60g/s；

20、s3：待聚氨酯未反應完全且處于軟化階段時，對土工布復合材料進行預刺，然后牽伸再主刺，最后倒刺定型；

21、s4：土工布復合材料成型后成卷包裝，且在滾輪上纏繞離型膜，浸漬量為0.04～0.10g/cm2。

22、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述澆注(功能性材料帶)的橫向間隔為0.6～1.3m，縱向間隔為0.6～1.3m。

23、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所用離型膜為聚對苯二甲酸乙二醇酯離型膜、雙向拉伸聚丙烯離型膜、聚四氟乙烯離型膜、乙烯-四氟乙烯共聚物離型膜、全氟乙烯-丙烯共聚物離型膜、聚乙烯離型膜、聚碳酸酯離型膜、聚苯乙烯離型膜、聚甲基丙烯酸甲酯離型膜。

24、采用上述技術方案所產(chǎn)生的有益效果在于：

25、1、在與b料在混合澆注時，b料中異氰酸酯與短纖維(聚對苯二甲酸乙二醇酯)發(fā)生反應，起到擴鏈的作用，同時增強體系強度。

26、2、所用聚氨酯彈性體具有超長的反應時間，且粘度極低，具有很好的流動性，容易滲入蓬松的土工布內(nèi)部，并且土工布壓實之后聚氨酯彈性體仍處于半軟化狀態(tài)，為后期打包帶來便利。

27、3、a料和b料以100：70～85的質(zhì)量比澆注固化制備，可以得到低密度和高粘結性的功能性材料，與土工布復合制備防滲復合材料，不僅提升防水防滲性能，同時材料的使用壽命也大幅度提升。

28、本發(fā)明網(wǎng)格結構防滲復合材料應用于預制軌道板和鋼筋混凝土底座之間，主要起到防水，防滲作用，防止軌道板或道床板或混凝土的破壞。本發(fā)明所提供的網(wǎng)格結構防滲復合材料制備方法簡單，可以有效控制成本。

技術特征：

1.一種網(wǎng)格結構防滲復合材料，其特征在于，包括土工布和聚氨酯材料，所述聚氨酯材料包括以下重量份的原料：a料100份和b料70～85份；

2.根據(jù)權利要求1所述的一種網(wǎng)格結構防滲復合材料，其特征在于，所述二氧化碳基多元醇的碳酸酯含量為40％、官能度為2，其在聚醚多元醇中占比為5～20％；所述聚四氫呋喃選自1000分子量的聚四氫呋喃二元醇、2000分子量的聚四氫呋喃二元醇、3000分子量的聚四氫呋喃二元醇中的一種或多種。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種網(wǎng)格結構防滲復合材料，其特征在于，所述短纖維為聚對苯二甲酸乙二醇酯。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種網(wǎng)格結構防滲復合材料，其特征在于，所述催化劑選自有機鉍、有機鋅中一種或多種。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種網(wǎng)格結構防滲復合材料，其特征在于，所述擴鏈劑為乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、一縮二乙二醇、丙三醇、1,4-環(huán)己二醇中的一種或多種。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種網(wǎng)格結構防滲復合材料，其特征在于，所述交聯(lián)劑為2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-異丙基咪唑中的一種或多種。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種網(wǎng)格結構防滲復合材料，其特征在于，所述預聚體為2000分子量的聚四氫呋喃二元醇與二苯基甲烷二異氰酸酯生成的預聚體40份、800分子量的聚乙二醇與甲苯二異氰酸酯生成的預聚體的混合物60份。

8.根據(jù)權利要求1所述的一種網(wǎng)格結構防滲復合材料，其特征在于，所述a料與b料粘度范圍在400～500mpa·s。

9.一種如權利要求1～8任一項所述網(wǎng)格結構防滲復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟具體包括：

10.根據(jù)權利要求9所述的一種網(wǎng)格結構防滲復合材料的制備方法，其特征在于，所述澆注的橫向間隔為0.6～1.3m，縱向間隔為0.6～1.3m。

技術總結
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)格結構防滲復合材料的制備方法，在土工布上方澆注多條功能性材料帶，所述多條功能性材料帶呈網(wǎng)格式分布，功能性材料為具有超長軟化區(qū)的聚氨酯彈性體，超長軟化區(qū)的聚氨酯彈性體由A料和B料以100：70～85的質(zhì)量比澆注固化制備，其中A料包括聚醚多元醇、短纖維、催化劑、擴鏈劑、交聯(lián)劑，B料為預聚體。本發(fā)明網(wǎng)格結構防滲復合材料應用于預制軌道板和鋼筋混凝土底座之間，主要起到防水、防滲作用，防止軌道板或道床板或混凝土的破壞，具備制備方法簡單、可以有效控制成本的優(yōu)點。

技術研發(fā)人員：施成,王夢,董全霄,牛瑞雪,仇鵬,劉偉斌,尤瑞林,寧娜,閆思夢,劉松然,邱成,張玲,閆福龍
受保護的技術使用者：中國鐵道科學研究院集團有限公司鐵道建筑研究所
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/10