專利名稱：鐵路道砟粘接劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于高速鐵路道碴粘接的聚氨酯膠粘劑，主要應(yīng)用于高速鐵路過渡段道砟以及普通鐵路道砟的固定與粘接，它可用于隧道入口固定行車道的通道，橋上固定行車道的通道；在鐵軌施工中道碴肩部的保護(hù)；在干燥條件下、含水條件下以及承壓水條件下的地上建筑、地下建筑和結(jié)構(gòu)工程中用于傳力密封填充裂縫、孔隙和孔洞。在松散巖石區(qū)域、巖石區(qū)域以及類似區(qū)域內(nèi)，用于密封和加固裂縫和孔洞；在飲水設(shè)備中、管接頭處等用于密封滲漏處。
背景技術(shù)：
隨著中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的日益提高，中國(guó)高速鐵路的建設(shè)全面展開，中國(guó)高速鐵路不僅填補(bǔ)了中國(guó)運(yùn)輸體系中的缺失，而且在中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中也具有非常重要的戰(zhàn)略意義。2008年8月1日，在舉世矚目的北京奧運(yùn)會(huì)前夕，具有劃時(shí)代意義的我國(guó)第一條運(yùn)營(yíng)時(shí)速350公里、具有世界一流水平的高速鐵路一全長(zhǎng)120公里的京津城際鐵路正式開通運(yùn)營(yíng)，北京到天津直達(dá)運(yùn)行時(shí)間在30分鐘以內(nèi)。為了確保列車運(yùn)行舒適度平穩(wěn)性和可靠性，德國(guó)博格公司非常注重?zé)o碴軌道與有碴軌道剛度的過渡處理，他們采取了膠結(jié)過渡段的措施以確保剛度勻順過渡，見

圖1為無碴軌道和有碴軌道過渡段。由于列車運(yùn)營(yíng)速度高達(dá)350公里/小時(shí)，這就使得列車高速運(yùn)行時(shí)，列車風(fēng)將有碴軌道旁的道碴帶起，形成道碴飛揚(yáng)，會(huì)給高速行進(jìn)的列車造成損壞，嚴(yán)重影響列車行駛的安全。除道碴飛散到車站和鐵路沿線等不安全情況外，如果道碴飛散到鋼軌上，經(jīng)車輪滾壓有可能造成鋼軌的傷損，嚴(yán)重者也會(huì)危及行車安全。為防止在列車高速運(yùn)行時(shí)引起道碴飛揚(yáng)， 需要對(duì)高速鐵路軌道旁的道碴進(jìn)行固定。過渡段會(huì)常年承受火車重復(fù)載荷的沖擊，這就要求粘接劑滿足相應(yīng)的抗壓強(qiáng)度、粘接強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度等一系列力學(xué)性能指標(biāo)的要求。由于鐵路道床碴石常年暴露于各種嚴(yán)峻的自然環(huán)境下，要具有良好的耐久性及耐候性；在雨水、 霜霧環(huán)境下要具有良好的耐候性；在北方冬季環(huán)境下要具有良好的低溫性能；同時(shí)由于碴石中所含的硅、鈣、等離子在水的作用下會(huì)生成堿性溶液，因此要求粘接產(chǎn)品具有良好的耐堿性。同時(shí)，高鐵施工時(shí)還要求碴石的固定屬于石頭與石頭之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)之間的粘結(jié)，要求粘結(jié)劑粘結(jié)后，石頭與石頭之間存在縫隙，能夠滲水；還要求粘結(jié)劑無污染、固化速度適當(dāng)、 方便在野外施工、便于保存和運(yùn)輸?shù)取＿@些因素對(duì)所應(yīng)用的膠粘劑提出了很高的要求。本發(fā)明提供的聚氨酯膠粘劑為無溶劑雙組份反應(yīng)型聚氨酯膠粘劑，其利用A組份的-NCO與B組份的-OH之間的反應(yīng)，并通過雙組份撞擊混合噴涂施工，具有低成本，無毒環(huán)保，力學(xué)性能好，耐侯性能好，施工效率高等優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種無溶劑、成本低、耐候性好、綜合力學(xué)性能好的無溶劑聚氨酯膠粘劑。
—種無溶劑聚氨酯膠粘劑，其特征在于，A組分是由多異氰酸酯所組成。B組分是由聚醚多元醇(15%-80%)、擴(kuò)鏈劑(8%-30%)、多元胺(1%-10%)、顏料(0.5%-3%) 等物質(zhì)所組成；所述A、B兩組份按照異氰酸酯指數(shù)在0. 85-1. 2之間進(jìn)行配合使用。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征所述A組分的異氰酸酯基團(tuán)含量為 5-35% ；在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征所述A組分是平均官能度為2-10 的多異氰酸酯或其混合物；在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征所述的多異氰酸酯為采用HDI (六次甲基二異氰酸酯)、MDI (二苯基甲烷二異氰酸酯)、IPDI (異佛爾酮二異氰酸酯)、 HMDI ( 二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯)、TDI (甲苯二異氰酸酯)、BDI ( 丁二異氰酸酯)，選取其中的一種或幾種。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征所述B組分中的聚醚多元醇采用一元聚醚多元醇、二元聚醚多元醇、三元聚醚多元醇、聚合物多元醇中的一種或幾種混合物。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征所述的聚醚多元醇的羥基當(dāng)量為 200-20000，其官能度在2-4之間；所述的聚醚多元醇為聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚丙三醇醚、聚氧化丙烯四醇醚、 以及上述的一種或幾種的共聚物，選取其中的一種或多種。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征所述B的多元胺作為催化劑，其中包括三亞乙基二胺、五甲基二亞環(huán)己胺、二甲基乙醇胺、四甲基乙二胺、N-甲基嗎啉、三乙胺中的一種或幾種混合物。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征所述B組份中還包括助劑，所述助劑包括加入抗氧劑、紫外線吸收劑等穩(wěn)定助劑，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑和芳香族仲胺類抗氧劑，例如CIBA公司的IRGAN0X1010、1076、1098等抗氧劑；抗紫外劑是指苯并三唑類化合物紫外吸收劑，例如TINUVINP、TINUVIN 327、TINUVIN 3 等紫外吸收劑。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征所述B組份中還加入0. 5 % -3 %的顏填料，包括碳酸鈣、白炭黑、鈦白粉、炭黑其中一種或是它們的混合物。一種聚氨酯道砟膠膠粘劑的制備方法，其特征在于將20% -60%的二苯基甲烷二異氰酸酯和30% -70%異佛爾酮二異氰酸酯加入到有氮?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)釜中，均勻攪拌， 攪拌0. 5小時(shí)，取樣分析，冷卻出料；所述B組份的制備方法是聚醚多元醇(15% -80% )、擴(kuò)鏈劑(8% -30% )；如果加入顏填料，則首先把顏填料與部分B組份中的聚醚多元醇制成混合物，然后用研磨設(shè)備分散成色漿，最后按照配方把研磨好的色漿、剩余部分聚醚多元醇、擴(kuò)鏈劑、催化劑、助劑加入到反應(yīng)釜中，利用高速剪切分散設(shè)備進(jìn)行高速攪拌，溫度升高到80度，抽真空壓力小于-0. 09MPa，繼續(xù)升溫到105度，減壓脫水2小時(shí)后，取樣分析，合格后冷卻出料；所述A、B兩組份按照異氰酸酯指數(shù)在0. 85-1. 2之間進(jìn)行配合使用。一種聚氨酯道砟膠膠粘劑的施工方法，其特征在于將A組分和B組分在噴涂設(shè)備按照體積比1 1進(jìn)行計(jì)量、加壓后，通過噴槍按照施工用量均勻噴涂在道砟表面，進(jìn)行道砟的粘接。本發(fā)明的聚氨酯膠粘劑低成本、無污染、快速固化、適用性能強(qiáng)的碴石粘接劑，且其制備操作工藝簡(jiǎn)單、成本較低，主要應(yīng)用于高速鐵路過渡段道砟的膠接以及普通鐵路道砟的固定與粘接。本發(fā)明的聚氨酯膠粘劑由于其優(yōu)異的綜合性能，它可用于隧道入口固定行車道的通道，橋上固定行車道的通道。在鐵軌施工中道碴肩部的保護(hù)。在干燥條件下、含水條件下以及承壓水條件下的地上建筑、地下建筑和結(jié)構(gòu)工程中用于傳力密封填充裂縫、孔隙和孔洞。在松散巖石區(qū)域、巖石區(qū)域以及類似區(qū)域內(nèi)，用于密封和加固裂縫和孔洞。在飲水設(shè)備中、管接頭處等用于密封滲漏處。
具體實(shí)施例方式以下給出幾個(gè)典型實(shí)施例，但本發(fā)明并不局限在以下實(shí)施例中。實(shí)施例1A組份多異氰酸酯比例將50%二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)和50%異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)加入到有氮?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)釜中，均勻攪拌，攪拌0. 5小時(shí)，取樣分析，冷卻出料；B組份配方表
權(quán)利要求
1.一種無溶劑聚氨酯膠粘劑，其特征在于，其由A、B兩組分組成，A組分是由多異氰酸酯組合物所組成，B組分是能與異氰酸酯反應(yīng)的多官能組合物，B組分還包括抗以下助劑 氧化劑、抗紫外劑、顏料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無溶劑聚氨酯膠粘劑，其中A組分為具有兩個(gè)異氰酸酯基團(tuán)或多個(gè)其他官能團(tuán)的化合物或者它們的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無溶劑聚氨酯膠粘劑，其中異氰酸酯基團(tuán)含量為 5-35%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無溶劑聚氨酯膠粘劑，其中A組分是平均官能度為2-10的多異氰酸酯或其混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無溶劑聚氨酯膠粘劑，其中能與異氰酸酯反應(yīng)的多官能組合物包括一種或多種多元胺和/或一種或多種聚醚多元醇化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的特征在于，所述的聚醚多元醇采用一元聚醚多元醇、二元聚醚多元醇、三元聚醚多元醇、聚合物多元醇中的一種或幾種混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的特征在于，所述的多元胺作為催化劑，其中包括三亞乙基二胺、五甲基二亞環(huán)己胺、二甲基乙醇胺、四甲基乙二胺、N-甲基嗎啉、三乙胺中的一種或幾種的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無溶劑聚氨酯膠粘劑，其特征在于抗氧化劑包括受阻酚類抗氧劑和芳香族仲胺類抗氧劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無溶劑聚氨酯膠粘劑，其特征在于抗紫外劑是苯并三唑類化合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無溶劑聚氨酯膠粘劑，其特征在于顏料包括碳酸鈣、白炭黑、鈦白粉、炭黑其中一種或是它們的混合物。
11.一種對(duì)道砟形成粘接的方法，其特征在于該方法包括以下步驟a)提供權(quán)利要求 1-10任一項(xiàng)所述的液態(tài)的雙組分的聚氨酯膠粘劑，b)將A組分和B組分用噴涂設(shè)備按照體積比1 1混合，以及C)將該混合物作為膠粘劑按照施工用量噴涂在道砟表面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無溶劑聚氨酯膠粘劑的制備方法和施工方法，是由聚醚多元醇、多元胺、顏料、異氰酸酯等物質(zhì)所組成，主要應(yīng)用于高速鐵路過渡段道砟以及普通鐵路道砟的固定與粘接，也可用其它工程領(lǐng)域。本發(fā)明的膠粘劑具有力學(xué)強(qiáng)度高，耐候性好，抗撕裂性能好，無溶劑，成本低，施工操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C09J175/08GK102220104SQ20111008696
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者張亮 申請(qǐng)人:張亮