專利名稱：軌下膠墊橡膠復(fù)合材料組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種材料組合物，特別是涉及一種軌下膠墊橡膠復(fù)合材料組合物。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今鐵路軌道普遍存在的突出問題是軌道剛度偏大，線路彈性不足的問題，此引起輪軌系統(tǒng)的振動(dòng)及噪聲危害日趨嚴(yán)重，表現(xiàn)為軌道早期破損、部件壽命縮短、線路狀況惡化、維護(hù)費(fèi)用大加。同時(shí)，使鐵路沿線附近對振動(dòng)敏感的設(shè)施遭到損傷，干撓環(huán)境，影響提速和高速鐵路的發(fā)展。為妥善解決這一問題，國內(nèi)外鐵路專家認(rèn)為，有必要設(shè)法降低軌道剛度，提高線路彈性，通常采用的措施是在軌下設(shè)置彈性橡膠墊板。混凝土枕軌道的垂向彈性主要是由軌下橡膠墊板提供。軌下橡膠墊板作為鋼軌扣件的重要組成部件，其性能與狀態(tài)不僅關(guān)系到鋼軌扣件結(jié)點(diǎn)工作的可靠性，還關(guān)系到列車走行軌路的平順性，支配著養(yǎng)路工作的經(jīng)濟(jì)性。目前，廣泛使用混凝土枕用60-10-11型軌下橡膠墊板存在的主要問題是，剛度過大(一般為100～120MN/m)，老化快(使用幾個(gè)月其剛度一般為150～200MN/m)、耐磨耐壓性能差、壽命短(平均使用壽命不到5年)，未能充分發(fā)揮其在軌道結(jié)構(gòu)中的緩沖及減振作用。用多開槽的辦法雖可降低剛度，但加速了橡膠墊板的老化和破壞。中國專利CN1230565公開了一種橡膠基復(fù)合材料，它是在傳統(tǒng)橡膠配方中加入具有三維立體四針狀的氧化鋅晶須，其中各組分含量是，生膠60～90％、促進(jìn)劑0.1～1.0％、防老劑0.5～1.5％、氧化鋅粉2～10％硫磺2～10％、氧化鋅晶須1～30％。主要用于制備耐磨和防滑橡膠制品，如汽車輪胎、剎車材料等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種材料力學(xué)性能、抗老化性能、耐磨性能及減振降噪性能大幅度提高，用作鐵路軌下橡膠墊板的軌下膠墊橡膠復(fù)合材料組合物。
本發(fā)明軌下膠墊橡膠復(fù)合材料組合物其組分按重量份計(jì)，包括基體膠料100、促進(jìn)劑1～5、防老劑1～3、納米氧化鋅粉2～10、硫化劑0.2～1.5、炭黑30～60、無機(jī)填料30～60、四針狀氧化鋅晶須0.5～10、以及偶聯(lián)劑0.2～5?；w膠料由天然橡膠、丁苯橡膠和順丁橡膠組成，其配合比例按重量份計(jì)是，天然橡膠40～80、丁苯橡膠10～30、順丁橡膠10～30份。其中，促進(jìn)劑為橡膠常用促進(jìn)劑，如CZ、NOBS、促M(fèi)等；防老劑為橡膠常用防老劑，如防老劑A、防老劑B、防4010、防震4010-NA等；硫化劑為硫磺、過氧化苯甲酸等；無機(jī)填料是高嶺土、白炭黑和碳酸鈣中的一種或一種以上；四針狀氧化鋅晶須按中國專利ZL97107607.3中的工藝制備，具有特殊的三維立體四針狀結(jié)構(gòu)，每根針狀體長10～200μm，根部直徑0.1～10μm，使用時(shí)需用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理，處理方式是，先用0.3～5％鈦酸酯類偶聯(lián)劑，如NDZ-201、NDZ-101的丙酮溶液(或其它溶劑如乙醇等)對其進(jìn)行表面處理，以改善體系相容性。表面處理也可用其它類型偶聯(lián)劑，如硅烷類A-189、A-845-4、Si-69、KH-560、KH-590等。處理方式可先預(yù)處理，也可將偶聯(lián)劑加入到組分中一起混煉，但前者效果更好；納米氧化鋅粉按下述方法制得以硝酸鋅為主要原料，以尿素作為沉淀劑，于70～100℃水溶液中經(jīng)化學(xué)反應(yīng)得到前驅(qū)體，再于200～400℃溫度下焙燒1～3小時(shí)，制得納米氧化鋅粉。納米氧化鋅粉為球狀粒子，平均直徑20～40μm。
本發(fā)明軌下膠墊橡膠復(fù)合材料組合物的優(yōu)點(diǎn)在于，在以天然橡膠、丁苯橡膠和順丁橡膠為基體的橡膠復(fù)合材料及其配方中加入了四針狀氧化鋅晶須和納米氧化鋅粉，使所得軌下膠墊板靜剛度保持在50～70MN/m，與現(xiàn)有軌下橡膠墊板相比，其力學(xué)性能、抗老化性能、耐磨性能及減振降噪性能等都獲得了顯著的提高。
具體實(shí)施方案

圖1氧化鋅晶須的電子顯微照片圖2經(jīng)偶聯(lián)劑表面處理后氧化鋅晶須的電子顯微照片圖3納米氧化鋅電子顯微照片實(shí)施例1～4及比較例1～3的基體膠料的組成按重量份計(jì)，天然橡膠70份、丁苯橡膠20份及順丁橡膠10份。其余配方均按重量份計(jì)，如表1所示。其制備過程是，用丙酮作溶劑將鈦酸酯偶聯(lián)劑配制成1％的溶液，放入氧化鋅晶須，浸泡30份鐘，取出烤干后，于130±5℃溫度下烘烤40分鐘備用。將天然橡膠用開煉機(jī)塑煉至門尼粘度小于60，依次加入丁苯橡膠、順丁橡膠、填料及其它助劑，混煉均勻后加入預(yù)處理的氧化鋅晶須和納米氧化鋅粉末，包輥狀態(tài)下混煉至均勻，得軌下膠墊橡膠復(fù)合材料組合物，出片后停放6小時(shí)，用平板硫化機(jī)在145℃溫度下硫化20分鐘，成型為橡膠軌枕墊。其檢測性能指標(biāo)如表1所示。
比較例的制備工藝同實(shí)施例，只是在配方中不加氧化鋅晶須和納米氧化鋅粉末，其檢測性能指標(biāo)如表1所示。
表1軌下膠墊橡膠復(fù)合材料組合物配方(按重量份計(jì))及性能

權(quán)利要求
1.一種軌下膠墊橡膠復(fù)合材料組合物，其組分包括基體膠料、促進(jìn)劑、防老劑、硫化劑、炭黑、無機(jī)填料、偶聯(lián)劑及四針狀氧化鋅晶須，其特征在于組分中還含有納米氧化鋅粉，配合比例按重量份計(jì)，基體膠料100份、促進(jìn)劑1～5份、防老劑1～3份、納米氧化鋅粉2～10份、硫化劑0.2～1.5份、炭黑30～60份、無機(jī)填料30～60份、四針狀氧化鋅晶須0.5～10份、以及偶聯(lián)劑0.2～5份，其中，基體膠料由天然橡膠、丁苯橡膠和順丁橡膠組成，其配合比例按重量份計(jì)是，天然橡膠40～80、丁苯橡膠10～30、順丁橡膠10～30份。
2.如權(quán)利要求1所述的軌下膠墊橡膠復(fù)合材料組合物，其特征在于四針氧化鋅晶須需用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理。
3.如權(quán)利要求1所述軌下膠墊橡膠復(fù)合材料組合物，其特征在于無機(jī)填料是高嶺土、白炭黑和碳酸鈣中的一種或一種以上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種軌下膠墊橡膠復(fù)合材料組合物,其組分包括基體膠料100份、促進(jìn)劑1～5份、防老劑1～3份、納米氧化鋅粉2～10份、硫化劑0.2～1.5份、炭黑30～60份、無機(jī)填料30～60份、四針狀氧化鋅晶須0.5～10份、以及偶聯(lián)劑0.2～5份,其中,基體膠料由天然橡膠、丁苯橡膠和順丁橡膠組成。該材料制備的軌下膠墊靜鋼度值為50～70MN/m,拉伸強(qiáng)度提高10～30%,老化后強(qiáng)度下降值減少15～40%,耐磨性提高15～50%,振動(dòng)衰減系數(shù)提高20～50%,降噪音效果提高5～20%。主要用作高速鐵路、提速鐵路和普通鐵路減振用軌下膠墊板,也可用作其它橡膠減振制品。
文檔編號C08L7/00GK1368518SQ0211343
公開日2002年9月11日 申請日期2002年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月8日
發(fā)明者周祚萬, 王小文, 楊世德 申請人:成都仁泰實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司