本發明涉及(ji)高速鐵路無砟(zha)軌(gui)道，尤(you)其(qi)涉及(ji)一種網格(ge)結構防滲復合材料及(ji)其(qi)制備方法。

背景技術：

1、無砟(zha)軌(gui)(gui)道(dao)的(de)(de)結構以其高(gao)(gao)平順性(xing)、高(gao)(gao)穩定性(xing)、高(gao)(gao)耐(nai)久性(xing)和高(gao)(gao)可靠性(xing)的(de)(de)特點，為世界各(ge)國高(gao)(gao)速(su)鐵(tie)(tie)路(lu)(lu)所接受，我國高(gao)(gao)速(su)鐵(tie)(tie)路(lu)(lu)亦廣泛(fan)采用無砟(zha)軌(gui)(gui)道(dao)結構。為了保證無砟(zha)軌(gui)(gui)道(dao)具有良(liang)好(hao)的(de)(de)平穩性(xing)需要在(zai)鋼軌(gui)(gui)的(de)(de)下方設置(zhi)50～80cm的(de)(de)混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)道(dao)床(chuang)，混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)道(dao)床(chuang)由預(yu)制軌(gui)(gui)道(dao)板(ban)(ban)或現(xian)澆道(dao)床(chuang)板(ban)(ban)和鋼筋混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)底座組成，在(zai)預(yu)制軌(gui)(gui)道(dao)板(ban)(ban)或現(xian)澆道(dao)床(chuang)板(ban)(ban)和鋼筋混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)底座之間設置(zhi)土(tu)(tu)(tu)工(gong)布隔離層。

2、土(tu)(tu)(tu)工(gong)布(bu)層(ceng)需要良(liang)好(hao)的(de)(de)阻(zu)水性能，避免在(zai)服役過程(cheng)中吸水，引(yin)發無(wu)砟軌道病(bing)害(hai)，cn215921446u一(yi)(yi)種防滲的(de)(de)復合土(tu)(tu)(tu)工(gong)布(bu)，包(bao)括上無(wu)紡(fang)布(bu)層(ceng)和下(xia)無(wu)紡(fang)布(bu)層(ceng)，所(suo)述上無(wu)紡(fang)布(bu)層(ceng)和下(xia)無(wu)紡(fang)布(bu)層(ceng)相(xiang)互靠近(jin)的(de)(de)一(yi)(yi)側(ce)均固(gu)定連(lian)接有(you)纖(xian)維網，兩個纖(xian)維網相(xiang)互靠近(jin)的(de)(de)一(yi)(yi)側(ce)均固(gu)定連(lian)接有(you)塑料(liao)(liao)薄膜(mo)，兩個所(suo)述塑料(liao)(liao)薄膜(mo)之間共同固(gu)定連(lian)接有(you)膠條，該(gai)結構存在(zai)如下(xia)缺點：①現(xian)有(you)技(ji)(ji)術土(tu)(tu)(tu)工(gong)膜(mo)隔離層(ceng)易吸水、引(yin)發龜裂(lie)、翻漿、縱(zong)橫(heng)向裂(lie)縫等病(bing)害(hai)。②現(xian)有(you)技(ji)(ji)術的(de)(de)阻(zu)水材料(liao)(liao)屬于剛(gang)性材料(liao)(liao)，無(wu)法滿(man)足高鐵工(gong)程(cheng)設計時的(de)(de)柔性阻(zu)水要求。③現(xian)有(you)技(ji)(ji)術的(de)(de)阻(zu)水材料(liao)(liao)與土(tu)(tu)(tu)工(gong)布(bu)粘接力較弱，施工(gong)中容易脫(tuo)落(luo)。

3、有(you)鑒于此，需要(yao)發明一種阻水防滲(shen)性能好的復合材料。

技術實現思路

1、本發(fa)明(ming)所要解(jie)決的技(ji)術問題是提供一種新型網格結構防滲(shen)復(fu)合材料的制(zhi)備方法。

2、為解決上述問(wen)題(ti)，本(ben)發明所采取的技術(shu)方案是：

3、一種網(wang)格結構防滲(shen)復(fu)合材料(liao)(liao)，包括土工布和聚(ju)氨酯(zhi)(zhi)材料(liao)(liao)，聚(ju)氨酯(zhi)(zhi)材料(liao)(liao)包括以(yi)下重量份的原料(liao)(liao)：a料(liao)(liao)100份和b料(liao)(liao)70～85份；

4、其中，a料(liao)包括由二(er)氧化(hua)碳基多元(yuan)醇(chun)(chun)和聚(ju)四氫呋喃組成的(de)聚(ju)醚(mi)多元(yuan)醇(chun)(chun)、短(duan)(duan)纖(xian)維(wei)、催化(hua)劑(ji)(ji)、擴(kuo)鏈劑(ji)(ji)、擴(kuo)鏈劑(ji)(ji)和交聯(lian)(lian)劑(ji)(ji)，所述短(duan)(duan)纖(xian)維(wei)為聚(ju)醚(mi)多元(yuan)醇(chun)(chun)質(zhi)量的(de)3～20％、催化(hua)劑(ji)(ji)為聚(ju)醚(mi)多元(yuan)醇(chun)(chun)質(zhi)量的(de)0.03～0.75‰、擴(kuo)鏈劑(ji)(ji)為聚(ju)醚(mi)多元(yuan)醇(chun)(chun)質(zhi)量的(de)4.50～18.60％、交聯(lian)(lian)劑(ji)(ji)為聚(ju)醚(mi)多元(yuan)醇(chun)(chun)質(zhi)量的(de)5.0～15.0％；

5、b料為預聚體。

6、本發(fa)明中(zhong)，所形(xing)成的聚氨酯材(cai)料在土工布中(zhong)形(xing)成連續結構(gou)，起到阻(zu)水作用。

7、作(zuo)為本發明的(de)(de)優選(xuan)實施方案，所(suo)(suo)述二氧化(hua)碳基多元醇(chun)(chun)的(de)(de)碳酸(suan)酯含量(liang)(liang)(liang)為40％、官能度為2，其在(zai)聚(ju)醚多元醇(chun)(chun)中占比為5～20％；所(suo)(suo)述聚(ju)四(si)氫呋喃選(xuan)自1000分(fen)子量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)聚(ju)四(si)氫呋喃二元醇(chun)(chun)、2000分(fen)子量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)聚(ju)四(si)氫呋喃二元醇(chun)(chun)、3000分(fen)子量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)聚(ju)四(si)氫呋喃二元醇(chun)(chun)中的(de)(de)一種或(huo)多種。

8、采(cai)用上述進一步(bu)的(de)(de)(de)有(you)益效果在于，本發明所(suo)選分(fen)子量的(de)(de)(de)多(duo)元醇可以使混合組(zu)分(fen)能(neng)更好(hao)在基體纖維(wei)進行(xing)滲透，同時用這些分(fen)子量的(de)(de)(de)多(duo)元醇生成的(de)(de)(de)聚氨酯材料(liao)有(you)較好(hao)的(de)(de)(de)力學(xue)性(xing)能(neng)和耐久性(xing)，可以保證服役壽命。

9、作(zuo)為(wei)本發明(ming)的優選實(shi)施方案(an)，所(suo)述短纖維(wei)為(wei)聚對苯二甲酸乙二醇(chun)酯。

10、作為本發明的優選實施方案，所述(shu)催化(hua)劑選自有機(ji)鉍、有機(ji)鋅中一種或多種。

11、作為(wei)本發明的優選實施方案，所(suo)述擴(kuo)鏈劑(ji)為(wei)乙(yi)二(er)醇(chun)、丙二(er)醇(chun)、1,4-丁二(er)醇(chun)、一縮二(er)乙(yi)二(er)醇(chun)、丙三(san)醇(chun)、1,4-環己二(er)醇(chun)中(zhong)的一種(zhong)或多種(zhong)。

12、作為本發(fa)明的(de)優(you)選實施方(fang)案，所述交聯劑為2-乙基(ji)-4-甲基(ji)咪唑(zuo)、2-苯基(ji)咪唑(zuo)、2-異(yi)丙基(ji)咪唑(zuo)中的(de)一種或多種。

13、作為本發明(ming)的(de)優選實施方案，所述預聚體(ti)為2000分子量(liang)的(de)聚四氫(qing)呋喃二(er)(er)(er)元醇(chun)與二(er)(er)(er)苯(ben)基甲烷二(er)(er)(er)異氰(qing)酸(suan)酯(zhi)生(sheng)成的(de)預聚體(ti)40份、800分子量(liang)的(de)聚乙二(er)(er)(er)醇(chun)與甲苯(ben)二(er)(er)(er)異氰(qing)酸(suan)酯(zhi)生(sheng)成的(de)預聚體(ti)的(de)混合物(wu)60份。

14、采(cai)用上述進一(yi)步的有(you)益效果(guo)在(zai)于，本發明(ming)所選預(yu)聚體能夠(gou)兼顧材料高滲透(tou)性的需(xu)(xu)求以及強度和耐久性的需(xu)(xu)求。

15、作為本(ben)發明的優選實施(shi)方(fang)案，所述(shu)a料與b料粘度范圍(wei)在400～500mpa·s。

16、本發明(ming)還提供(gong)了一種網格結(jie)構防滲復合材(cai)料的(de)制備方法，在土工布上(shang)方澆注多(duo)條(tiao)功能(neng)性(xing)(xing)材(cai)料帶(dai)，所述多(duo)條(tiao)功能(neng)性(xing)(xing)材(cai)料帶(dai)呈網格式分布，功能(neng)性(xing)(xing)材(cai)料為具有超(chao)長軟化區的(de)聚(ju)氨(an)酯(zhi)彈性(xing)(xing)體，超(chao)長軟化區的(de)聚(ju)氨(an)酯(zhi)彈性(xing)(xing)體由a料和b料澆注固(gu)化制備。

17、作(zuo)為(wei)本發(fa)明的優選實施方案，所述步(bu)驟具體(ti)包括(kuo)：

18、s1：土(tu)工(gong)布短纖維(wei)經(jing)過開(kai)松(song)，混合油劑(ji)后均勻進入(ru)梳(shu)理機，經(jing)過高速梳(shu)理形成纖維(wei)網，通過輸送簾進入(ru)鋪(pu)(pu)網機交叉鋪(pu)(pu)網，鋪(pu)(pu)網的疊加(jia)層(ceng)數是(shi)6層(ceng)及以上(shang)；

19、s2：利用低壓澆注(zhu)(zhu)機將聚氨酯(zhi)a料(liao)和(he)b料(liao)混合均(jun)勻，并澆注(zhu)(zhu)在(zai)鋪網后的土工(gong)布上，澆注(zhu)(zhu)量10～60g/s；

20、s3：待聚氨酯未反應完(wan)全(quan)且(qie)處(chu)于軟化階段(duan)時，對土(tu)工布復合材料進行預刺，然后(hou)牽伸再主刺，最(zui)后(hou)倒(dao)刺定型；

21、s4：土工布復合材料成型(xing)后成卷包裝(zhuang)，且在滾輪上纏(chan)繞離型(xing)膜，浸漬量為0.04～0.10g/cm2。

22、作為(wei)本發明的優選實(shi)施方(fang)案，所述澆注(zhu)(功能性材(cai)料帶)的橫向(xiang)間(jian)(jian)隔為(wei)0.6～1.3m，縱向(xiang)間(jian)(jian)隔為(wei)0.6～1.3m。

23、作(zuo)為(wei)本(ben)發明的優選實(shi)施方案，所用(yong)離(li)(li)型(xing)(xing)膜(mo)為(wei)聚(ju)對苯二甲酸乙二醇(chun)酯離(li)(li)型(xing)(xing)膜(mo)、雙向拉伸聚(ju)丙烯(xi)(xi)(xi)(xi)離(li)(li)型(xing)(xing)膜(mo)、聚(ju)四(si)(si)氟(fu)乙烯(xi)(xi)(xi)(xi)離(li)(li)型(xing)(xing)膜(mo)、乙烯(xi)(xi)(xi)(xi)-四(si)(si)氟(fu)乙烯(xi)(xi)(xi)(xi)共聚(ju)物離(li)(li)型(xing)(xing)膜(mo)、全氟(fu)乙烯(xi)(xi)(xi)(xi)-丙烯(xi)(xi)(xi)(xi)共聚(ju)物離(li)(li)型(xing)(xing)膜(mo)、聚(ju)乙烯(xi)(xi)(xi)(xi)離(li)(li)型(xing)(xing)膜(mo)、聚(ju)碳酸酯離(li)(li)型(xing)(xing)膜(mo)、聚(ju)苯乙烯(xi)(xi)(xi)(xi)離(li)(li)型(xing)(xing)膜(mo)、聚(ju)甲基丙烯(xi)(xi)(xi)(xi)酸甲酯離(li)(li)型(xing)(xing)膜(mo)。

24、采用上述技術方案(an)所(suo)產生的有益(yi)效果在于：

25、1、在與b料在混合澆(jiao)注時，b料中異氰(qing)酸(suan)酯(zhi)與短(duan)纖維(聚對苯二甲酸(suan)乙二醇(chun)酯(zhi))發生反(fan)應(ying)，起到擴鏈的作用(yong)，同時增強體系強度(du)。

26、2、所用(yong)聚氨酯彈性(xing)(xing)體(ti)具有超長(chang)的(de)反應時間，且粘度極低，具有很好的(de)流動(dong)性(xing)(xing)，容(rong)易(yi)滲入蓬松(song)的(de)土工布(bu)內部，并且土工布(bu)壓實(shi)之后聚氨酯彈性(xing)(xing)體(ti)仍處于(yu)半軟化狀(zhuang)態，為后期打包帶(dai)來便利。

27、3、a料(liao)和(he)b料(liao)以100：70～85的(de)(de)質量(liang)比澆注固化制(zhi)備，可(ke)以得到低密(mi)度(du)和(he)高粘結性的(de)(de)功能(neng)性材(cai)料(liao)，與(yu)土工布復合(he)制(zhi)備防滲復合(he)材(cai)料(liao)，不僅提(ti)升防水防滲性能(neng)，同(tong)時(shi)材(cai)料(liao)的(de)(de)使(shi)用壽命也大幅度(du)提(ti)升。

28、本(ben)發明(ming)網格結(jie)構防(fang)滲復合材料應用于預制(zhi)(zhi)軌道(dao)板和鋼(gang)筋混凝土(tu)底(di)座(zuo)之間，主要起到防(fang)水(shui)，防(fang)滲作(zuo)用，防(fang)止(zhi)軌道(dao)板或道(dao)床板或混凝土(tu)的(de)破壞。本(ben)發明(ming)所提供的(de)網格結(jie)構防(fang)滲復合材料制(zhi)(zhi)備方法(fa)簡單，可以有效控制(zhi)(zhi)成本(ben)。

技術特征：

1.一種網格結構防滲(shen)復合材料(liao)(liao)，其特(te)征在于，包括(kuo)(kuo)土工布和聚氨酯(zhi)材料(liao)(liao)，所述(shu)聚氨酯(zhi)材料(liao)(liao)包括(kuo)(kuo)以下重(zhong)量份(fen)的(de)原(yuan)料(liao)(liao)：a料(liao)(liao)100份(fen)和b料(liao)(liao)70～85份(fen)；

2.根據權利要求1所述(shu)的(de)一(yi)種網格結構防滲復合材料，其(qi)特(te)征在于(yu)，所述(shu)二(er)(er)氧化碳基多(duo)元醇(chun)的(de)碳酸(suan)酯含(han)量(liang)為40％、官(guan)能度為2，其(qi)在聚醚(mi)多(duo)元醇(chun)中占比(bi)為5～20％；所述(shu)聚四(si)(si)氫(qing)呋(fu)喃選自1000分(fen)子(zi)量(liang)的(de)聚四(si)(si)氫(qing)呋(fu)喃二(er)(er)元醇(chun)、2000分(fen)子(zi)量(liang)的(de)聚四(si)(si)氫(qing)呋(fu)喃二(er)(er)元醇(chun)、3000分(fen)子(zi)量(liang)的(de)聚四(si)(si)氫(qing)呋(fu)喃二(er)(er)元醇(chun)中的(de)一(yi)種或多(duo)種。

3.根據(ju)權利要求1所述(shu)的一種網格結構(gou)防滲復合(he)材料，其特征在于，所述(shu)短纖(xian)維為聚(ju)對苯二甲酸(suan)乙二醇酯。

4.根據權利要求1所(suo)述的一種(zhong)網格結構防滲復合(he)材料，其特征在(zai)于，所(suo)述催化劑選自有(you)機鉍、有(you)機鋅中(zhong)一種(zhong)或多(duo)種(zhong)。

5.根(gen)據權利要(yao)求(qiu)1所(suo)述的(de)一(yi)種(zhong)(zhong)網格結構防滲(shen)復合材料，其特(te)征(zheng)在于，所(suo)述擴鏈劑為乙(yi)二醇(chun)(chun)、丙二醇(chun)(chun)、1,4-丁二醇(chun)(chun)、一(yi)縮二乙(yi)二醇(chun)(chun)、丙三醇(chun)(chun)、1,4-環己二醇(chun)(chun)中的(de)一(yi)種(zhong)(zhong)或多種(zhong)(zhong)。

6.根(gen)據權利要求1所(suo)述的一種網格(ge)結構防滲復(fu)合材(cai)料，其(qi)特征在于，所(suo)述交聯劑(ji)為(wei)2-乙基(ji)-4-甲(jia)基(ji)咪唑(zuo)、2-苯基(ji)咪唑(zuo)、2-異丙(bing)基(ji)咪唑(zuo)中的一種或多(duo)種。

7.根據(ju)權(quan)利要求(qiu)1所述的(de)一種網格結(jie)構防滲復合(he)材料，其特征在于，所述預聚(ju)體為2000分(fen)(fen)子量(liang)的(de)聚(ju)四(si)氫(qing)呋喃二(er)元醇與(yu)二(er)苯基(ji)甲烷二(er)異氰酸酯(zhi)生成的(de)預聚(ju)體40份、800分(fen)(fen)子量(liang)的(de)聚(ju)乙二(er)醇與(yu)甲苯二(er)異氰酸酯(zhi)生成的(de)預聚(ju)體的(de)混(hun)合(he)物60份。

8.根(gen)據(ju)權利要(yao)求(qiu)1所述(shu)的一(yi)種網格結構防滲復合材料，其特征在于(yu)，所述(shu)a料與b料粘度(du)范圍在400～500mpa·s。

9.一(yi)種(zhong)如權利要(yao)求1～8任一(yi)項所(suo)述(shu)網格結構防(fang)滲復合材(cai)料的制(zhi)備方法，其特征(zheng)在于，所(suo)述(shu)步(bu)驟具體(ti)包(bao)括：

10.根據權(quan)利要求9所(suo)述的一種(zhong)網格結構防(fang)滲復合材料的制(zhi)備方(fang)法(fa)，其特征在于(yu)，所(suo)述澆(jiao)注的橫向(xiang)間隔(ge)為0.6～1.3m，縱向(xiang)間隔(ge)為0.6～1.3m。

技術總結
本發明涉及一種網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格式分布，功能性材料為具有超長軟化區的聚氨酯彈性體，超長軟化區的聚氨酯彈性體由A料和B料以100：70～85的質量比澆注固化制備，其中A料包括聚醚多元醇、短纖維、催化劑、擴鏈劑、交聯劑，B料為預聚體。本發明網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點。

技術研發人員：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
技術研發日：
技術公布日：2024/10/10