[发明专利]一种铁路轨道复合橡胶垫板

说明书

技术领域

本发明属于橡胶材料技术领域，具体涉及一种铁路轨道复合橡胶垫板。

背景技术

铁路轨道橡胶垫板，是用于钢轨和混凝土枕轨之间或地下的弹性垫板，其主要作用是把钢轨和轨枕弹性地结合起来，隔离车辆通过引起的振动和冲击，同时对信号进行绝缘。铁路轨道橡胶垫板置于枕底使用，需要承受列车机车轮的作用力，而目前随着铁路不断提速，要求橡胶垫板要从材料选择和结构上进行改进，以适应车辆的高速运行，而且因橡胶垫板需长期露天使用，因此不仅要求橡胶垫板具有优良的耐剪切性能、良好的电绝缘性能和吸震性能，而且应具有良好的耐寒、耐潮和耐气候老化性能。

目前生产橡胶垫板一般选择丁苯橡胶或三元乙丙橡胶作为主体材料，与补强剂（炭黑）、硫化剂、防老剂等助剂混炼硫化制得。此类橡胶垫板虽具有优良的耐热及耐气候老化性能，但也存在一定缺陷，主要是制得的橡胶垫板抗蠕变性能较差，易产生龟裂纹，且现有橡胶垫板生产过程中使用炭黑作为补强剂，易导致成品橡胶垫板电阻降低，影响产品绝缘性能。

因此，如何克服现有技术不足，研究一种抗蠕变性能好、电阻大、性能优异的橡胶垫板，成为业内亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对现有橡胶垫板存在抗蠕变性能较差，易产生龟裂纹，且生产过程中使用炭黑作为补强剂，易导致橡胶垫板电阻降低的缺陷，提供了一种铁路轨道复合橡胶垫板。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种铁路轨道复合橡胶垫板，是由以下重量份数的原料组成：天然橡胶20～40份，丁苯橡胶60～80份，改性短切玻璃纤维20～50份，陶瓷粉体10～30份，硬脂酸2～4份，石油树脂10～15份，防老剂2～4份，促进剂2～3份，硫磺1～3份，偶联剂4～6份；

所述的改性短切玻璃纤维具体改性方法如下：按重量份数计，将20～40份正硅酸乙酯、20～40份硅烷偶联剂KH-560和80～100份乙醇溶液混合反应，经过滤、洗涤和干燥，得改性纳米二氧化硅，再将所得改性纳米二氧化硅与无水乙醇按质量比为1：60～1：80混合超声分散，得改性纳米二氧化硅分散液，将短切玻璃纤维与改性纳米二氧化硅分散液按质量比为1：20～1：40混合浸渍，再将浸渍后的短切玻璃纤维干燥至恒重，得改性短切玻璃纤维；

具体制备步骤如下：

（1）在双辊开炼机中依次加入天然橡胶、丁苯橡胶、硬脂酸、石油树脂、防老剂和偶联剂，混合均匀后，再加入改性短切玻璃纤维和陶瓷粉体，继续混炼3～5min；

（2）待上述混炼结束，再向双辊开炼机中加入促进剂和硫磺，继续混炼2～4min，得胶片；

（3）将上述所得胶片置于模具中，硫化成型，修除飞边后包装入库，即得铁路轨道复合橡胶垫板。

所述的陶瓷粉体成分及重量份数含量为：30～50份Al₂O₃，20～30份SiO₂，6～8份ZrO₂，4～6份SiC，3～5份B₂O₃。

所述的石油树脂为C5石油树脂或C9石油树脂中的一种。

所述的防老剂为防老剂RD，防老剂4010或防老剂124中的一种。

所述的促进剂为促进剂DM，促进剂TMTD或促进剂NA-22中的一种。

所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的一种。

所述的乙醇溶液质量分数为40～60%。

步骤（1）所述的混炼条件为：混炼温度为50～55℃。

步骤（3）所述的硫化条件为：硫化温度为158～168℃，硫化时间为30～40min，硫化压力为35～40MPa。

本发明的有益效果是：

（1）本发明利用硅烷偶联剂对纳米二氧化硅进行表面处理，以降低纳米二氧化硅表面能，有利于纳米二氧化硅在玻璃纤维表面有效分散吸附，从而提高玻璃纤维表面的粗糙度，增强玻璃纤维与基体橡胶材料的机械咬合强度，使两者有机结合，从而提高产品抗蠕变性能，有效避免产品在使用过程中产生龟裂，且使用玻璃纤维和陶瓷粉体取代常规炭黑，避免了炭黑加入后使产品电阻降低的问题；