[发明专利]一种轨道交通用TPEE垫板材料及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种轨道交通用TPEE垫板材料，以质量百分比wt％计为：TPEE热塑性聚酯弹性体65～80％；PTA 8～15％；改善剂8～15％；改性二氧化硅2～5％；紫外光吸收母粒1～3％；抗氧剂0.5～2％，各组分含量之和为百分之百。本发明提供一种抗化学性、抗疲劳性高、耐磨损、垫板结构稳定，塑性变化小，重载下弹性变形小，可以很好地适应重载运输要求的轨道交通用TPEE垫板材料。

技术领域

本发明涉及轨道交通热塑性弹性体技术领域，具体涉及一种轨道交通用TPEE垫板材料及其制备工艺。

背景技术

现有的轨道交通用垫板是橡胶垫板，在使用中有以下问题：

(1)橡胶垫板在重载作用下破损情况严重；

(2)橡胶材料的使用寿命短，易老化；

(3)静刚度和动刚度易变化减退，影响列车的平稳性；

(4)橡胶垫板的弹性变形较大，易造成扣件松动，不易保持扣压力。

因此，急需寻找可以替代橡胶垫板的新材料。

热塑性聚酯弹性体(Thermoplastic Polyester Elastomer，简写为TPEE))是一类以聚对苯二甲酸二醇酯(如PBT和PTT等)为硬段结晶相，以聚醚或聚酯为软段的嵌段共聚物非晶相。

热塑性聚酯弹性体的减震原理：(1)构成减振:热塑性聚酯弹性体由DMT、PTMG、BG通过酯交换反应得到的是长链的无规则嵌段共聚物。硬段弹性体构成物理交联点，承受应力；软段弹性体则是自由分布的高弹性链段，贡献弹性。而硬段和软段的比例则决定了热塑性聚酯弹性体的硬度和物理机械性能。改变两相的比例，则可调整其硬度、熔点、模量、耐化学性和气密性。从而形成一种高性能工程级弹性体，兼具橡胶的柔软性、弹性和热塑性塑料的刚性、易加工性。根据不同使用要求，可以合成多种不同的软硬段结构。其中硬段有聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等，软缎有聚乙二醇、聚四氢呋喃醚、环氧乙烷改性的聚丙二醇等，可以合成多种结构、性能各异的嵌段共聚酯。(2)力学性能减振:热塑性聚酯弹性体具有极高的拉伸强度，相比于聚氨酯(TPU)，其压缩模量与拉伸模量要高出得多。如果用相同硬度的TPEE和TPU制作同一元件，则前者可以承受更大的负载。室温以上，TPEE弯曲模量很高；低温时，TPEE柔顺性好，其缺口冲击强度优于其他TPE，而耐磨耗性与TPU相当，且又不过于坚硬。低应时，TPEE能具有优异的耐疲劳性能,滞盾损失少。这种特点与高弹性相结合，使得该材料成为多次循环负载使用条件下的理想减振材料。

由于TPEE聚酯硬段的极性、刚性和结晶性，使其具有良好的热性能和抗油、抗溶剂性等。此外由于聚醚软段具有较低的玻璃化转变温度，因而材料又具备优良的抗老化性能和力学性能。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种抗化学性、抗疲劳性高、耐磨损、垫板结构稳定，塑性变化小，重载下弹性变形小，可以很好地适应重载运输要求的轨道交通用TPEE垫板材料。

本发明另一目的在于提供一种轨道交通用TPEE垫板材料的制备工艺。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种轨道交通用TPEE垫板材料，以质量百分比wt％计为：TPEE热塑性聚酯弹性体65～80％；PTA 8～15％；聚碳酸酯8～15％；改性二氧化硅2～5％；紫外光吸收母粒1～3％；抗氧剂0.5～2％，各组分含量之和为百分之百。

TPEE是结晶性高熔点聚酯嵌段作为硬段(结晶相)和玻璃化转变温度较低的无定形聚醚或聚酯嵌段作为软段(非晶相)的嵌段共聚物。TPEE的硬段为PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)，软段为PTA(精对苯二甲酸)和BDO(1,4丁二醇)。在体系中加入聚碳酸酯改善低温抗冲应力开裂性能。