[發明專利]一種高速鐵路無砟軌道聚氨酯嵌縫材料用界面劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201410425901.5
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN104177819B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 李化建;易忠來;靳昊;譚鹽賓;謝永江;溫浩
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院鐵道建筑研究所
• 主分類號: C08L75/08
• 分類號: C08L75/08;C08G18/79;C08G18/76;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/12;C08G18/62
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技術領域

本發明屬于建筑材料領域，具體涉及一種高速鐵路無砟軌道聚氨酯嵌縫材料用界面劑及其制備方法。

背景技術

目前，聚氨酯嵌縫材料已廣泛應用于高速鐵路無砟軌道結構中。由于高速鐵路無砟軌道的底座板和道床板為長連續澆筑結構，受溫度力和列車動載荷的影響，其設置的伸縮縫位移量很大，根據現場檢測結果并結合理論計算得出，底座接縫最大變形可達40％以上。因此，聚氨酯嵌縫材料與混凝土應具有優異的粘結性能，以防大收縮量引起材料脫膠，產生離縫，最終導致防水功能喪失。

混凝土為多孔結構，聚氨酯嵌縫材料與其粘結時，粘結面容易出現氣孔、空洞，降低粘結強度。而且高速鐵路無砟軌道結構接縫處的混凝土粘結面存在較多浮漿、塵土、雜質和脫模劑，施工時無法完全清除，為弱界面層，嚴重影響聚氨酯嵌縫材料的粘結性能。因此，應使用界面劑，增強聚氨酯嵌縫材料與混凝土間的粘結力。界面劑具有三方面的作用：(1)填補混凝土粘結面細小缺陷；(2)固定塵土、雜質，并將其與混凝土粘結面固結緊密，改善界面層；(3)在聚氨酯嵌縫材料和混凝土間建立粘結過度層，增強材料與混凝土間的粘結性能。界面劑主要包括三類：有機硅偶聯劑、環氧樹脂、多異氰酸酯和端NCO基團的預聚體。有機硅偶聯劑主要用于玻璃、鋼材、陶瓷等基材的表面處理，且與聚氨酯嵌縫材料不匹配，使用后界面長期無法固化。環氧樹脂界面劑為雙組份，施工時需要攪拌計量，且粘度較大，固化速度慢，不易操作，施工效率較低，同時，其與聚氨酯嵌縫材料的粘結強度也較低，無法滿足需要。因此，應選擇與聚氨酯嵌縫材料匹配性好、易于施工的單組份聚氨酯界面劑。根據高速鐵路無砟軌道結構接縫工況特點，單組份聚氨酯界面劑應滿足如下要求：①粘度低、涂膜性好、浸潤能力強、使用期長、晾置時間短；②與聚氨酯嵌縫材料和混凝土粘結強度高，韌性好；③耐紫外老化、耐熱老化、耐水解和耐堿性能良好；④不易發泡。目前現有單組份聚氨酯界面劑的產品較多，但是應用于高速鐵路無砟軌道伸縮縫尚存在以下問題：(1)粘接基材多為玻璃、陶瓷、金屬、有機高分子、木材等，與混凝土界面不匹配；(2)粘度較高，涂抹厚度不易控制，且容易發泡；(3)固化時間較長，早期粘結強度較差，甚至粘結面長期不固化；(4)材料脆性大，長期使用容易碎裂、脫落；(5)耐紫外老化、耐熱老化和耐水解性能較差。

中國專利CN102140304A《一種聚氨酯密封膠用界面劑及其制備方法》公開了一種單組份聚氨酯界面劑，它通過環氧樹脂改性，提高了材料的粘結性能和耐老化性能，但是引入環氧樹脂后，材料的粘度較高，脆性較大，在長期動載荷和溫度力作用下，容易脫落或出現離縫。

中國專利CN101698772A《一種玻璃密封膠界面劑的制備方法》公開了一種玻璃密封膠用單組份聚氨酯界面劑，它在環氧樹脂改性的基礎上，還在分子鏈中引入有機硅偶聯劑和添加增粘劑，進一步提高材料的粘結性能。但是沒有解決界面劑粘度高，脆性較大的問題，而且使用了TDI，材料的環保性能下降。

中國專利CN102925051A《一種聚氨酯密封膠專用界面劑及其制備方法》公開了一種用于玻璃、金屬等非多孔性表面的單組分聚氨酯界面劑，它主要由異氰酸酯、聚醚多元醇、聚酯多元醇和聚合物多元胺制備而成。該界面劑不適用于混凝土多孔性表面，且含有較多酯基和脲基，耐水解性能較差，剛度高，脆性大，

中國專利CN 103113819A《一種聚氨酯密封膠用界面劑及其制備方法》公開了一種汽車玻璃用單組分聚氨酯界面劑，它主要由含有異氰酸酯的固體樹脂、異氰酸酯三聚體、硅烷化合物和非反應性熱塑性樹脂。該界面劑的粘度較大，不易現場薄層涂刷，且浸潤能力較差，不適用于混凝土粘結界面。

同時，目前單組份聚氨酯界面劑的制備方法中，異氰酸酯預聚體常采用異氰酸酯加入至多元醇或兩者直接混合的方法制備。此種方法制備的異氰酸酯預聚體的分子鏈結構難于控制，分子量分散性較大，且不同批次塵產的預聚體的分子鏈結構差異較大。

發明內容

發明目的：本發明的目的是為了解決現有技術的不足，提供了一種高速鐵路無砟軌道聚氨酯嵌縫材料用界面劑及其制備方法。