CN1663998A - 铁道混凝土弹性轨枕枕下用橡胶垫板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁道混凝土弹性轨枕枕下用橡胶垫板，它是由下述重量份的组份组成：三元乙丙橡胶100，硫磺0.5～2.5，氧化锌2～8，促进剂TMTD0.8～1.3，促进剂M0.3～0.7，硬脂酸0.8～1.3，防老剂甲0.3～0.7，防老剂4010NA0.8～1.3，高耐磨炉黑N330 50～55，半补强炭黑N754 20～30，石蜡0.5～1.5，环烷油5～15，制作方法按以下步骤：各组分按以上重量比称取待用；塑炼、混炼；精炼加磺；热炼及裁块、定耗；硫化工艺。本发明具有以下优点：耐臭氧性好，耐老化性能优异，耐天候性好，电绝缘性能优良，尤其是耐电晕性能十分突出，耐化学腐蚀，冲击弹性较好，本发明橡胶垫板的静刚度更合理，叠加串联刚度几乎与木枕一致。

Description

铁道混凝土弹性轨枕枕下用橡胶垫板及其制作方法

所属领域

本发明涉及一种铁道混凝土弹性轨枕枕下用橡胶垫板及其制作方法。

背景技术

有渣轨道在长期的高速列车载荷反复作用下已达到承载能力的极限，表现在碎石道床的破坏不断加剧，可用的维修时间越来越少，靠低刚度轨下胶垫来缓和高速轮轨动力冲击作用是远远不够的。

发明内容

本发明的目的即在于克服现有技术的缺点，提供一种铁道混凝土弹性轨枕枕下用橡胶垫板及其制作方法，它使高架桥等刚性混凝土基础上的有渣轨道降低其轨道刚度，提高轨道弹性，缓和列车冲击作用，减轻道床振动，减少道渣粉化，减轻养路工作量和降低轨道振动、噪声等。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：铁道混凝土弹性轨枕枕下用橡胶垫板，它是由下述重量份的组份组成：

三元乙丙橡胶                100

硫磺                          0.5～2.5

氧化锌                        2～8

促进剂TMTD                    0.8～1.3

促进剂M                       0.3～0.7

硬脂酸                        0.8～1.3

防老剂甲                      0.3～0.7

防老剂4010NA                  0.8～1.3

高耐磨炉黑N330                50～55

半补强炭黑N754                20～30

石蜡                          0.5～1.5

环烷油                        5～15

铁道混凝土弹性轨枕枕下用橡胶垫板的制作方法，按以下步骤：

(1)各组分按以上重量比称取待用；

(2)进行塑炼、混炼，投料顺序如下：生胶，加压塑炼2分钟，打开投料门投入炭黑、中小料，硫磺除外，所有配合剂一次性全部投入，然后出片冷却停放；

(3)精炼加磺；

(4)热炼及裁块、定耗；

(5)硫化工艺。

通过上面的叙述可以看出，本发明具有以下优点：三元乙丙橡胶(EPDM)是所有橡胶中耐臭氧性最好的，耐老化性能非常优异，耐天候性好，电绝缘性能优良，尤其是耐电晕性能十分突出，耐化学腐蚀，冲击弹性较好。最终选择三元乙丙橡胶为橡胶垫板主要成分。加入具有补强合半补强作用的炭黑、陶土、碳酸钙作为填料，以改善橡胶垫板的性能，本发明橡胶垫板的静刚度比目前使用的弹性轨枕用橡胶垫板更合理，叠加串联刚度几乎与木枕一致。

经过优化配方，使橡胶垫板的物理机械性能达到如下要求：

项目		单位	物理机械性能
				硬度		°	75～85
静刚度		MN/m	40～60
				扯断强度		Mpa	≥6
扯断伸长率		％	≥150
				室温24h压缩永久变形		％	≤25
撕裂强度		N/cm	≥250
				耐棱性	外观	-	无龟裂
	深度	mm	≤4
				耐热性	扯断强度	Mpa	≥4.5
	扯断伸长率	％	≥100
				耐水性	扯断强度	Mpa	≥4.5
	扯断伸长率	％	≥100
				耐碱性	扯断强度	Mpa	≥4.5
	扯断伸长率	％	≥100
				耐疲劳性	外观	-	无撕裂、无剥离
	残余压陷量	mm	≤4

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步的描述：

实施例1：铁道混凝土弹性轨枕枕下用橡胶垫板，它是由下述重量份的组份组成：

三元乙丙橡胶                     100

硫磺                             0.5

氧化锌                           2

促进剂TMTD                       0.8

促进剂M                          0.3

硬脂酸                           0.8

防老剂甲                         0.3

防老剂4010NA                     0.8

高耐磨炉黑N330                   50

半补强炭黑N754                   20

石蜡                             0.5

环烷油                           5

铁道混凝土弹性轨枕枕下用橡胶垫板的制作方法，按以下步骤：

(1)各组分按以上重量比称取待用：按生产配方准确称量，配合的炭黑与石蜡油应相应配套；

(2)进行塑炼、混炼：

A、塑炼、混炼

①产品胶料在X(S)N-55/30型橡塑密炼机进行塑炼、混炼。

②首先启动主机运转2-3分钟，检查机器各部位运转是否正常。如正常则进行预热，密炼室温度达75-80℃范围内即可打开投料门进行投料，并同时启动空气压缩机。

③投料顺序如下：生胶(加压塑炼2分钟)打开投料门投入炭黑、中小料(硫磺除外)所有配合剂一次性全部投入。

④加压混炼：混炼时的风压应控制在0.5-0.7Mpa，压力不足，在混炼时上顶栓会被胶料顶起浮动，得不到全面混炼，上顶栓压力增大，有利于配合剂的分散，缩短混炼时间，而且可以防止排料时发生的散料现象。

⑤当加入粉剂混炼时，上顶栓慢慢放下，到最低位置时，再提到一定高度然后完全放下，加足压力，如果加压过快，会导致粉剂飞扬，甚至上顶栓被挤出的物料卡住，这样也容易使粉剂结团，难以分散。

⑥混炼温度及电流值：混炼温度低橡胶粘度高，不利于橡胶对配合剂的湿润，但温度高，胶料粘度低，剪切力小，不利于配合剂的分散，所以在混炼时应注意冷却水的调节，以控制密炼室的温度，一般的温度范围应控制在100-130℃之间，在保证温度的前提下，电流值也是同等重要，电流值在90-130A电流时效果最佳，在没有压力，电流升不到指定的电流值时，等于空负运转，所以电流规定在90-130A之间。

⑦排料：混炼完毕，进行排料，排料时应目测观察混炼效果，如胶料分散，没有结合到一块，即为不合格，需返回进行再次混炼，直到捏炼成块状，不存在粉剂为合格。

⑧混炼时间：根据胶料的不同配比应尽量缩短混炼时间，橡胶弹性垫板产品的胶料捏炼时间应控制在10±1分钟。

⑨在投料前，应检查原、辅材料是否齐全，进行重量复查，保证原、辅材料重量的准确性。

⑩排料时的接料车，车内不允许有任何杂质存在，车与车之间的胶料不允许混淆，产品不同的胶料更不允许混淆或产品相同胶料不同等情况不能乱拉乱放，每辊胶料应有随车卡片，流转下道工序。

B、出片冷却停放

①出片用450mm×1200mm开放式炼胶机进行出片。

②开机前预热辊筒，要求范围30-35℃便可开机生产，开机前在无负荷时检查机器的运转是否正常。

③投料后至包辊无孔洞时即能出片，辊距保持在6mm-8mm厚，边投料边下片，投料开始至下片完毕不超过8分钟，下片规格：长1m，宽400mm。

④下片后，搁在冷水槽内达到降温的目的，但不能冷却时间过长，随时捞出搭在凉胶架上，以便蒸发降温。

⑤凉胶架上的胶一定要等蒸发完水分再叠起，叠起前每胶辊进行称量，称量准确后搁在停胶墩上，严禁水分没有晾干就叠起，以免影响产品质量。

⑥在轧炼过程中，因胶料温度过高，随时开冷却水给辊筒降温。

(3)精炼加磺：

A、精炼：

①胶料在450mm×1200mm开放式炼胶机进行精炼加磺。

②冷却凉干经停放的胶料可进行精炼加硫，精炼加硫前逐辊进行称量，称量准确后再进行轧炼。

③开机预热辊筒达35-40℃，机器运转正常即可生产。

a.调整辊距6mm-7mm，靠大牙轮一侧，单片投入，使胶料包辊。

b.胶料的投入，余胶渐多，切取余胶进行加硫，全过程如下：辊温50±5℃，辊距4-6mm投入胶片，包辊后捣胶2遍(或打卷2次)包辊后分散的加入硫化剂静转2分钟，扫清吃净，落盘2遍(落盘将完竖过来投入辊筒)。

调整辊距1mm左右，3个角包，3遍薄通落盘(竖过来投入辊筒)也可以三角包与薄通落盘交替进行。

调整辊距4-6mm捣胶一遍，按照使用厚度的要求进行出片30±2分钟。

停放凉胶架4小时以后进行快检。

c.按照要求出片凉于停胶架上，凉干叠起放停胶架上，停放时间4-24小时，以备快检。

B、快检

①快检的胶料为逐辊。

②快检人员取样后胶片停放4小时，按对产品规定的硫化条件硫化试片，一般需经停放，再进行各项测试，在紧急情况时硫化好的试片在冷水中浸泡半小时后进行测试。

③垫板硫化条件为160℃×15分钟。

④快检项目

项目	标准	说明
			可塑度	垫板	此项为密炼测值
比重g/cm3	1.05±0.03	此项为密炼测值
			扯断强度Mpa	≥6	以下3项为快检物性
扯断伸长率％	150
			硬度邵A	75-85

(4)热炼及裁块、定耗：

A、热炼：

①快检结果不合格的胶片不再进行热炼。

②热炼在450mm×1200mm开放式炼胶机进行。

③热炼时加入下工序退回的边、角、块、片这些返回胶平均加入，但最大量不得超过5kg，加入前必须将水分及其他杂质彻底排除干净方可加入。

④热炼时的辊距在2-7mm之间调整，热炼时间不超过8分钟一辊，热炼胶的辊次一定分清，不允许混乱。

B、裁块定耗：

①热炼好的胶片停放4小时以后，进行裁割使用，裁割办法用人工刀切。

②合格的胶片进行切割，一律按照纵向切割。

③将切割好的胶片进行称量，称量前对案秤进行校对，垫板重量2900-3000克，垫板8套模具，每套的胶料入模的重量不相等，保证入模的准确性。

(5)硫化工艺：

①垫板采用1000mm×800mm全自动硫化机。

②硫化条件：温度160℃、压强15Mpa、时间900秒。

③将称量好的胶片放入模腔内，不得歪斜，自动放气2次，10Mpa一次，15Mpa一次，自动闷气时间5秒左右，放气是硫化初期关键的一环。

④硫化完成，用竹片慢慢撬下，严禁用铁器撬，以免损坏制品，每模制品拿出后，用加有机械油的布轻擦一下模腔工作面，严禁留有油的痕迹，模具污染严重时可用模易洁进行清洗。

⑤垫板出模后，及时用剪刀将飞边修剪掉，严禁手撕，以免损坏工作面。

实施例2：铁道混凝土弹性轨枕枕下用橡胶垫板，它是由下述重量份的组份组成：

三元乙丙橡胶                100

硫磺                        2.5

氧化锌                      8

促进剂TMTD                  1.3

促进剂M                     0.7

硬脂酸                      1.3

防老剂甲                    0.7

防老剂4010NA                1.3

高耐磨炉黑N330              55

半补强炭黑N754              30

石蜡                        1.5

环烷油                      15

铁道混凝土弹性轨枕枕下用橡胶垫板的制作方法与实施例1相同。

实施例3：铁道混凝土弹性轨枕枕下用橡胶垫板，它是由下述重量份的组份组成：

三元乙丙橡胶                100

硫磺                        1

氧化锌                      6

促进剂TMTD                  1.1

促进剂M                     0.5

硬脂酸                      1.2

防老剂甲                    0.6

防老剂4010NA                0.9

高耐磨炉黑N330              52

半补强炭黑N754              25

石蜡                        1

环烷油                      10

铁道混凝土弹性轨枕枕下用橡胶垫板的制作方法与实施例1相同。

Claims (6)

1、铁道混凝土弹性轨枕枕下用橡胶垫板，其特征在于：它是由下述重量份的组份组成：

    三元乙丙橡胶            100

    硫磺                    0.5～2.5

    氧化锌                  2～8

    促进剂TMTD              0.8～1.3

    促进剂M                 0.3～0.7

    硬脂酸                  0.8～1.3

    防老剂甲                0.3～0.7

    防老剂4010NA            0.8～1.3

    高耐磨炉黑N330          50～55

    半补强炭黑N754          20～30

    石蜡                    0.5～1.5

    环烷油                  5～15

2、铁道混凝土弹性轨枕枕下用橡胶垫板的制作方法，按以下步骤：

(1)各组分按以上重量比称取待用；

(2)进行塑炼、混炼，投料顺序如下：生胶，加压塑炼2分钟，打开投料门投入炭黑、中小料，硫磺除外，所有配合剂一次性全部投入，然后出片冷却停放；

(3)精炼加磺；

(4)热炼及裁块、定耗；

(5)硫化工艺。

3、根据权利要求2所述的铁道混凝土弹性轨枕枕下用橡胶垫板的制作方法，其特征在于：塑炼、混炼时预热橡塑密炼机密炼室温度达75-80℃再开始投料，混炼时的风压应控制在0.5-0.7Mpa，温度范围应控制在100-130℃之间，电流规定在90-130A之间，混炼时间控制在10±1分钟；出片用开放式炼胶机进行出片，开机前预热辊筒至30-35℃，辊距保持在6mm-8mm厚，边投料边下片，投料开始至下片完毕不超过8分钟，下片规格为长1m，宽400mm。

4、根据权利要求2所述的铁道混凝土弹性轨枕枕下用橡胶垫板的制作方法，其特征在于：精炼加磺在开放式炼胶机进行，开机前预热辊筒至35-40℃，调整辊距6mm-7mm，辊温50±5℃，辊距4-6mm投入胶片。

5、根据权利要求2所述的铁道混凝土弹性轨枕枕下用橡胶垫板的制作方法，其特征在于：热炼时的辊距在2-7mm之间调整，热炼时间不超过8分钟一辊。

6、根据权利要求2所述的铁道混凝土弹性轨枕枕下用橡胶垫板的制作方法，其特征在于：硫化条件为温度160℃、压强15Mpa、时间900秒。