高速铁路用道碴胶的制备与应用张亮（天地金草田（北京）科技有限公司，北京100013）摘要：以含活泼氢的多元醇为主剂、含-NCO基团的聚氨酯预聚体为固化剂、短纤维为增韧剂、二邻氯二苯胺甲烷（MOCA）为扩链剂以及碳酸钙为填料等，制备出一种可批量生产的高压缩强度和高弯折强度的环保型高速铁路用双组分道碴胶。通过单因素试验法确定了道碴胶的较佳配方范围。结果表明：当n（主剂）∶n（固化剂）=1∶1.1、w（扩链剂）>5%、w（碳酸钙）=8.0%以及w（短纤维）>0.5%时，道碴胶的力学性能相对较好；该道碴胶已成功应用于高速铁路道碴胶接的实际工程中。路用道碴胶。0前言1试验部分2008年8月1日，在举世瞩目的北京奥运会前夕，具有划时代意义的我国第一条世界一流水平的高速铁路———京津城际铁路正式开通运营其运营速度为350km/h，全长120km，从北京到天津的直达时间在30min以内[1-3]。当列车高速运行时，高速铁路轨道旁的道碴将被列车风带起，形成道碴飞扬。道碴一旦飞散至钢轨处，经车轮滚压后有可能造成钢轨损伤，重者会危及试验原料碳酸钙、二氧化硅、石英砂、增韧剂（短纤维）着色剂（黑色浆），工业级，市售；多元醇1（GEP-560s）、多元醇2（GMN-3050）、多元醇3（GEP-330N），工业级，上海高桥化工；二邻氯二苯胺甲烷（MOCA），工业级，苏州湘园特种精细化工有限公司；甲苯二异氰酸酯（TDI），工业级，三井化学聚氨酯公司。1.1行车安全[1，4-6]。因此，必须对高速铁路轨道旁的道碴进行固定，并且要求所用胶粘剂不存在污染环境等弊病[7-8]。国内成立科研小组，在中科院中科集团和上海交通大学资深专家、教授的直接主持下，开展了对碴石用胶粘剂的研制工作[9-10]，并首先开发出聚醋酸乙烯（PVAc）类胶粘剂。由于道碴常年暴露在各种恶劣的自然环境中，故要求道碴胶具有良好的耐久性和耐候性；同时由于碴石中所含硅、钙等离子在水的作用下会生成碱性溶液，故要求道碴胶具有良好的耐碱性。而PVAc乳液的耐久性、耐候性、耐水性及耐碱性等均较差，故必须开发出一种低成本、无污染、快速固化、适用性能强且施工简单的高速铁试验仪器600kN液压万能试验机，深圳新三思；THP湿热老化箱，苏州智河环境试验设备有限公司；DKZ-5000型水泥电动抗折机，河北献县鑫建建材设备厂。1.21.3试验制备1.3.1道碴胶主剂的制备将20份多元醇1加入到四口烧瓶中，边搅拌边升温至300℃，加入50份多元醇2；继续搅拌0.5h，加入50份多元醇3；继续搅拌2h，加入扩链剂、增韧剂、着色剂及填料等物质；搅拌均匀后，冷却至室温，密封保存即可。收稿日期：2010-04-08；修回日期：2010-05-17。基金项目：天地科技股份有限公司博士创新基金项目（72-JJ-09-JCT-2）。作者简介：张亮（1979-），北京顺义人，博士，工程师，主要从事聚氨酯材料的开发与应用研究。E-mail：zlfroghit@163图1扩链剂用量对试样弯折强度的影响Fig.1Effectofchainextendercontentsonflexuralstrengthofsamples图2扩链剂用量对试样压缩强度的影响Fig.2Effectofchainextendercontentsoncompressivestrengthofsamples-47-第19卷第9期张亮高速铁路用道碴胶的制备与应用1.3.2双组分道碴胶的配制与测试用样品的制备以含有活泼氢的多元醇为主剂、含有-NCO基团的预聚体为固化剂，将两者按照不同比例充分混合均匀；然后将其倒入模具中，50℃恒温条件下保持24h即可。胶的强度随多元醇用量的增加而下降，但断裂伸长率则随之增大。道碴胶中的硬段由多异氰酸酯与扩链剂组成。含芳环二元醇与脂肪族二元醇扩链剂相比，含芳环二元醇扩链剂的道碴胶具有较高的强度。本研究自制的扩链剂能形成脲键，由于脲键的极性比氨酯键强，故含自制扩链剂的道碴胶具有较高的机械强度模量、黏附性和耐热性，并且其低温性能较好。因此，本研究选择自制扩链剂作为研究对象，在其它条件保持不变的前提下，自制扩链剂用量对道碴胶弯折强度和压缩强度的影响如图1、图2所示。性能测试（1）弯折强度：按照GB17671-1999标准，采用水泥电动抗折机进行测定（测试温度为21～25℃，相对湿度为50%）。（2）压缩强度：按照GB17671-1999标准，采用万能试验机进行测定（测试温度为21～25℃，相对湿度...