一种网格结构防渗复合材料的制备方法与流程

本发明涉及高速铁路无砟轨道，尤其涉及一种网格结构防渗复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、无砟轨道的结构以其高平顺性、高稳定性、高耐久性和高可靠性的特点，为世界各国高速铁路所接受，我国高速铁路亦广泛采用无砟轨道结构。为了保证无砟轨道具有良好的平稳性需要在钢轨的下方设置50～80cm的混凝土道床，混凝土道床由预制轨道板或现浇道床板和钢筋混凝土底座组成，在预制轨道板或现浇道床板和钢筋混凝土底座之间设置土工布隔离层。

2、土工布层需要良好的阻水性能，避免在服役过程中吸水，引发无砟轨道病害，cn215921446u一种防渗的复合土工布，包括上无纺布层和下无纺布层，所述上无纺布层和下无纺布层相互靠近的一侧均固定连接有纤维网，两个纤维网相互靠近的一侧均固定连接有塑料薄膜，两个所述塑料薄膜之间共同固定连接有胶条，该结构存在如下缺点：①现有技术土工膜隔离层易吸水、引发龟裂、翻浆、纵横向裂缝等病害。②现有技术的阻水材料属于刚性材料，无法满足高铁工程设计时的柔性阻水要求。③现有技术的阻水材料与土工布粘接力较弱，施工中容易脱落。

3、有鉴于此，需要发明一种阻水防渗性能好的复合材料。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种新型网格结构防渗复合材料的制备方法。

2、为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

3、一种网格结构防渗复合材料，包括土工布和聚氨酯材料，聚氨酯材料包括以下重量份的原料：a料100份和b料70～85份；

4、其中，a料包括由二氧化碳基多元醇和聚四氢呋喃组成的聚醚多元醇、短纤维、催化剂、扩链剂、扩链剂和交联剂，所述短纤维为聚醚多元醇质量的3～20％、催化剂为聚醚多元醇质量的0.03～0.75‰、扩链剂为聚醚多元醇质量的4.50～18.60％、交联剂为聚醚多元醇质量的5.0～15.0％；

5、b料为预聚体。

6、本发明中，所形成的聚氨酯材料在土工布中形成连续结构，起到阻水作用。

7、作为本发明的优选实施方案，所述二氧化碳基多元醇的碳酸酯含量为40％、官能度为2，其在聚醚多元醇中占比为5～20％；所述聚四氢呋喃选自1000分子量的聚四氢呋喃二元醇、2000分子量的聚四氢呋喃二元醇、3000分子量的聚四氢呋喃二元醇中的一种或多种。

8、采用上述进一步的有益效果在于，本发明所选分子量的多元醇可以使混合组分能更好在基体纤维进行渗透，同时用这些分子量的多元醇生成的聚氨酯材料有较好的力学性能和耐久性，可以保证服役寿命。

9、作为本发明的优选实施方案，所述短纤维为聚对苯二甲酸乙二醇酯。

10、作为本发明的优选实施方案，所述催化剂选自有机铋、有机锌中一种或多种。

11、作为本发明的优选实施方案，所述扩链剂为乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、一缩二乙二醇、丙三醇、1,4-环己二醇中的一种或多种。

12、作为本发明的优选实施方案，所述交联剂为2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-异丙基咪唑中的一种或多种。

13、作为本发明的优选实施方案，所述预聚体为2000分子量的聚四氢呋喃二元醇与二苯基甲烷二异氰酸酯生成的预聚体40份、800分子量的聚乙二醇与甲苯二异氰酸酯生成的预聚体的混合物60份。

14、采用上述进一步的有益效果在于，本发明所选预聚体能够兼顾材料高渗透性的需求以及强度和耐久性的需求。

15、作为本发明的优选实施方案，所述a料与b料粘度范围在400～500mpa·s。

16、本发明还提供了一种网格结构防渗复合材料的制备方法，在土工布上方浇注多条功能性材料带，所述多条功能性材料带呈网格式分布，功能性材料为具有超长软化区的聚氨酯弹性体，超长软化区的聚氨酯弹性体由a料和b料浇注固化制备。

17、作为本发明的优选实施方案，所述步骤具体包括：

18、s1：土工布短纤维经过开松，混合油剂后均匀进入梳理机，经过高速梳理形成纤维网，通过输送帘进入铺网机交叉铺网，铺网的叠加层数是6层及以上；

19、s2：利用低压浇注机将聚氨酯a料和b料混合均匀，并浇注在铺网后的土工布上，浇注量10～60g/s；

20、s3：待聚氨酯未反应完全且处于软化阶段时，对土工布复合材料进行预刺，然后牵伸再主刺，最后倒刺定型；

21、s4：土工布复合材料成型后成卷包装，且在滚轮上缠绕离型膜，浸渍量为0.04～0.10g/cm2。

22、作为本发明的优选实施方案，所述浇注(功能性材料带)的横向间隔为0.6～1.3m，纵向间隔为0.6～1.3m。

23、作为本发明的优选实施方案，所用离型膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯离型膜、双向拉伸聚丙烯离型膜、聚四氟乙烯离型膜、乙烯-四氟乙烯共聚物离型膜、全氟乙烯-丙烯共聚物离型膜、聚乙烯离型膜、聚碳酸酯离型膜、聚苯乙烯离型膜、聚甲基丙烯酸甲酯离型膜。

24、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

25、1、在与b料在混合浇注时，b料中异氰酸酯与短纤维(聚对苯二甲酸乙二醇酯)发生反应，起到扩链的作用，同时增强体系强度。

26、2、所用聚氨酯弹性体具有超长的反应时间，且粘度极低，具有很好的流动性，容易渗入蓬松的土工布内部，并且土工布压实之后聚氨酯弹性体仍处于半软化状态，为后期打包带来便利。

27、3、a料和b料以100：70～85的质量比浇注固化制备，可以得到低密度和高粘结性的功能性材料，与土工布复合制备防渗复合材料，不仅提升防水防渗性能，同时材料的使用寿命也大幅度提升。

28、本发明网格结构防渗复合材料应用于预制轨道板和钢筋混凝土底座之间，主要起到防水，防渗作用，防止轨道板或道床板或混凝土的破坏。本发明所提供的网格结构防渗复合材料制备方法简单，可以有效控制成本。

技术特征：

1.一种网格结构防渗复合材料，其特征在于，包括土工布和聚氨酯材料，所述聚氨酯材料包括以下重量份的原料：a料100份和b料70～85份；

2.根据权利要求1所述的一种网格结构防渗复合材料，其特征在于，所述二氧化碳基多元醇的碳酸酯含量为40％、官能度为2，其在聚醚多元醇中占比为5～20％；所述聚四氢呋喃选自1000分子量的聚四氢呋喃二元醇、2000分子量的聚四氢呋喃二元醇、3000分子量的聚四氢呋喃二元醇中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种网格结构防渗复合材料，其特征在于，所述短纤维为聚对苯二甲酸乙二醇酯。

4.根据权利要求1所述的一种网格结构防渗复合材料，其特征在于，所述催化剂选自有机铋、有机锌中一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种网格结构防渗复合材料，其特征在于，所述扩链剂为乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、一缩二乙二醇、丙三醇、1,4-环己二醇中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种网格结构防渗复合材料，其特征在于，所述交联剂为2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-异丙基咪唑中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种网格结构防渗复合材料，其特征在于，所述预聚体为2000分子量的聚四氢呋喃二元醇与二苯基甲烷二异氰酸酯生成的预聚体40份、800分子量的聚乙二醇与甲苯二异氰酸酯生成的预聚体的混合物60份。

8.根据权利要求1所述的一种网格结构防渗复合材料，其特征在于，所述a料与b料粘度范围在400～500mpa·s。

9.一种如权利要求1～8任一项所述网格结构防渗复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤具体包括：

10.根据权利要求9所述的一种网格结构防渗复合材料的制备方法，其特征在于，所述浇注的横向间隔为0.6～1.3m，纵向间隔为0.6～1.3m。

技术总结本发明涉及一种网格结构防渗复合材料的制备方法，在土工布上方浇注多条功能性材料带，所述多条功能性材料带呈网格式分布，功能性材料为具有超长软化区的聚氨酯弹性体，超长软化区的聚氨酯弹性体由A料和B料以100：70～85的质量比浇注固化制备，其中A料包括聚醚多元醇、短纤维、催化剂、扩链剂、交联剂，B料为预聚体。本发明网格结构防渗复合材料应用于预制轨道板和钢筋混凝土底座之间，主要起到防水、防渗作用，防止轨道板或道床板或混凝土的破坏，具备制备方法简单、可以有效控制成本的优点。技术研发人员：施成,王梦,董全霄,牛瑞雪,仇鹏,刘伟斌,尤瑞林,宁娜,闫思梦,刘松然,邱成,张玲,闫福龙受保护的技术使用者：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所技术研发日：技术公布日：2024/10/10