聚氨酯材料在轨道交通方面的应用及研究进展

聚氨酯材料在轨道交通方面的应用及研究进展

广西壮族自治区建筑工程质量检测中心广西530005

摘要:轨道交通具有容量大、速度快、安全、准时、环保、节能、用地等特点,包括高速铁路、机动车、地铁、轻轨、有轨电车等。是世界上发展最快、拥有自主知识产权和最强核心竞争力的项目之一。轨道交通的快速发展将带动防护涂料、装饰涂料等产业链的发展。涂料和涂装技术也是工业涂料中要求最高的类型。目前,轻铝合金在世界上主要用于制造铁路列车,以取代原有的钢材。随着载体材料的变化,涂层的类型和质量也会发生很大的变化。目前,我国轨道交通车辆涂料几乎全部为溶剂型涂料。然而,水性涂料既环保又安全,将成为未来轨道交通涂料行业发展的主要方向。具有良好的市场前景和显著的社会经济效益。

关键词:聚氨酯材料;轨道交通方;

前言:近年来,随着我国经济的不断发展,我国铁路建设和城市轨道交通的发展速度也日益加快。轨道交通的设备和部件趋于高速、自动化,导致噪声和振动问题日益严重,这对沿线乘客和居民的身心健康造成影响。因此,市场迫切需要改善轨道交通的振动降噪问题。

1聚氨酯材料

聚氨酯具有优良的特性,广泛用于油漆、粘附、泡沫材料和其他领域。通常,催化剂产生的热反应性树脂需要反应,而材料回收困难及有害残留物和困难会限制它们的使用。目前发现了几十种可裂变塑料,其特点是分解效率低,塑料很难在自然环境中分解,最初阶段可看到生物分解过程,但在塑料聚合物生长后的两个月里基本上消失了。通过聚氨酯生产塑料和生长过程的酶产生生物反应,破坏塑料的分子或高分子化学的关系,以及利用真菌物理强度,帮助聚乙烯聚合,在酸性、碱性、温度和营养介质等环境因素的影响下加快了它们的分解效率。同时高硬度聚氨酯塑料材料和橡胶材料弹性高,属于性能优良的缓冲材料,基于此材料生产的产品有泡沫、弹性纤维、粘合剂、人造革、聚氨酯合成等,被广泛应用于轨道交通建设中,使城市居民和铁路附近建筑的振动和噪音风险大大降低,随着火车的快速运行,安全系数上升。

2聚氨酯材料在轨道交通方面的应用

2.1减振降噪。弹性减震器微孔隙聚氨酯垫用于钢轨和混凝土压路机之间的弹性阻尼,是无渣轨道上的缓冲系统的关键缓冲器,为无渣轨道提供了必要的灵活性,使负荷更合理地分配到轨道上,从而减少了波动的危险。在橡胶阻尼领域,橡胶体积最大的是天然橡胶,这种乳胶是用浓缩乳胶或干胶制成的,橡胶碳氢化合物是天然橡胶的主要成分。天然橡胶具有高弹性、高机械强度、弯曲强度、通风、电性能等特性。一般来说,天然橡胶,因为它强调了弹性、耐寒和加工效率、滞后损失以及在降低振动和降低噪音方面很少被广泛使用。在使用橡胶时,橡胶通常与其他类型的橡胶结合,以确保其他特性的互补性。附着式技术始于物层的表面抓地力,目的是将物表面粘在一起,以防止压舱物分散;然后逐渐发展为结构粘度,以提高稳定性和均匀的硬度转移,此技术可通过使用聚氨酯胶粘剂弹性材料来实现。稳定型镇流器中的聚氨酯脱脂技术,半硬化聚氨酯泡沫,沿着底部渗入,镇流器产生化学反应,聚氨酯泡沫膨胀成压缩机填充物。最早的传统钢材有易腐烂的弱点和高昂的维修成本。聚氨酯弹性材料是一种硬聚氨酯泡沫树酯,由玻璃纤维加固成结构材料,具有抗腐蚀性、耐久性、绝缘、高强度、轻度定量等特性。

2.2防水材料。桥两端的防水材料和密封材料,主要使用聚氨酯防水涂料。聚异氰酸酯和多元醇的反应为主反应,其余则为副反应。副反应的发生会导致涂膜出现弊病,影响涂膜外观及性能,若聚异氰酸酯过量,则其与水基团的反应程度大,会生成大量CO2,使涂膜起泡,同时也会使涂膜的交联密度、光泽度、抗渗透能力、活化期等下降。此外,如果施工后水的挥发速率较慢,则聚异氰酸酯与水的反应程度会增大,使涂膜产生缺陷。可以考虑选择合适的催化剂及控制添加量来促进聚异氰酸酯与多元醇的反应,降低聚异氰酸酯与水之间的副反应,提高涂膜的性能。双组分层聚氨酯薄膜外观良好,干燥迅速,高硬度,适合建造。丙烯酸馏分的粘度可以通过使用甲基苯丙胺溶剂来实现;提高聚合温度也会降低物质的粘度,由于环境保护、快速建设、高机械强度、良好附着、耐老性等原因,将技术分散到防水。水性多异氰酸酯固化剂、助剂、助溶剂对涂膜光泽及丰满度等影响因素的筛选,研制出高性能水性双组分聚氨酯面漆。该面漆具有良好的丰满度、流平性和鲜映性,综合性能指标达到最佳。有关企业和高等教育机构对防水涂料进行了广泛研究,并开发了高强度聚氨酯涂料,在无渣轨道结构中,为了确保结构的平稳和稳定,通常需要在每一段距离上安装缝合线,以适应不同温度下混凝土结构的变形。与此同时,在轨道结构和较低地基之间的接合,在线条和闭合层之间需要用弹性接缝密封防水材料。这些材料目前被国家研究人员广泛研究。尽管水性涂料还存在着很多问题,但随当前的发展形势及国家相关政策的逐渐出台,将其应用于轨道交通车辆行业对整个涂料行业已有着非凡的意义。

3进展方向

3.1加强研发力度范围。目前,使用聚氨酯材料在轨道上建立技术标准都是标准规定的条件。如有微孔聚氨酯减震垫、弹性拉伸缝及其他产品在低温试验中,标准制定安装温度-10℃~-25℃,多数地区,低温条件下能够满足控制要求,但面对极端地区如东北、俄罗斯和其他国家,为了满足现场使用要求,调整安装温度至-25℃~-35℃,这意味着任何这些产品都不符合该地区的要求及使用。因此,研究人员现在必须扩大对这些具有抗药性的聚氨酯材料的研究,包括专门的原材料,大大扩大聚氨酯材料在轨道运输上的应用。目前,大多数轨道运输路线使用的聚氨酯材料比现有的材料具有前所未有的特征和技术优势,但自它们诞生以来,大多数产品在市场上都没有大规模应用。众所周知,缺乏这种材料的大规模应用的原因或成本太高,无法获得市场认同。这些产品必须致力于国内生产,并不断研究原材料、模具和技术,以降低产品成本和增加相对优势。

3.2专业化施工质量。轨道使用的大多数带有聚氨酯的材料都是半成品,如防水材料、填充物、聚氨酯填充物等等,最终产品的质量主要取决于现场建筑的施工质量。成立专业建筑团队、改进建筑组织、接触户外技术和设备,使户外建筑的质量成为可持续使用的关键因素。现有轨道运输线路中使用的许多聚氨酯材料是不可分解的,一旦使用完,处理材料是一个严重的问题。目前,应扩大对此类材料的回收和处理的研究。虽然目前水性双组分聚氨酯面漆在该行业的研究还处于起步阶段,还有很多问题未解决,但经过对涂料性能的不断改进提升,对涂装工艺、环境、设备等方面技术的不断提高,以及涂料工作者的不断探索与创新,相信在不久的将来,水性涂料一定会更多地应用在国内外客车、机车、城市轨道车及高速动车等车辆行业。

结束语:作为轨道交通发展的重要组成部分,应特别注意为了减少振动和减少材料噪音的创新和改进。其中,聚合物材料以其质量轻、弹性好、性能优等特点在建筑材料中占有重要地位,从提高质量、降低成本、扩大生产的角度生产合理降低振动和噪声的聚合物材料,将有助于改善聚合物材料、新材料在轨道交通等行业总水平。

参考文献:

[1]地铁轨道交通建设促地铁涂料技术研发[J].表面工程资讯,2017,11(5):17

[2]李留方,张富祥,张睿.铝合金列车车厢用涂料的研制[J].涂料工业,2018,31(4):20-23

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