鐵路道岔安裝裝置整體絕緣用的包裹型絕緣材料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種鐵路道岔安裝裝置整體絕緣用的包裹型絕緣材料制作方法，以及 涉及該種絕緣材料的使用領域與使用方法。
【背景技術】
[0002] 道岔是鐵路正常運輸的關鍵設備，隨著鐵路運輸速度的提高及行車間隔的縮短， 對道岔系統要求越來越高，同時對道岔與相關設備的絕緣要求也越來越高，安全防護的重 要性也日益突出，近年來對道岔與相關設備的絕緣提出了更安全、免維護等新的要求。
[0003] 目前在鐵路道岔安裝裝置(包括道岔方鋼、軌距拉桿等）連接件（岔尖的尖端鐵、中 部的丁字鐵，鋼軌與安裝裝置角鋼連接的角型鐵等）的絕緣方式一般采用尼龍1010板材作 絕緣墊板，將尖端鐵、丁字鐵、角型鐵與鋼軌隔開；連接螺栓處則采用絕緣管方式實現與鋼 軌絕緣。絕緣墊板、絕緣管的厚度一般都在3~8毫米之間。傳統的方法具有以下問題： 現有的鐵路道岔安裝裝置絕緣組件由絕緣板與絕緣管組成，零散脆弱。
[0004] 安裝不方便，安裝過程中容易破損。
[0005] 結構之間存在的空隙易進入具有導電性能的雜物，結構間的空隙減少了爬電距 離。
[0006] 在惡劣環境中（譬如嚴寒)，絕緣板與絕緣管容易老化、斷裂、易碎，時有破損現象 發生，無法保證可靠的絕緣性能，這樣容易造成鋼軌與鐵路道岔安裝裝置(現有的角鋼安裝 和托盤安裝）形成連通， 為提高絕緣可靠性，需要定期的對其進行分解、檢查、維護，的工作量大。
[0007] 基于目前道岔安裝裝置中絕緣件的缺點，出現了新的安裝方法將鐵路道岔安裝 裝置(包括道岔方鋼、軌距拉桿等）與道岔連接處的連接件(尖端鐵、角型鐵、丁字鐵等）的 絕緣方式由絕緣墊板、絕緣管的方式改為整體壓注包覆絕緣材料的方式，這個方法在專利 ZL200720150316. 4 中有所敘述。
[0008] 但在實施過程中現有的包裹材料一般為BMC類、環氧類或酚醛玻璃纖維類材料， 傳統材料在緊固后會造成永久變形并在使用一段時間后螺栓有松動的問題；并且在低溫的 時候硬度增加，材料越脆，有可能在緊固的時候會造成絕緣材料的破裂，從而達不到絕緣效 果。此外從熱脹冷縮的角度考慮，沒有兩種的物質的熱脹冷縮性能是相同的，一般采用包覆 工藝的零件都是鋼材料件，鋼件的熱脹冷縮應力相當大，若用傳統的酚醛玻璃纖維絕緣材 料或者是硬質的絕緣材料對鋼件進行包覆，在低溫情況下，由于兩種材料的冷縮比(或者是 收縮率）不同，很有可能因這種差異造成包覆體與鋼件之間產生間隙，造成粘接剝離；在高 溫情況下，由于鋼件受熱膨脹，若外包覆層材料采取原有酚醛玻璃纖維絕緣材料或者是硬 質的絕緣材料，包覆層容易破裂。
[0009]
【發明內容】
[0010] 本發明的目的在于在此提供一種環境友好型的高分子樹脂絕緣材料；這種材料在 具有高絕緣性能的情況下，具有良好的柔性，使得包覆后絕緣層能夠在（+ ) 100 -（-)50°C 的溫度范圍隨所包覆鋼件的熱脹冷縮而變化，避免包覆層的剝離和破裂。
[0011] 本發明為一種環境友好型的高分子樹脂絕緣材料，該絕緣材料以與含活性氫的端 羥基聚合物或端氨基聚合物，小分子量的多元醇，多元胺，多元羥酸等擴鏈劑與以其他耐候 防護材料的混合物制成的A組分，以二異氰酸酯及多異氰酸酯單體、聚合體、衍生物、或者 由端羥基化合物或者端氨基化合物與異氰酸酯反應制得的預聚物或半預聚物為B組分，再 根據施工環境加入各種防護材料制成固含量100%的雙組分的鐵路道岔專用絕緣材料即得 本發明的絕緣材料。
[0012] 本發明具體采用如下技術方案：提供一種鐵路道岔安裝裝置整體絕緣用的包裹型 絕緣材料，其特征是，所述絕緣材料是在溫度為-KTC?150°C下，A組分和B組分按照重量 比1:0. 1?1:10混合制得； A組分為擴鏈劑與耐候防護材料按照重量比0. 1 :1?1 :5的混合物，所述擴鏈劑是含 活性氫的端羥基聚合物或端氨基聚合物，小分子量的多元醇，多元胺，多元羥酸中的一種； 所述耐候防護材料是橡膠耐候防護材料或塑料耐候防護材料； 其中，B組分為二異氰酸酯或多異氰酸酯的單體、聚合體、衍生物；或者B組分是由端羥 基化合物或端氨基化合物與異氰酸酯反應制得的預聚物或半預聚物。
[0013] 根據本發明所述的一種鐵路道岔安裝裝置整體絕緣用的包裹型絕緣材料，其特征 在于：A、B組分優選的混合比例是：1:0. 1?1:0. 5,優選的混合溫度是80°C?150°C。
[0014] 根據本發明所述的一種鐵路道岔安裝裝置整體絕緣用的包裹型絕緣材料，其特征 在于：A組分中所使用的含活性氫的多元醇聚合物或端胺基聚醚聚合物組分為：平均官能 團數為2. 0 - 3. 0數均分子量為（Mn) 100- 3000的聚醚多元醇，聚酯多元醇或他們的混合 物；其中聚醚多元醇為聚氧化丙烯多元醇、聚氧化乙烯多元醇、氧化丙烯均聚物、氧化乙烯 均聚物、氧化丙烯與氧化乙烯共聚物、或聚四氫呋喃多元醇；聚酯多元醇為已二酸系聚酯二 醇、聚己內酯多元醇、聚碳酸酯二醇。
[0015] 根據本發明所述的一種鐵路道岔安裝裝置整體絕緣用的包裹型絕緣材料，其特征 在于：A組分中的端氨基化合物為：平均官能團數為2. 0 - 3. 0、數均分子量為（Mn) 100- 3000的芳香族或脂肪族端氨基聚醚或他們的混合物。
[0016] 根據本發明所述的一種鐵路道岔安裝裝置整體絕緣用的包裹型絕緣材料，其特征 在于：A組分中所使用的擴鏈交聯劑為：脂肪族二元胺或其取代物、脂環族二元胺或其取代 物、芳香族二元胺或其取代物、脂環族二元醇或多元醇、脂肪族二元醇或多元醇、二元羧酸 (酐、酯)、醇胺、羧基二醇； A組分中所使用的擴鏈交聯劑中的芳香族二元胺包括：3,3'-二氯_4,4'二苯基甲 烷二胺（MOCA)，3, 5-二乙基甲苯二胺（DMTDA)，3, 5-二乙基甲苯二胺（DETDA)，4,4'-亞甲 基雙（3-氯-2,6-二乙基苯胺）M-⑶EA，4,4'-亞甲基雙（2,6-二乙基）苯胺（M-DEA)，4， 4'-亞甲基雙（2,6-二異丙基）苯胺（厘-01卩六)，4,4'-亞甲基雙（2-異丙基-6-甲基） 苯胺（M-MIPA)，2,4_二氨基-3,5-二甲硫基氯苯（TX-2)，4,4'-雙仲丁氨基二苯基甲烷， 1，4-雙仲丁氨基苯，丙二醇雙（4-氨基苯甲酸酯），2,4-二氨基-3-甲硫基-5-丙基甲苯， 甲苯二胺（TDA)，4,4'-二氨基二苯基甲烷（MDA)，4,4'-亞甲基雙（2-乙基苯胺），其他 芳香族二胺； A組分中所使用的擴鏈交聯劑中的二元羥酸（酐、酯）包括：乙二酸，癸二酸，對苯二甲 酸，對苯二甲酸二甲酯，甲苯二甲酸，鄰苯二甲酸酐，丁二酸，戊二酸，壬二酸，十二碳二酸， 1，4-環已烷二甲酸，1，4-環乙烷二甲酸二甲酯，二聚酸，混合二羧酸（C4-C6二羥酸（DBA)， 長鏈混合二羧酸)，順丁烯二酸酐。
[0017] 根據本發明所述的一種鐵路道岔安裝裝置整體絕緣用的包裹型絕緣材料，其特 征在于：B組分所述的二異氰酸酯或多異氰酸酯的單體、聚合體、衍生物為MDI，TDI，HDI， ΙΗΠ ，12HMDI的一種或者2種及2種以上的混合物。
[0018] 根據本發明所述的一種鐵路道岔安裝裝置整體絕緣用的包裹型絕緣材料，其特征 在于：B組分所述的異氰酸酯基末端預聚物和半預聚物由二異氰酸酯或多異氰酸酯和端羥 基化合物或者端氨基化合物反應得到。
[0019] 根據本發明所述的一種鐵路道岔安裝裝置整體絕緣用的包裹型絕緣材料，其特征 在于：B組分中的端羥基化合物為：平均官能團數為1. 8 - 2. 5,平均分子量為（Mn) 600- 3000的聚醚多元醇，聚酯多元醇或他們的混合物； 其中，聚醚多元醇為聚氧化丙烯多元醇、聚氧化乙烯多元醇、氧化丙烯均聚物、氧化乙 烯均聚物、氧化丙烯與氧化乙烯共聚物、或聚四氫呋喃多元醇； 聚酯多元醇為已二酸系聚酯二醇、聚己內酯多元醇、聚碳酸酯二醇。
[0020] 根據本發明所述的一種鐵路道岔安裝裝置整體絕緣用的包裹型絕緣材料，其特征 在于：B組分中的端氨基化合物為：平均官能團數為1. 8 - 3. 0,平均分子量為（Mn) 100- 3000的芳香族或脂肪族端氨基聚醚或他們的混合物。
[0021] 根據本發明所述的一種鐵路道岔安裝裝置整體絕緣用的包裹型絕緣材料，其特征 在于：a.異氰酸酯基末端預聚物的NCO含量優選為3-12wt%，更優選為6-lOwt%。但NCO含 量低于3wt%時，該預聚物的粘度變得過高，與多元醇的混合性差，導致制造效率降低；而當 NCO含量高于12質量％時，該預聚物的貯存穩定性有可能變差； b. B組分中的異氰酸酯基末端預聚物的平均官能團數憂選為1.8-3. 0,更優選為 2. 0~2, 5〇
[0022] 上述的鐵路道岔安裝裝置整體絕緣用的包裹型絕緣材料在常規低速鐵路、高速鐵 路、地鐵或城市輕軌中的應用。
[0023] 本發明的有益效果在于： ⑴本發明的高分子絕緣材料，絕緣耐壓能達到27500V不被擊穿，體積電阻率 多IOici Ω ·αιι，提尚了絕緣等級。
[0024] ⑵絕緣材料為高絕緣柔性樹脂，較原用尼龍材料吸水率極低，絕緣性能更好，強度 更高，在檢測后的數據顯示將絕緣體部份浸于水中其絕緣耐壓能力達22000V，絕緣電阻達 到 3G Ω。
[0025] (3)該材料電氣性能的優異性體現在這幾個方面，體積電阻率ΚΓΩ ·_，遠遠高于 ΤΒ/Τ2927-1998《高分子材料鋼軌絕緣件》所規定的2Χ107Ω ^cm ;該材料在高低溫條件下能 保持優越的電氣性能，高溫90°C、低溫_50°C情況下能保證27500V的絕緣耐壓；在高濕度的 情況下也能保持好良好電氣性能，我們通過對包覆過后的整體絕緣配件包覆部分浸入水中 進行實驗，測得絕緣耐壓能達到22000V，絕緣電阻達到36Ω。
[0026] (4)該材料經低溫_50°C及高溫90°C試驗后，未發現材料有變形、發黏和開裂等缺 陷，而且絕緣耐壓性能都能達到相關要求；經過80°C、72h熱空氣老化試驗后，其拉伸強度 和斷裂伸長率都沒有發生較大的變化(拉伸強度41MPa、斷裂伸長率310%);經過-50°C環境 測試該材料的低溫脆性，試樣未發生變脆和試樣破壞；通過這三種嚴酷的試驗，該材料完全 能夠適應現場環境的需求，同時也從側面反應了其抗老化性能好，壽命長。
[0027]
【具體實施方式】
[0028] 下面對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本 發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在 沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0029] 本發明提供一種鐵路道岔安裝裝置整體絕緣用的包裹型絕緣材料，所述絕緣