摘要  文本阐述了适宜于室外施工的以双酚A缩水甘油醚型环氧树脂为基础的主料，已脂肪族胺类为辅料的环氧粘接式铁道铁轨固定轨距用的绝缘轨距杆配套料的研制过程，并详细介绍了环氧固化剂的性能检测，如：耐温性能、绝缘性能、耐老化性能和抗疲劳性能等，为环氧树脂配套料在粘接行业的应用检测提供了参考。

关键词  配套料  轨距杆  粘接

 

随着国民经济的不断发展，铁路行业运输用机车的速度不断提高，因此老式的绝缘式轨距杆不能满足日益更新机车的需要，新的绝缘轨距杆代替老式的绝缘轨距杆势在必行。基于这种形势，我厂科研人员依据长期积累的经验，合理运用环氧树脂优良的电器绝缘性能，以新研制的环氧绝缘配套料替代老式的绝缘板绝缘，试生产一种新型轨距杆–粘接式绝缘轨距杆，并已在有关铁路机务段上应用。一年多来应用非常好，该产品已通过铁道部技术部门的鉴定，准备在铁路上大面积应用，完全替代老式的绝缘轨距杆。

原老式绝缘轨距杆的结构是中间为扁平形钢管对接，再用两块5mm厚的T腥绝缘板嵌入，并用两块金属钢板和四个螺丝将其固定，此种结构的正常绝缘电阻达不到现机车的要求（正常绝缘电阻为500MΩ），如若加厚绝缘板正常绝缘电阻，且抗拉性能检测时试件的破坏荷载达不到245KN；由于老式绝缘轨距杆用绝缘板为尼龙系高分子复合材料，一般耐温均有100℃以上，而轨距杆耐热要求为60~80℃，因此，耐热性符合产品的要求，实测正常绝缘电阻大大超过500 MΩ，而且在环氧配方中引进增韧较好的活性集团，故实测试件的破坏荷载能达到要求的245KN；针对该产品为户外产品，耐温要求又在60~80℃之间，故在环氧树脂配方中加进了耐温助剂，实测最高耐温为105℃.

1、  主要原材料

环氧树脂CYD-128    岳阳巴陵石化环氧树脂事业部生产

增韧剂              自制

稀释剂              自制

脂肪族混合胺        自制

催化剂              自制

2、  制备

①     主料的制备

称取CYD-128、增韧剂、稀释剂分别为300g、15g、15g，现将CYD-128加入到1000ml反应瓶中，再加稀释剂常温搅拌30min后，升温至80℃后加入催化剂若干，再将温度升至118～122℃，在此温度下反应2小时出料。

②     辅料的制备

称取脂肪族混合胺、稀释剂99g，酯环族助剂45g、耐热助剂15g，现将脂肪族胺装在1000ml反应瓶中，升温至60～70℃并加入催化剂后滴加稀释剂，2hr滴加完毕，维持反应1hr后加入酯环族助剂和耐热助剂，温度升至118～122℃，在此温度下反应2小时出料。

③     配套料的配比选择

我们选用下述方法来粗略估计固化剂的热效应。

现将恒温槽调至温度25℃，然后每次配取一定比例的树脂—固化剂混合料，迅速、充分搅拌均匀后，再其中插入一支温度计，并把料样放入恒温槽中。开始观察记录在测定温度下因发生固化反应放热而使配料温度升高的情况，直到达到最高温度凝胶以后，在记录2～3个数据。这样每一组配比可以测出一个最高发热温度；对于多组配比，则可测出多个最高发热温度。

将所测数据列表如下：

用环氧树脂/固化剂配比为横坐标，对应的最高发热温度为纵坐标，并依据以上几组数据绘出辅料对主料系统的固化发热曲线。曲线中最高发热温度所对应的配比量可视为环氧配套料的较佳用量配比。

根据绝缘轨距杆的要求，经过多次试验，我们依据树脂/固化剂发热曲线图，确定配套料的配比应选择在100：20～25（重量比）之间较宜。

又因该产品的制作工艺未对表干时间提特殊的要求，故我们将配套料的初步固化时间选择在6～8hr之内较合适。鉴于地域、季节的不同我们又选择了几组不同的配比做固化试验，其结果见下表：

上表为25℃测出的环氧配套料在不同配比下的表干时间。

1、  耐温性能检测

按下列配比称料：

1#   主料     400g       2#  主料     400g

辅料     80g            辅料     92g

将1#、2#料常温下搅拌均匀后，再将其分别分成三份，常温下放置两天，然后再将六份样分别放置于85℃、105℃、110℃恒温烘箱中2hr，取出观察固化物发现110℃有裂痕，而85℃、105℃无裂痕。由此可以断定无论配比是100：20还是100：25其中环氧固化物都能耐85～105℃的温度，最高耐热不超过105℃。

2、  绝缘性能检测实验

（1）       正常绝缘电阻测试：温度15～35℃；相对湿度45～80%；用500VMΩ表测，而正常的绝缘电阻不小于500VMΩ。

（2）       潮湿绝缘电阻测试：常温下浸泡24hr，取出后在30s内用不低于10V的万用表测；潮湿绝缘电阻不小于0.1MΩ。

3、  抗拉性能测试

在拉力试验机上进行抗拉性能实验，夹具夹住试件两端，缓慢加载，当达到规定荷载时，试件不得断裂或拉脱。经测试试件的破坏荷载不小于245KN。

4、  疲劳性能检测

测试条件：温度15～35℃

实验布置：由两端60Kg/m钢轨、两根轨枕及弹条I型扣件组成轨排。45℃加力架向两股钢轨施加垂直和水平荷载。扣件组装时，钢轨外侧的轨距挡板不顶靠轨底，使横向力全部作用于轨距杆。作用荷载分别是80KN、10KN；频率4Hz；循环次数大于2×106次。实验后的试件的破坏荷载不小于200KN。

5、  老化性能检测

将试件在67～73℃加热炉中连续放置3天，然后在温度15～35℃，相对湿度45～80%的条件下保持2hr。实验后的试件正常绝缘电阻不小于100MΩ，潮湿绝缘电阻不小于0.1MΩ，试件的破坏荷载不小于200KN。

1、  构件在夏季日光下直射温度可为60～80℃，本配料耐温达到105℃，其性能能达到要求。

2、  我厂委托应用厂家与我厂共同合作完成耐老化的现场具体测试。该应用厂家试用我厂1吨多配套料生产出新产品，该新产品即粘接式轨距杆放入轨道一年后，报废的产品中除因两端螺杆断裂外，未见一起因粘接处断裂而报废的产品，本配套料的耐老化性能满足要求。

3、  试件现场具体测试时的破坏荷载为245KN，满足厂家的要求，但应用厂家还希望我厂今后能提供最大破坏荷载超过245KN以上的环氧树脂配套料，并希望长期与我厂合作生产出适合全国铁路绝缘轨距杆用的系列环氧树脂配套料。

4、  该产品的绝缘效果已达到现电力机车的绝缘要求。

1、  粘接式绝缘轨距杆为铁路机车提速后固定轨道距离用的新产品，通过了铁道部技术部门的检测，并满足应用厂家的要求。可以大量生产并在各铁道上推广应用。

2、  此配套料不仅能在环氧树脂粘接剂应用领域中起不小的作用，而且可带动环氧树脂配套料系列产品在全国铁路上的普遍推广应用。