[發明專利]一種復合枕木

有效

• 申請號: 201010102143.5
• 申請日: 2010-01-28
• 公開（公告）號: CN101851879A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 張聽;陳文姬;孫志杰
• 申請（專利權）人: 北京盤天新技術有限公司
• 主分類號: E01B3/46
• 分類號: E01B3/46
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

技術領域

本發明屬于復合材料領域，具體涉及由高分子復合材料組成的枕木。

背景技術

枕木常被用于承載物體，是鐵路建設、專用軌道走行設備鋪設和承載設備領域中不可或缺的材料。根據其組成材料的不同，枕木主要分為木制枕木、鋼筋混凝土枕木、鋼制枕木和復合材料枕木。但均存在自身缺陷問題，鋼質枕木雖然牢固耐用，但造價高沉重不易搬動，彈性?。荒举|枕雖然木彈性好，重量輕，制作簡單，絕緣性能好但易風化開裂，耐腐蝕性較差，使用壽命短，木材消耗量大；鋼筋混凝土枕木雖然使用壽命長、穩定性好但由于其彈性差，消音減震效果也差，且在使用一段時間后易出現裂縫，影響鐵路運輸安全。?

隨著技術的發展，目前復合材料枕木成為新興的材料枕木，該復合材料枕木具有較之木制枕木等更強的吸收列車行駛時產生重量的性能，從而在鐵路建設領域得到了廣泛的關注。根據復合材料的種類不同，其主要分為橡塑復合枕木、玻璃鋼復合枕木以及聚氨酯合成枕木。

橡塑復合枕木是以廢舊輪胎或者回收塑料制得的熱塑性彈性體作為枕木的外殼，以混凝土作為枕木的內芯，采用擠出工藝制得的，其具有抗沖擊、耐腐蝕、高強度的特點。雖然其在技術應用上可以將大量的廢舊輪胎和廢塑料回收利用，具有環保意義，但是該產品生產工藝復雜，最為重要的是以上述來源并不穩定的廢舊橡膠和回收塑料作為枕木的外殼，所以對于該種枕木是否具有耐候性和耐老化性難以確定。

玻璃鋼復合枕木是由玻璃鋼筒體和設置在玻璃鋼筒體內的填充材料組成；其中，玻璃鋼筒體是以不飽和聚酯樹脂、玻璃纖維粗紗、粉末填料為原料，采用纏繞、拉擠、手糊等工藝制作而成，填充材料一般采用高強度泡沫材料。制得的玻璃鋼復合材料枕木具有優良的力學性能，但是由于其采用纏繞、拉擠、手糊等工藝所以生產效率極低，由于該類型的枕木采用不飽和聚酯樹脂作為原料，而不飽和聚酯樹脂的穩定性和耐候性差，所以導致該種玻璃鋼復合枕木的產品穩定性和耐候性都較差。

聚氨酯合成枕木是由發泡聚氨酯樹脂浸漬連續玻璃纖維，通過連續成型工藝先制得較薄的板材，之后再將其層疊粘合而成。其中聚氨酯(簡稱PU)是由多異氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等擴鏈劑或交聯劑等原料制成的聚合物。通過改變原料種類及組成，可以大幅度地改變產品形態及其性能，得到從柔軟到堅硬的最終產品。該種枕木具有重量輕、耐腐蝕、絕緣性能好、便于現場加工和施工的特點?，F有技術中CN101314931A公開了一種新型合成枕木，該枕木就是由聚氨酯泡沫和單向排列的長玻璃纖維組成的，其中長玻璃纖維沿著枕木長度方向上均勻排布，分布于聚氨酯泡沫基體中。在該現有技術中，該復合材料枕木中玻璃纖維的排列均為單一的縱向排列，因此沒有設置剪力配筋的橫向位置容易因彎曲而導致層間剪力的破壞，使得枕木出現裂縫從而整體失效。此外，現有技術中CN101323701A公開了一種長玻璃纖維增強的硬質聚氨酯合成材料軌枕，在該軌枕的制備中，需要將玻璃纖維纏繞在所述模具內，再向所述模具內腔噴涂聚氨酯混合料，從而形成由玻璃纖維包裹的聚氨酯軌枕。其中，由于所述玻璃纖維的纏繞是采用現有技術中的纏繞技術，所以其均是采用單一的縱向排列方式，所以利用該現有技術中的方法制備得到的軌枕也同樣存在諸如CN101314931A中的技術問題。

此外，在美國專利US6605343B1也公開了一種復合材料制成的枕木，該枕木也是在以填充物和熱硬化性樹脂構成的材料外層包裹泡沫性熱硬化性樹脂而構成的，其中，所述的泡沫性熱硬化性樹脂是將長玻璃纖維沿縱向排列于熱硬化性樹脂上而形成的。所以其同樣存在會由于枕木受力彎曲時層間剪力的破壞，從而導致枕木毀壞失效的問題。

發明內容

本發明所要解決的第一個技術問題是現有技術中的聚氨酯合成枕木中玻璃纖維的排列均采用單一的縱向排列方式，容易在枕木受力發生變形彎曲時由于沒有設置剪力配筋的橫向位置而導致層間剪力的破壞，使得枕木整體失效，進而提供一種在受力彎曲時不會出現層間剪力破壞的復合枕木。

為實現上述目的，本發明提供了一種復合枕木，所述枕木包括內芯和外表層，所述內芯為玻璃纖維增強不飽和聚酯樹脂復合材料、木質剩余物增強酚醛樹脂基復合材料或橡塑復合材料，所述復合枕木的外表層為經偶聯劑表面處理后再經聚氨酯樹脂浸潤后的玻璃纖維多軸向布。

在所述內芯和所述外表層之間還設置有夾心層，所述夾心層為橫向鋪設的經偶聯劑表面處理后再經所述聚氨酯樹脂浸潤后的玻璃纖維無捻粗紗。所述偶聯劑為硅烷偶聯劑。

所述玻璃纖維無捻粗紗的線密度為4800～9600g/km，單絲直徑為10～40μm。