[發明專利]一種輕質復合軌枕及其制備方法

有效

• 申請號: 201310445969.5
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN103497503A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 胡斌;楊盛華;楊斌華;李夢雅;阮軍
• 申請（專利權）人: 北京中鐵潤海科技有限公司
• 主分類號: C08L75/08
• 分類號: C08L75/08;C08L63/00;C08L67/06;C08K7/10;C08K7/20;C08K7/14;C08K7/26;C08K7/18;C08G18/76;C08G18/73;C08G18/48;C08J9/08
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技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，尤其涉及一種輕質復合軌枕及其制備方法。

背景技術

目前，鐵路已成為眾多交通運輸工具中最重要的一種，軌枕作為其重要組成部分，其性能優劣對鐵路的安全運營乃至國民經濟的發展起著至關重要的作用。

在世界鐵路軌枕技術發展史上，相繼出現了木枕、鋼軌枕和混凝土軌枕，這三種軌枕在不同的歷史時期發揮了重要的作用。其中，木枕造價低、彈性好、重量輕、易加工和鋪設，且絕緣性好，但也存在易開裂、耐候性差、使用壽命短等問題，更為重要的是，木枕以消耗森林資源為代價，必然會造成嚴重的環境問題，影響經濟的可持續發展。而鋼軌枕的突出優點是使用壽命長，廢舊鋼鐵可回收利用，但不足之處是造價高、噪音大、重量大，鋪設及維護極為不便，因此只在少數國家有所應用。相比較而言，混凝土軌枕綜合了木枕造價低和鋼軌枕使用壽命長、穩定性好等優點，是目前應用最為普遍的一種軌枕，但其與鋼軌枕一樣同樣存在重量大、彈性及消音減震效果差、絕緣性差等缺點，而且在載荷作用下容易產生裂縫，由此對行車安全構成重大安全隱患。

近些年，隨著高速和重載鐵路的發展，以及日益突出的環保問題，和人們對安全性、經濟性、舒適性的現實需求，迫切需要開發出一種全新的軌枕材料。尤其是近幾年橋梁安全事故明顯趨于多發，為此特別對橋枕提出了更高的要求，不僅需要高性能化，更要輕量化。

發明內容

本發明的目的在于提供一種輕質復合軌枕及其制備方法，解決了現有的軌枕存在使用壽命短、資源浪費、穩定性差、重量大以及安裝困難的問題。

為解決上述問題，本發明所采取的技術方案是：

一種輕質復合軌枕，包括聚氨酯原液組合料、基體增強材料和輕質填料，其重量比依次為10：1～100：0.1～1。

進一步的，所述聚氨酯原液組合料包括多元醇組份和異氰酸酯組份，其重量比依次為1：1～1.5。

進一步的，所述多元醇組份包含有多元醇、發泡劑、催化劑和勻泡劑，其重量比依次為100：0.05～0.15：0.02～3：0.5～3。

進一步的，所述多元醇為聚醚多元醇，羥值為350～650mgKOH／g，所述發泡劑為水，所述催化劑主要由三乙醇胺和二月桂酸二丁基錫組成，其重量比為1：0.5～1，所述勻泡劑為聚二甲基硅氧烷或聚醚改性聚硅氧烷。

進一步的，所述異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、1，6-己二異氰酸酯和多亞甲基多苯基異氰酸酯中的一種或多種。

進一步的，所述基體增強材料為短纖維或復合筋，所述復合筋由纖維和樹脂按重量比1：99～99：1組合而成，復合筋的直徑為2mm～20mm。

進一步的，所述短纖維或纖維均可以是短纖維棉、麻、蠶絲、醋酸纖維、銅氨纖維、尼龍纖維、芳綸纖維、聚丙烯腈纖維、聚苯硫醚纖維、聚丙烯纖維、聚乙烯醇纖維、聚酯纖維、聚酰亞胺纖維、碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維和陶瓷纖維中的一種或多種，短纖維的長度為0～150mm；所述樹脂為聚丙烯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醚砜樹脂、聚醚醚酮樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂和聚酰亞胺樹脂中的一種或多種。

進一步的，所述輕質填料是膨脹珍珠巖、玻化微珠、玄武巖微珠，輕質碳酸鈣、膨潤土和珍珠砂中的一種或多種。

另外本申請還提供兩種制備方法，如下，

一種輕質復合軌枕的制備方法，包括以下步驟：

步驟一，選取聚氨酯原液組合料、基體增強材料、輕質填料，按重量比依次取10：1～100：0.1～1，其中聚氨酯原液組合料包括多元醇和異氰酸酯；

步驟二，所述基體增強材料為纖維和樹脂組成的復合筋，將復合筋按軌枕設計增強方向排布于模具內腔，同時根據需要在模具內布設預留孔或預埋件組件；

步驟三，將聚氨酯原液組合料與輕質填料快速攪拌混勻后，立即噴射或倒入模具內；

步驟四，密閉模具進行發泡即制成輕質復合材料軌枕。

進一步的，所述聚氨酯原液組合料包括多元醇組份和異氰酸酯組份，是先將多元醇和輕質填料均勻混合后，再加入異氰酸酯組份快速攪拌混勻后，立即噴射或倒入模具內。

另一種輕質復合軌枕的制備方法，包括以下步驟：

步驟一，選取聚氨酯原液組合料、基體增強材料、輕質填料，按重量比依次取10：1～100：0.1～1，其中聚氨酯原液組合料包括多元醇和異氰酸酯；

步驟二，所述基體增強材料為短纖維，將聚氨酯原液組合料、短纖維與輕質填料快速攪拌混勻后，立即噴射或倒入模具內；