一种抗老化轨枕复合材料的制备方法技术

本发明专利技术属于轨道材料技术领域，具体涉及一种抗老化轨枕复合材料的制备方法。本发明专利技术通过对膨润土，云母和钛白粉进行混合球磨，并分散与改性液中，通过高速搅拌，使其均匀填充经酶解处理的木质纤维细胞内部，在木质纤维细胞内部形成充分的充胀和填充，从而实现物理屏蔽紫外光的作用，有效降低紫外光在木材中的穿透率，改善木材材料在紫外光环境下的抗老化性能；同时通过对木材材料进行热压处理，由于高温和酶解处理，使木质剩余物的纤维发生充分水解，同时由于内部纤维素细胞填充填料，有效降低吸水厚度膨胀率，释放了材料内部多余的内应力，从而使轨枕复合材料的耐老化性能大幅增强。

Preparation method of anti aging sleeper composite material

The invention belongs to the field of track material technology, in particular relates to a preparation method of anti-aging sleeper composite material. The present invention of bentonite, mica and titanium dioxide is mixed and ball milling, dispersion and modification of liquid, through high speed stirring, the uniform filling of wood fiber cell by enzymatic treatment, fully inflated and filling is formed in the interior of the wood fiber cell, so as to realize the physical shielding effect of ultraviolet light. Reduce UV penetration in wood, improve the anti-aging properties of wood materials in UV environment; at the same time through the wood material by hot pressing processing, due to the high temperature and enzyme treatment, the wood residue fiber is fully hydrolyzed, at the same time, due to the internal cellulose cell filler, effectively reduce the thickness swelling rate of water absorption and release the internal stress inside the material excess, so that the composite materials aging greatly enhanced performance.

【技术实现步骤摘要】
一种抗老化轨枕复合材料的制备方法
本专利技术属于轨道材料
，具体涉及一种抗老化轨枕复合材料的制备方法。
技术介绍
由于全球经济的迅猛发展以及新型材料的发展需要，轨枕的研究已经不再是单单停留在传统的木枕和钢筋混凝土枕上了，越来越多新技术、新型复合材料不断出现，而这之中，木质复合材料越来越被人们所接受，应用场所及环境越来越宽泛，接踵而至的便是新的挑战。而近些年来对于木质复合材料的研究也越来越多，而由于外界气候条件的影响，老化性能对于木质复合材料性能是一个非常重要的考验，主要在于这往往决定着该材料的使用寿命。这也就促使更多的科学工作者对木质复合材料耐老化性能更深一步的研究，同时加快了研究的步伐。加速老化实验变成了重要的研究方向，根据木质复合材料受不同季节气候影响的变化，包括有高低温变化、霉雨天、雷雨和下雪等自然情况，可以利用冰冻、浸泡、干燥、喷蒸以及紫外照射等条件进行模拟实验。分析室外自然老化条件下和加速老化条件下的结果，针对木质复合材料各项性能指标随之变化的规律进行研究，以及不同条件下对木质复合材料性能的影响。由于我国木材资源的严重短缺，开发一种轨枕复合材料以取代木材势在必行，而木质剩余物由于来源丰富，一方面缓解了国内木材资源短缺的问题，提高了木材的实际利用率，另一方面变废为将没有得到充分利用的废弃资源最大限度的利用起来，制成新型轨枕复合材料，同时能达到或者高于传统的木枕及钢筋混凝土轨枕的各项技术性能指标。耐老化性能作为新型轨枕复合材料的一项重要的性能评价指标，无疑具有重要的研究意义，对于新型轨枕复合材料的生产有着指导作用，也对木质剩余物材料的的科学发展具有促进作用。因此，新型轨枕复合材料的老化性能研究意义重大。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题：针对现有轨枕复合材料抗老化性能较低，无法满足现有轨枕材料的需求的问题，提供了一种抗老化轨枕复合材料的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：（1）按重量份数计，分别称量45～50份膨润土、35～40份云母粉和10～15份钛白粉球磨、过筛得混合球磨粉末；（2）按质量比1:10，将混合球磨粉末与质量分数5％硫酸铝溶液搅拌混合，在超声分散，得分散液，按质量比1:1，将毛竹与杨木木材混合粉碎，过筛得混合纤维；（3）按质量比1:10，将混合纤维与去离子水混合，搅拌分散得纤维混合液，按体积比1:20，将双氧水滴加至纤维混合液中，搅拌混合得改性液，再将木聚糖酶添加至改性液中，酶解处理得酶解混合液；（4）按体积比1:1，将分散液与酶解混合液混合，搅拌解离得解离液，按体积比1:1，将解离液与丁苯乳液混合，搅拌3～5h后，静置陈化1～2h，过滤得滤饼，洗涤、干燥，得干燥改性木质纤维；（5）按质量比1:5，将干燥改性木质纤维浸泡至酚醛树脂2130中，浸泡后过滤得滤渣，干燥并置于模具中，热压处理，静置固化后冷压处理，继续静置6～8h，即可制备得一种抗老化轨枕复合材料。步骤（3）所述的双氧水为质量分数5％的双氧水。步骤（3）所述的木聚糖酶添加量为20U/g。步骤（3）所述的酶解处理条件为，50～55℃下水浴加热25～30min，随后滴加质量分数5％氢氧化钠溶液至pH为8.0，搅拌混合2～3h。步骤（4）所述的丁苯乳液为结合苯乙烯量为35～45％的丁苯乳液。步骤（5）所述的热压处理条件为，在1～5MPa、75～80℃下热压处理。步骤（5）所述的冷压处理条件为，在5～8MPa下，冷压3～5h。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术通过对膨润土，云母和钛白粉进行混合球磨，并分散与改性液中，通过高速搅拌，使其均匀填充经酶解处理的木质纤维细胞内部，在木质纤维细胞内部形成充分的充胀和填充，从而实现物理屏蔽紫外光的作用，有效降低紫外光在木材中的穿透率，改善木材材料在紫外光环境下的抗老化性能；（2）本专利技术通过对木材材料进行热压处理，由于高温和酶解处理，使木质剩余物的纤维发生充分水解，同时由于内部纤维素细胞填充填料，有效降低吸水厚度膨胀率，释放了材料内部多余的内应力，从而使轨枕复合材料的耐老化性能大幅增强。具体实施方式按重量份数计，分别称量45～50份膨润土、35～40份云母粉和10～15份钛白粉置于球磨罐中，在250～300r/min下球磨3～5h后，过500目筛得混合球磨粉末，按质量比1:10，将混合球磨粉末与质量分数5％硫酸铝溶液搅拌混合，在200～300W下超声分散10～15min，得分散液；按质量比1:1，将毛竹与杨木木材混合并气流粉碎，过50目筛得混合纤维，按质量比1:10，将混合纤维与去离子水混合，搅拌分散得纤维混合液，按体积比1:20，将质量分数5％双氧水滴加至纤维混合液中，搅拌混合20～25min后，得改性液，再按酶用量20U/g，将木聚糖酶添加至改性液中，在50～55℃下水浴加热25～30min，随后滴加质量分数5％氢氧化钠溶液至pH为8.0，搅拌混合2～3h后，得酶解混合液；按体积比1:1，将分散液与酶解混合液混合，在1000～1500r/min搅拌装置下搅拌解离25～30min后，得解离液，按体积比1:1，将解离液与结合苯乙烯量为35～45％的丁苯乳液混合，继续搅拌3～5h后，静置陈化1～2h，过滤得滤饼，用去离子水冲洗3～5次后，在100～110℃下干燥至恒重，得干燥改性木质纤维，按质量比1:5，将干燥改性木质纤维浸泡至酚醛树脂2130中，浸泡6～8h后过滤得滤渣，将滤渣真空干燥并置于模具中，在1～5MPa、75～80℃下热压至厚度为25mm，待热压完成后，静置固化并置于5～8MPa下，冷压3～5h，随后静置6～8h后，即可制备得一种抗老化轨枕复合材料。实例1按重量份数计，分别称量45份膨润土、35份云母粉和10份钛白粉置于球磨罐中，在250r/min下球磨3h后，过500目筛得混合球磨粉末，按质量比1:10，将混合球磨粉末与质量分数5％硫酸铝溶液搅拌混合，在200W下超声分散10min，得分散液；按质量比1:1，将毛竹与杨木木材混合并气流粉碎，过50目筛得混合纤维，按质量比1:10，将混合纤维与去离子水混合，搅拌分散得纤维混合液，按体积比1:20，将质量分数5％双氧水滴加至纤维混合液中，搅拌混合20min后，得改性液，再按酶用量20U/g，将木聚糖酶添加至改性液中，在50℃下水浴加热25min，随后滴加质量分数5％氢氧化钠溶液至pH为8.0，搅拌混合2h后，得酶解混合液；按体积比1:1，将分散液与酶解混合液混合，在1000r/min搅拌装置下搅拌解离25min后，得解离液，按体积比1:1，将解离液与结合苯乙烯量为35％的丁苯乳液混合，继续搅拌3h后，静置陈化1h，过滤得滤饼，用去离子水冲洗3次后，在100℃下干燥至恒重，得干燥改性木质纤维，按质量比1:5，将干燥改性木质纤维浸泡至酚醛树脂2130中，浸泡6h后过滤得滤渣，将滤渣真空干燥并置于模具中，在1MPa、75℃下热压至厚度为25mm，待热压完成后，静置固化并置于5MPa下，冷压3h，随后静置6h后，即可制备得一种抗老化轨枕复合材料。实例2按重量份数计，分别称量47份膨润土、37份云母粉和12份钛白粉置于球磨罐中，在275r/min下球磨4h后，过500目筛得混合球磨粉末，按质量比1:10，将混本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗老化轨枕复合材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，分别称量45～50份膨润土、35～40份云母粉和10～15份钛白粉球磨、过筛得混合球磨粉末；（2）按质量比1:10，将混合球磨粉末与质量分数5％硫酸铝溶液搅拌混合，在超声分散，得分散液，按质量比1:1，将毛竹与杨木木材混合粉碎，过筛得混合纤维；（3）按质量比1:10，将混合纤维与去离子水混合，搅拌分散得纤维混合液，按体积比1:20，将双氧水滴加至纤维混合液中，搅拌混合得改性液，再将木聚糖酶添加至改性液中，酶解处理得酶解混合液；（4）按体积比1:1，将分散液与酶解混合液混合，搅拌解离得解离液，按体积比1:1，将解离液与丁苯乳液混合，搅拌3～5h后，静置陈化1～2h，过滤得滤饼，洗涤、干燥，得干燥改性木质纤维；（5）按质量比1:5，将干燥改性木质纤维浸泡至酚醛树脂2130中，浸泡后过滤得滤渣，干燥并置于模具中，热压处理，静置固化后冷压处理，继续静置6～8h，即可制备得一种抗老化轨枕复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种抗老化轨枕复合材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，分别称量45～50份膨润土、35～40份云母粉和10～15份钛白粉球磨、过筛得混合球磨粉末；（2）按质量比1:10，将混合球磨粉末与质量分数5％硫酸铝溶液搅拌混合，在超声分散，得分散液，按质量比1:1，将毛竹与杨木木材混合粉碎，过筛得混合纤维；（3）按质量比1:10，将混合纤维与去离子水混合，搅拌分散得纤维混合液，按体积比1:20，将双氧水滴加至纤维混合液中，搅拌混合得改性液，再将木聚糖酶添加至改性液中，酶解处理得酶解混合液；（4）按体积比1:1，将分散液与酶解混合液混合，搅拌解离得解离液，按体积比1:1，将解离液与丁苯乳液混合，搅拌3～5h后，静置陈化1～2h，过滤得滤饼，洗涤、干燥，得干燥改性木质纤维；（5）按质量比1:5，将干燥改性木质纤维浸泡至酚醛树脂2130中，浸泡后过滤得滤渣，干燥并置于模具中，热压处理，静置固化后冷压处理，继续静置6～8h，即可制备得一种抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘叶，季美，
申请(专利权)人：常州达奥新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32