一种整体式聚氨酯发泡合成轨枕及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种整体式聚氨酯发泡合成轨枕及其制备方法，包括聚氨酯树脂，所述聚氨酯树脂包括如下原料，聚醚多元醇组分1：90

【技术实现步骤摘要】
一种整体式聚氨酯发泡合成轨枕及其制备方法


[0001]本专利技术属于一种聚氨酯复合材料
，具体是涉及一种整体式聚氨酯发泡合成轨枕及其制备方法。

技术介绍

[0002]铁路交通上使用的轨枕主要是混凝土枕及木枕，混凝土枕由于重量太大，安装施工极其困难。而木枕面临着的最大难题是用于铁路轨枕的优质木材的供应量持续下降，另一个日益严重的问题是使用化学防腐剂轨枕对环境和健康的影响，铁路行业历来采用木馏油浸渍木枕，在不久的将来，化学防腐剂轨枕可能需要采用特定的处理程序，木枕将逐步被废除和更换。
[0003]国外对木枕替代材料的研究主要集中在纤维复合材料上。复合材料轨枕的优势在于：耐腐朽性、耐候性、耐疲劳性、耐电绝缘性、易加工性、能批量生产等。1978年，日本积水化学工业株式会社(SEKISUI CHEMICAL CO.,LTD.)生产了第一根玻璃纤维增强聚氨酯泡沫复合材料(简称FFU)轨枕，我国于2004年在广州地铁4号线首先引进聚氨酯泡沫复合材料轨枕，经过几年来的运营考验，使用效果满足设计要求。2007年中国船舶重工集团公司第七二五研究所开始研究开发聚氨酯泡沫合成轨枕，并申请了国家专利，2008年3月12日生产了首批聚氨酯泡沫合成轨枕，交付广州地铁5号线使用。目前聚氨酯泡沫复合材料轨枕已经在世界很多国家使用，截至2012年，聚氨酯泡沫复合材料轨枕已经累计铺设超过210万根，累计里程1300km。
[0004]目前，国内外聚氨酯泡沫合成轨枕主要以粘接式轨枕为主。其先制备出合成轨枕板材，再通过压力设备将多块板材粘接成一体，同时，为防止粘接开裂，各板材还应钻孔注入粘接剂，并用螺纹钢将多块板材进行连接增强。粘接式聚氨酯泡沫合成轨枕工序较多，但技术难度较小，目前行业内主要为粘接式聚氨酯泡沫合成轨枕。
[0005]现有轨枕主要以粘接式合成轨枕为主，存在缺点如下：
[0006](1)产品性能差：粘接式轨枕在粘接部位易出现疲劳开裂；
[0007](2)使用安全性不高：粘接式轨枕由于易疲劳开裂，在纵向需用螺纹钢连接加强，实际安装时，需要在轨枕上钻孔开槽，容易使螺纹钢暴露，钢轨通电后易发生漏电风险。
[0008](3)成本高：粘接式轨枕首先需要进行板材的生产，再将板材刷光打磨到定厚进行板材粘接，各板材还应钻孔注入粘接剂，并用螺纹钢将多块板材进行连接增强，其工序复杂，成本较高。

技术实现思路

[0009]本专利技术要解决的技术问题是提供一种整体式聚氨酯发泡合成轨枕及其制备方法，本专利技术可以有效的提高产品的工艺性能和制品性能，降低生产成本，提高产品质量。
[0010]本专利技术的内容包括一种整体式聚氨酯发泡合成轨枕，包括聚氨酯树脂，所述聚氨酯树脂包括如下原料，
[0011]聚醚多元醇组分1：90
‑
110份
[0012]聚醚多元醇组分2：90
‑
110份
[0013]催化剂1：5
‑
10份
[0014]催化剂2：0
‑
3份
[0015]发泡剂：0
‑
2份
[0016]泡沫稳定剂：1
‑
3份
[0017]阻燃剂：1
‑
3份
[0018]异氰酸酯：200
‑
300份，
[0019]所述聚醚多元醇组分1为甘油
‑
环氧丙烷聚醚，聚醚多元醇组分2为山梨醇
‑
环氧丙烷聚醚，所述催化剂1为双杂环结构的叔胺催化剂，催化剂2为有机锡类化合物，异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯。
[0020]优选的，二苯甲烷二异氰酸酯中，NCO含量为30％
‑
32％，平均官能度为2.4
‑
2.8。
[0021]优选的，甘油
‑
环氧丙烷聚醚的官能度为3
‑
5，羟值为300
‑
600mKOH/g，粘度为200
‑
400mp.s。
[0022]优选的，山梨醇
‑
环氧丙烷聚醚的官能度为5
‑
8，羟值为300
‑
600mKOH/g，粘度为1000
‑
1500mp.s。
[0023]优选的，催化剂1为三亚乙基二胺，或者，催化剂2为二月桂酸酯二丁基锡。
[0024]优选的，发泡剂为水；或者，泡沫稳定剂为有机硅氧烷
‑
聚醚共聚物；或者，阻燃剂为三(2
‑
氯乙基)磷酸酯。
[0025]本专利技术提供一种整体式聚氨酯发泡合成轨枕的制备方法，包括如下步骤，将纤维进行排列，张紧，然后将聚氨酯树脂注入到上述纤维所处的空间中，使纤维和聚氨酯树脂混合均匀(通过搓揉，滚压或超声波振动等实现混合)，然后进行发泡，固化成型，得到整体式聚氨酯发泡合成轨枕。
[0026]优选的，所述纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维中的一种或多种。
[0027]优选的，纤维型号为19200TEX，纤维根数为300
‑
3000根。相比行业内的连续纤维一般为1200Tex
‑
9600Tex，本纱线型号为19200Tex，制备相同尺寸合成轨枕所需的纱线根数更少，所需的导纱格栅、纱架数量更少。将连续纤维依次穿过导纱格栅，并绑在牵引头上。
[0028]优选的，聚氨酯树脂注入的速度为60
‑
450g/s。
[0029]其主要工序包括：
[0030]1层压机预热：提前预热钢带式层压机，预热温度为40℃
‑
90℃。钢带式层压机的长度为20m
‑
35m，型腔由四条钢带密封组成，钢带式层压机可以通过四条钢带的整体移动迅速换型，一次型腔换型时间不到1小时。本专利技术也可以选用履带式层压机(型腔由上下履带、左右由挡块密封而成)。
[0031]2排纱：根据产品密度及产品尺寸，进行连续纤维穿纱布置，所用连续纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维中的一种。纱线型号为19200TEX,纱线根数为300
‑
3000根。
[0032]3牵引头牵引：将钢带层压机压住牵引头，然后层压机转动，通过牵引头带动纱线进入层压机型腔。
[0033]4注胶：开动聚氨酯注胶机，通过注胶管将聚氨酯树脂淋在纱线上。注胶流量根据
不同的产品型号、拉挤速度进行控制，优选为60g/s
‑
450g/s。
[0034]5纱线浸渍：通过多层淋胶，树脂首先由注胶机枪头淋到纱线上，再通过一个自动揉胶系统将树脂与纱线进行来回揉搓，保证纱线浸胶均匀，没有干纱；
[0035]6固化成型：浸浸润过树脂的玻璃纤维进入滚动模具内，在模具内发泡、固化成型，并随滚动模具的运动而前行。在模具终端，成型的轨枕毛坯与模具自动分离，到达后输送系统。
[0036]7定长切割：出模后的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种整体式聚氨酯发泡合成轨枕，其特征是，包括聚氨酯树脂，所述聚氨酯树脂包括如下原料，聚醚多元醇组分1：90
‑
110份聚醚多元醇组分2：90
‑
110份催化剂1：5
‑
10份催化剂2：0
‑
3份发泡剂：0
‑
2份泡沫稳定剂：1
‑
3份阻燃剂：1
‑
3份异氰酸酯：200
‑
300份，所述聚醚多元醇组分1为甘油
‑
环氧丙烷聚醚，聚醚多元醇组分2为山梨醇
‑
环氧丙烷聚醚，所述催化剂1为双杂环结构的叔胺催化剂，催化剂2为有机锡类化合物，异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯。2.如权利要求1所述的整体式聚氨酯发泡合成轨枕，其特征是，二苯甲烷二异氰酸酯中，NCO含量为30％
‑
32％，平均官能度为2.4
‑
2.8。3.如权利要求1所述的整体式聚氨酯发泡合成轨枕，其特征是，甘油
‑
环氧丙烷聚醚的官能度为3
‑
5，羟值为300
‑
600mKOH/g，粘度为200
‑
400mp.s。4.如权利要求1所述的整体式聚氨酯发泡合成轨枕，其特征是，山梨醇<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海，孙湘民，王明星，陈彦北，李再轲，刘刚，卢瑞林，陈增红，吕文丽，
申请(专利权)人：株洲时代新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：