CN101328311A - 一种合成枕木的配方及连续成型工艺 - Google Patents

一种合成枕木的配方及连续成型工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种合成枕木的配方及连续成型工艺，其合成枕木的配方是以聚氨酯树脂和连续玻璃纤维为合成枕木的基体材料，其中聚氨酯树脂发泡料配方按份数配比如下：聚醚多元醇1(羟基数为3～8、分子量在1300以下)60～90，聚醚多元醇2(羟基数为2～3、分子量在2000～4000)10～40，催化剂0.01～0.10，泡沫稳定剂0.5～3，发泡剂0.2～1.0，阻燃剂5～25，防老剂0.1～0.5，异氰酸酯115～200；连续成型工艺包含导纱、发泡机注胶、均匀浸渍、成型、自动切割五个工序，制备的合成枕木综合性能优良，质量轻，性能稳定，界面均匀，力学性能优良，耐腐蚀性良好。

Description

一种合成枕木的配方及连续成型工艺
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，尤其涉及到一种合成枕木的配方及连续成型工艺。
背景技术
合成枕木是以连续玻璃纤维增强的聚氨酯泡沫复合材料制备而成，具有质量轻、性能稳定、力学性能优良、耐腐蚀性良好等特点。
从内含连续玻璃纤维增强的思路分析，可采用挤拉成型或模压成型的工艺方法制备，模压工艺简单可行，但对批量产品来说，工作量大、效率低，不能实现连续化生产，且制品的稳定性较差。挤拉工艺工作量小、成品率高，有利于实现材料内部的均一，质量稳定，但从基体材料分析，合成枕木中的聚氨酯泡沫为高密度泡沫，发泡过程中胀模力大，采用现有的普通挤拉工艺会造成脱模困难，产品表观质量差，不能满足轨道交通对合成枕木的要求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种合成枕木的配方及连续成型工艺，该方法克服了挤拉成型或模压成型工艺生产周期较长、生产效率低下、不方便连续化作业、制品性能不稳定的缺点，实现了合成枕木的连续化和自动化生产，确保了产品质量，提高生产效率。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
所述的合成枕木的配方是以聚氨酯树脂和连续玻璃纤维为合成枕木的基体材料，其中聚氨酯树脂发泡料配方按份数配比如下：
聚醚多元醇1(羟基数为3～8、分子量在1300以下)60～90，聚醚多元醇2(羟基数为2～3、分子量在2000～4000)10～40，催化剂0.01～0.10，泡沫稳定剂0.5～3，发泡剂0.2～1.0，阻燃剂5～25，防老剂0.1～0.5，异氰酸酯115～200。
所述的合成枕木的连续成型工艺包含导纱、发泡机注胶、均匀浸渍、成型、自动切割五个工序，各工序分述如下：
I、导纱
将1200Tex～9600Tex的任一种或几种玻璃纤维无捻粗纱通过单组纱架和导纱装置引导至所需截面，运行速度0.1～1m/min；
II、发泡机注胶
将聚醚多元醇1(羟基数为3～8，分子量在1300以下)60～90、聚醚多元醇2(羟基数为2～3、分子量在2000～4000)10～40、催化剂0.01～0.10、泡沫稳定剂0.5～3、发泡剂0.2～1.0、阻燃剂5～25、防老剂0.1～0.5、异氰酸酯115～200在发泡机中混合均匀后，以1～10kg/min的流量均匀喷涂在纤维表面或内部；
III、均匀浸渍
均匀浸渍设备由多组挤压辊和上、下移动辊构成，挤压高度和移动距离根据实际需要而确定，使聚氨酯树脂均匀浸渍玻璃纤维；
IV、成型
成型是合成枕木固化的重要工序，浸渍过树脂的玻璃纤维进入滚动成型模具，而成型模具由上下两台可循环滚动的层压机和左右两台侧链循环装置组成，四面同步循环转动，模腔的高度和宽度可根据制品的需要在一定范围内进行调整，模具长度根据需要可控制在10～35米，运行速度与导纱速度相匹配，也控制在0.1～1m/min，在60～100℃之间可自动控温，控温精度为±5℃，完成在成型模具内发泡、固化、成型三个过程后送到模具外；
V、自动切割
制品从成型模具中脱摸后，通过一定长度的冷却平台，利用自动切割设备切割至要求尺寸，即得合成枕木。
所述的合成枕木的连续成型工艺，其玻璃纤维束数量多时，可采用多组纱架和导纱装置共同使用。
所述的合成枕木的连续成型工艺，其发泡机可以是双组分高压发泡机，或是低压聚氨酯发泡机，料罐设置加热及冷却装置并可控温。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：
本发明利用连续成型工艺制备合成枕木，实现了连续化和自动化生产，大大提高了生产效率，且制备的合成枕木综合性能优良，质量轻，性能稳定，界面均匀，力学性能优良，耐腐蚀性良好，在一定领域内，可作为木材及其它次承载结构的替代产品。
附图说明
图1是本发明的连续成型工艺示意图。
图中：1-导纱装置；2-发泡机注胶系统；3-均匀浸渍设备；4-成型模具；5-自动切割设备。
具体实施方式
结合图1和实施例对本发明作进一步阐述。
实施例1：
聚氨酯树脂发泡料配方：聚醚多元醇1(羟基数为3～8、分子量在1300以下)90，聚醚多元醇2(羟基数为2～3、分子量在2000～4000)10，催化剂0.01，硬泡硅油0.5，发泡剂0.2，阻燃剂5，防老剂0.1，异氰酸酯200。
连续成型工艺参数：运行速度        0.3m/min
                  浇注量          3kg/min
                  成型模具总长    20m
                  成型模具截面    230mm×70mm
成型温    80℃
按照本发明所述的连续成型工艺，设定上述参数后所制备的合成枕木其性能见下表。
Figure A20081014088800071
实施例2：
聚氨酯树脂发泡料配方：聚醚多元醇1(羟基数为3～8、分子量在1300以下)80，聚醚多元醇2(羟基数为2～3、分子量在2000～4000)20，催化剂0.05，硬泡硅油2，发泡剂0.5，阻燃剂15，防老剂0.3，异氰酸酯160。
连续成型工艺参数：运行速度          0.5m/min
                  浇注量            4kg/min
                  成型模具总长      20m
                  成型模具截面      200mm×100mm
                  成型温度          80℃
按照本发明所述的连续成型工艺，设定上述参数后所制备的合成枕木其性能见下表。
Figure A20081014088800081
实施例3：
聚氨酯树脂发泡料配方：聚醚多元醇1(羟基数为3～8、分子量在1300以下)60，聚醚多元醇2(羟基数为2～3、分子量在2000～4000)40，催化剂0.1，硬泡硅油3，发泡剂1.0，阻燃剂25，防老剂0.5，异氰酸酯115。
连续成型工艺参数：运行速度        0.8m/min
                  浇注量          6.4kg/min
                  成型模具总长    20m
                  成型模具截面    210mm×80mm
                  成型温度        80℃
按照本发明所述的连续成型工艺，设定上述参数后所制备的合成枕木其性能见下表。
Figure A20081014088800082
在上述三个实施例中，在其各自的聚氨酯树脂发泡料配方和连续成型工艺参数确定以后，其连续成型工艺共述如下：
合成枕木的连续成型工艺包含导纱、发泡机注胶、均匀浸渍、成型、自动切割五个工序，其中：
1、导纱：将1200Tex～9600Tex的任一种或几种玻璃纤维无捻粗纱通过单组纱架和导纱装置1引导至所需截面，运行速度参见各实施例。当玻璃纤维束数量较多时，也可采用多组纱架和导纱装置共同使用。
2、发泡机注胶：将上述各实施例的配方在发泡机中混合均匀后，以1～10
kg/min的流量均匀喷涂在纤维表面或内部。发泡机可以是双组分高压发泡机，或是低压聚氨酯发泡机，料罐设置加热及冷却装置并可控温。
3、均匀浸渍：均匀浸渍设备3由多组挤压辊和上、下移动辊构成，挤压高度和移动距离根据实际需要而确定，使聚氨酯树脂均匀浸渍玻璃纤维。
4、成型：成型是制备合成枕木的重要工序，浸渍过的玻璃纤维进入滚动成型模具4，而成型模具由上下两台可循环滚动的层压机和左右两台侧链循环装置组成，四面同步循环转动，模腔的高度和宽度可根据制品的需要在一定范围内进行调整，模具长度参见各实施例，运行速度与导纱速度相匹配，所设定温度可自动控温，控温精度为±5℃，完成在成型模具内发泡、固化、成型三个过程后送到模具外。
5、自动切割：制品从成型模具中脱摸后，通过一定长度的冷却平台，利用自动切割设备5切割至要求尺寸，即得合成枕木。

Claims (4)

1、一种合成枕木的配方，是以聚氨酯树脂和连续玻璃纤维为合成枕木的基体材料，其特征在于：其中聚氨酯树脂发泡料配方按份数配比如下：
聚醚多元醇1(羟基数为3～8、分子量在1300以下)60～90，聚醚多元醇2(羟基数为2～3、分子量在2000～4000)10～40，催化剂0.01～0.10，泡沫稳定剂0.5～3，发泡剂0.2～1.0，阻燃剂5～25，防老剂0.1～0.5，异氰酸酯115～200。
2、一种合成枕木的连续成型工艺，其特征在于：其包含导纱、发泡机注胶、均匀浸渍、成型、自动切割五个工序，各工序分述如下：
I、导纱
将1200Tex～9600Tex的任一种或几种玻璃纤维无捻粗纱通过单组纱架和导纱装置引导至所需截面，运行速度0.1～1m/min；
II、发泡机注胶
将聚醚多元醇1(羟基数为3～8，分子量在1300以下)60～90、聚醚多元醇2(羟基数为2～3、分子量在2000～4000)10～40、催化剂0.01～0.10、泡沫稳定剂0.5～3、发泡剂0.2～1.0、阻燃剂5～25、防老剂0.1～0.5、异氰酸酯115～200在发泡机中混合均匀后，以1～10kg/min的流量均匀喷涂在纤维表面或内部；
III、均匀浸渍
均匀浸渍设备由多组挤压辊和上、下移动辊构成，挤压高度和移动距离根据实际需要而确定，使聚氨酯树脂均匀浸渍玻璃纤维；
IV、成型
成型是合成枕木固化的重要工序，浸渍过树脂的玻璃纤维进入滚动成型模具，而成型模具由上下两台可循环滚动的层压机和左右两台侧链循环装置组成，四面同步循环转动，模腔的高度和宽度可根据制品的需要在一定范围内进行调整，模具长度根据需要可控制在10～35米，运行速度与导纱速度相匹配，也控制在0.1～1m/min，在60～100℃之间可自动控温，控温精度为±5℃，完成在成型模具内发泡、固化、成型三个过程后送到模具外；
V、自动切割
制品从成型模具中脱摸后，通过一定长度的冷却平台，利用自动切割设备切割至要求尺寸，即得合成枕木。
3、如权利要求2所述的合成枕木的连续成型工艺，其特征在于：其玻璃纤维束数量多时，可采用多组纱架和导纱装置共同使用。
4、如权利要求2所述的合成枕木的连续成型工艺，其特征在于：其发泡机可以是双组分高压发泡机，或是低压聚氨酯发泡机，料罐设置加热及冷却装置并可控温。
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