CN104669730A - 一种敞车下侧门用复合材料门板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种敞车下侧门用复合材料门板，由包含以下重量份的组分制成：预浸带95～99.9份；无纺布0.01～5份。制备方法如下：将预浸带按角度整齐铺层至既定厚度；在预浸带层的上下表面各加一层无纺布；把铺好的预浸带层和无纺布采用模压成型法制备得到敞车下侧门用复合材料门板。本发明的门板具有不生锈、耐腐蚀、抗变形、质轻、方便换修、且可回收的优点。

Description

一种敞车下侧门用复合材料门板及其制备方法
技术领域
本发明属于火车部件技术领域，尤其涉及一种敞车下侧门用复合材料门板及其制备方法。
背景技术
在我国目前的货运火车中，敞车约30万辆，占货车总数60%。钢制车门强度高、机械性能优异，但同时也存在着多个不足之处，如自重过大、易腐蚀、易生锈、受到撞击后容易产生形变，并且变形无法自行恢复等。尤其在北方冬季使用中，铁质车门容易冻结在一起，卸货时很难开启。而采用叉车和撬杠开启后，容易造成永久变形，影响后期使用。
针对这些问题，玻璃钢、改性塑料、甚至木材和竹材都作为备选材料进行了铁质车门的替代。然而，玻璃钢存在低温性能差、易开裂、无法回收循环使用的缺点，单一改性塑料的机械性能也很难承受复杂的火车运输路况。木材和竹材无法经受户外暴晒及雨水冲刷，使用寿命低。
因此，需要一种能够代替钢材的材料来制造车门，同时达到性能高、自重低、节能、使用方便等目的。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种不生锈、耐腐蚀、抗变形、质轻、方便换修、且可回收，能重复使用的敞车下侧门用复合材料门板。
本发明的另一个目的是提供一种上述敞车下侧门用复合材料门板的制备方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种敞车下侧门用复合材料门板，由包含以下重量份的组分制成：
预浸带    95～99.9份；
无纺布    0.01～5份。
所述预浸带为连续纤维增强热塑性树脂复合材料。
所述预浸带由以下重量份的热塑性树脂和连续纤维制成，
热塑性树脂    25～60份，
连续纤维      40～75份。
所述连续纤维优选为55～70份。
所述热塑性树脂选自聚丙烯（PP）、尼龙6（PA6）、尼龙66（PA66）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）中的一种或一种以上，优选为聚丙烯、尼龙6、聚对苯二甲酸乙二醇酯。
所述连续纤维选自碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、钢丝纤维中的一种或一种以上，优选为玻璃纤维。
所述无纺布选自针刺无纺布、热粘合无纺布或熔喷无纺布中的一种或一种以上，颜色选自红色、蓝色或黑色中的一种。
所述无纺布的克重为30～250g/m2。
本发明还提供了一种上述敞车下侧门用复合材料门板的制备方法，包括以下步骤：
将预浸带按角度整齐铺层至既定厚度；在预浸带层的上下表面各加一层无纺布；把铺好的预浸带层和无纺布采用模压成型法制备得到敞车下侧门用复合材料门板。
所述预浸带的铺层角度选自0°、-45°、90°、45°中的一种或一种以上。
所述预浸带的铺层总厚度为5～15mm。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
1、本发明的敞车下侧门用复合材料门板，可对连续纤维和树脂进行灵活、有效的组合。
2、本发明的敞车下侧门用复合材料门板，密度仅为1.3g/cm3，达到相同性能指标，与钢铁车门相比，减重50%。
3、本发明的敞车下侧门用复合材料门板，通过无纺布的方式进行着色，避免了金属车门采用喷漆方式所产生的污染。
4、本发明的敞车下侧门用复合材料门板，与敞车车体有很好的契合性，安装简便，耐腐蚀，不存在与车体冻结在一起的问题，方便冬季使用；具有良好的回弹性，不产生永久变形，避免撒落货物的缺点。
附图说明
图1为本发明提供的敞车下侧门用复合材料门板的铺层示意图。
其中，1为无纺布层，2为0°铺层，3为45°铺层，4为90°铺层，5为-45°铺层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
制备方法:
将预浸带按角度整齐铺层至既定厚度；在预浸带层的上下表面各加一层无纺布；把铺好的预浸带层和无纺布采用模压成型法制备得到敞车下侧门用复合材料门板。
按照表1的预浸带和无纺布准备材料，按照尺寸裁剪整齐，并按照铺层方式铺层至既定厚度；把铺好的预浸带层和无纺布采用模压成型法模压成型后，测试其性能如表2。
表1 实施例预浸带和无纺布配比
铺层方式如图1所示，1为无纺布层，2为0°铺层，3为45°铺层，4为90°铺层，5为-45°铺层。备注：每一铺层的方向用纤维方向与X轴方向的夹角表示，层与层之间用“/”分开，每一循环的全部铺层用“[]”括上；实施例按“[]”内的方式重复铺层，至设定厚度停止；下标数字2表示该角度重复进行2次铺层；下标英文表示纤维种类，C-碳纤维，K-芳纶纤维，G-玻璃纤维，S-钢丝纤维。
表2 实施例复合材料门板性能
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
预浸带：无纺布（重量份） 99.5:0.5 99:1 97:3 95:5 96:4
密度(g/cm3) 1.4 1.5 1.5 2.7 1.3
单门重量(kg) 31 30 15 36 21
横向弯曲模量(Gpa) 21 16 22 25 18
纵向弯曲模量(Gpa) 21 16 13 40 30
以上实施例中，采用复合材料门板，与原金属车门（密度7.8g/cm3，厚度5mm，单门重量50kg）相比，均实现了减重，且弯曲性能足以满足列车要求。在性能、成本等多方面因素综合考虑下，实施例1和实施例2为优选实施例。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种敞车下侧门用复合材料门板，其特征在于：由包含以下重量份的组分制成：
预浸带    95～99.9份；
无纺布    0.01～5份。
2.根据权利要求1所述的敞车下侧门用复合材料门板，其特征在于：所述预浸带为连续纤维增强热塑性树脂复合材料。
3.根据权利要求1所述的敞车下侧门用复合材料门板，其特征在于：所述预浸带由以下重量份的热塑性树脂和连续纤维制成，
热塑性树脂    25～60份，
连续纤维    40～75份。
4.根据权利要求3所述的敞车下侧门用复合材料门板，其特征在于：所述连续纤维为55～70份。
5.根据权利要求3所述的敞车下侧门用复合材料门板，其特征在于：所述热塑性树脂选自聚丙烯、尼龙6、尼龙66、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或一种以上，优选为聚丙烯、尼龙6、聚对苯二甲酸乙二醇酯。
6.根据权利要求3所述的敞车下侧门用复合材料门板，其特征在于：所述连续纤维选自碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、钢丝纤维中的一种或一种以上，优选为玻璃纤维。
7.根据权利要求3所述的敞车下侧门用复合材料门板，其特征在于：所述无纺布选自针刺无纺布、热粘合无纺布或熔喷无纺布中的一种或一种以上。
8.根据权利要求1所述的敞车下侧门用复合材料门板，其特征在于：所述无纺布的克重为30～250g/m2。
9.一种权利要求1至8任一所述的敞车下侧门用复合材料门板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
将预浸带按角度整齐铺层至既定厚度；在预浸带层的上下表面各加一层无纺布；把铺好的预浸带层和无纺布采用模压成型法制备得到敞车下侧门用复合材料门板。
10.根据权利要求9所述的敞车下侧门用复合材料门板的制备方法，其特征在于：所述预浸带的铺层角度选自0°、-45°、90°、45°中的一种或一种以上；所述预浸带的铺层总厚度为5～15mm。
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