CN106398329B - 一种铁路棚车用门挡板 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种铁路棚车用门挡板，在基体的外表面设置有抗冲击涂层和防腐蚀层，所述防腐蚀层设置在所述抗冲击涂层的外表面。在碳钢的外表面设置有抗冲击涂层，并且加覆了一层防腐蚀层，抗冲击层采用金属、陶瓷粉末复合材料制备，一方面具有陶瓷涂层良好的强度、硬度、抗冲击性能；另一方面添加的金属粉末作为粘结相增强了其与基体的粘结性，并且在其中添加的金属成分，在喷涂过程中产生了非晶相，结合其中添加的纳米成分，起到细化晶粒度、增强涂层致密性的作用，硬度得到了进一步的提高。

Description

一种铁路棚车用门挡板

技术领域

本发明涉及一种铁路货车用附件，尤其涉及一种铁路棚车用门挡板。

背景技术

棚车是由侧墙、端墙、地板和车顶组成，在侧墙上开有滑门和通风窗的铁路货车。用以装运贵重和怕日晒雨淋的货物。有的在车内安装火炉、烟囱、床板等，必要时可以运送人员和牲畜。现有的棚车用于运输煤炭等物品时门板主要是一种挡板结构，防止运输过程中货物外泄，并且能够承担一定程度的货物冲击和防腐蚀性能。门板外侧由于在运输过程中一直暴露在室外，因此也要具有一定的防晒和防雨性能。

但是目前的门板防晒、防腐方式主要采用涂刷防腐蚀涂料，随着使用时间的延长，1~2年便会出现腐蚀破坏，维修周期过短，增加了维护的成本。因此，研究一种具有抗冲击性能和防腐蚀性能的棚车门板具有重要的使用意义。

有鉴于上述现有的棚车门挡板存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型铁路棚车用门挡板，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的棚车门板存在的缺陷，而提供一种新型铁路棚车用门挡板，提高防腐蚀性能和抗冲击性能，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的铁路棚车用门挡板，在基体的外表面设置有抗冲击涂层和防腐蚀层，所述防腐蚀层设置在所述抗冲击涂层的外表面。

前述的铁路棚车用门挡板，所述的抗冲击涂层为无机材料复合涂层。

前述的铁路棚车用门挡板，所述无机材料复合涂层由如下组分组成，

2~20wt% 纳米陶瓷粉末

10~45wt% 金属粉末

35~80% 陶瓷粉末。

前述的铁路棚车用门挡板，所述纳米陶瓷粉末为纳米氧化锆、纳米碳化硅、纳米二氧化硅、纳米氧化铝或者纳米二氧化钛其中的任意一种或两种以上的混合物。

前述的铁路棚车用门挡板，所述金属粉末为Fe、Cr、Co、Ni、Mn、Mo其中任意两种或两种以上的混合物。

前述的铁路棚车用门挡板，所述陶瓷粉末为Al₂O₃、Si₃N₄、SiC、BN、WC、Cr₃C₂、WO、TiO₂其中任意两种或两种以上的混合物。

前述的铁路棚车用门挡板，在所述无机材料复合涂层中还添加有1~5Wt%的稀土金属元素和/或1~5Wt%的碱金属元素。

前述的铁路棚车用门挡板，所述防腐蚀层包括如下质量份的各组分，

不饱和聚酯树脂 20 ~65重量份；

固化剂 5~16重量份；

引发剂 3~12重量份；

促进剂 8~20重量份；

阻聚剂 1~6重量份；

一元醇 10~40重量份；

纤维增强材料 10~35重量份。

前述的铁路棚车用门挡板，所述促进剂为钴与N,N-二甲基苯胺的复合促进剂，其中钴含量为7%~15% 质量份。

前述的铁路棚车用门挡板，所述防腐蚀层的制备方法包括如下操作步骤，

1）按比例称取各组分材料；

2）将纤维增强材料加入一元醇中，混合搅拌，超声5~20min，100℃~150℃下烘干6h，得到经过表面处理的纤维增强材料；

3）将不饱和聚酯树脂、固化剂、引发剂、促进剂、阻聚剂依次加入高速混合机中，高速混合均匀，加热120℃~180℃，静置，完成初步固化，加入经表面处理的纤维增强材料，低速搅拌；温度降低至130℃~150℃再加入固化剂和引发剂，升温至190℃~220℃，静置，得到目标产物。

作为优选的，不饱和聚酯树脂为乙烯基酯树脂，所述固化剂为间苯二胺或者二乙烯三胺；所述引发剂为十二烷基二甲基叔胺；所述一元醇为正丁醇或苯甲醇；纤维增强材料为玻璃纤维或者PE纤维。

借由上述技术方案，本发明的铁路棚车用门挡板至少具有下列优点：

本发明的铁路棚车用门挡板选用常规的碳钢作为基体材料，制备成本较低，为了提高材料的防腐蚀性能和抗冲击性，在碳钢的外表面设置有抗冲击涂层，并且加覆了一层防腐蚀层，抗冲击层采用金属、陶瓷粉末复合材料制备，一方面具有陶瓷涂层良好的强度、硬度、抗冲击性能；另一方面添加的金属粉末作为粘结相增强了其与基体的粘结性，并且在其中添加的金属成分，在喷涂过程中产生了非晶相，结合其中添加的纳米成分，起到细化晶粒度、增强涂层致密性的作用，硬度得到了进一步的提高，进而提高了其韧性和抗冲击性能，在使用过程中能够有效抵抗运输货物的冲击；防腐蚀层的主体材料采用不饱和聚酯树脂材料，具有良好的溶解性，采用间苯二胺、二乙烯三胺固化剂，配合初步固化温度120℃~180℃，同时在固化进行到初步凝聚时继续加入适量的固化剂和引发剂，调整固化的速率；第二部固化温度190℃~220℃，在此温度下保证固化能够进行到最大的限度，加入玻璃纤维起到良好的增韧效果，并且一元醇的加入起到封端作用，增强材料的抗碱性腐蚀性能；本发明的固化剂-引发剂体系针对高温固化具有良好的固化效果，形成的测试端口不仅具有良好的抗腐蚀性能，同时耐高温、高压；并且本发明在固化反应的最后阶段加入阻聚剂，在阻聚剂的作用下固化反应进行的更加彻底。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,对依据本发明提出的铁路棚车用门挡板其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

实施例1

本发明的铁路棚车用门挡板，选用普通碳钢作为基体，在基体的外表面设置有抗冲击涂层，抗冲击涂层涂覆防腐蚀层。

抗冲击涂层由如下组分组成，6wt%纳米氧化锆，8wt%纳米二氧化硅，12wt% Fe、9wt%Co、8wt%Ni，38%Si₃N₄、15%WO和4Wt%Dy。采用超音速火焰喷涂技术在基体表面制备一层厚度为20μm的抗冲击涂层。

防腐蚀层包括如下质量份的各组分，20重量份乙烯基酯树脂不饱和聚酯树脂，9重量份间苯二胺固化剂，3重量份十二烷基二甲基叔胺引发剂，8重量份钴与N,N-二甲基苯胺的复合促进剂，其中钴含量为10% 质量份，5重量份市售阻聚剂，30重量份苯甲醇，25重量份玻璃纤维。

防腐蚀层的制备方法包括如下操作步骤，

1）按比例称取各组分材料；

2）将纤维增强材料加入一元醇中，混合搅拌，超声10min，100℃下烘干6h，得到经过表面处理的纤维增强材料；

3）将不饱和聚酯树脂、固化剂、引发剂、促进剂、阻聚剂依次加入高速混合机中，高速混合均匀，加热160℃，静置，完成初步固化，加入经表面处理的纤维增强材料，低速搅拌；温度降低至130℃再加入固化剂和引发剂，升温至220℃，静置，采用涂刷的方法将材料涂刷在抗冲击涂层的外表面，重复两遍，得到目标产物。

实施例2

本发明的铁路棚车用门挡板，选用普通碳钢作为基体，在基体的外表面设置有抗冲击涂层，抗冲击涂层涂覆防腐蚀层。

抗冲击涂层由如下组分组成，6wt%纳米氧化锆、8wt%纳米二氧化硅、6wt%纳米氧化铝，9wt% Fe、11wt% Co、10wt% Mn，37%WO、10%Cr₃C₂，1Wt%Dy和2Wt%Na。采用超音速火焰喷涂技术在基体表面制备一层厚度为28μm的抗冲击涂层。

防腐蚀层包括如下质量份的各组分，20重量份乙烯基酯树脂不饱和聚酯树脂，5重量份二乙烯三胺固化剂，12重量份十二烷基二甲基叔胺引发剂，15重量份钴与N,N-二甲基苯胺的复合促进剂，其中钴含量为12% 质量份，3重量份市售阻聚剂，27重量份正丁醇，18重量份PE纤维。

防腐蚀层的制备方法包括如下操作步骤，

1）按比例称取各组分材料；

2）将纤维增强材料加入一元醇中，混合搅拌，超声20min，150℃下烘干6h，得到经过表面处理的纤维增强材料；

3）将不饱和聚酯树脂、固化剂、引发剂、促进剂、阻聚剂依次加入高速混合机中，高速混合均匀，加热180℃，静置，完成初步固化，加入经表面处理的纤维增强材料，低速搅拌；温度降低至150℃再加入固化剂和引发剂，升温至190℃，静置，采用涂刷的方法将材料涂刷在抗冲击涂层的外表面，重复两遍，得到目标产物。

实施例1和2制备的门板材料性能验证结果如表1所示。其中硬度为洛氏硬度，随机选取3个点去其平均值得到；剥落试验在室温下、280nm紫外光连续照射80h测得。

表1 性能验证结果

项目	实施例1	实施例2
			硬度HV	820	910
剥落试验	未损伤	未损伤
			抗冲击性	1200KJ/m<sup>2</sup>	1400KJ/m<sup>2</sup>

通过上述的实验结果可以发现本发明制备的铁路棚车用门挡板材料具有良好的防腐蚀、抗冲击性能，能够满足货车运输过程中的使用需求，维护周期短。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种铁路棚车用门挡板，其特征在于：在基体的外表面依次设置有抗冲击涂层和防腐蚀层两层，所述防腐蚀层设置在所述抗冲击涂层的外表面；所述防腐蚀层由如下质量份的各组分组成，

不饱和聚酯树脂 20 ~65重量份；

固化剂 5~16重量份；

引发剂 3~12重量份；

促进剂 8~20重量份；

阻聚剂 1~6重量份；

一元醇 10~40重量份；

纤维增强材料 10~35重量份；

所述促进剂为钴与N,N-二甲基苯胺的复合促进剂，其中钴含量为7wt%~15wt%；所述的抗冲击涂层为无机材料复合涂层；所述无机材料复合涂层由如下组分组成，

2~20wt% 纳米陶瓷粉末

10~45wt% 金属粉末

35~80wt% 陶瓷粉末；

所述纳米陶瓷粉末为纳米氧化锆、纳米碳化硅、纳米二氧化硅、纳米氧化铝或者纳米二氧化钛其中的任意一种或两种以上的混合物；所述金属粉末为Fe、Cr、Co、Ni、Mn其中两种以上的混合物；所述陶瓷粉末为Al₂O₃、Si₃N₄、BN、WO、TiO₂其中两种以上的混合物；在所述无机材料复合涂层中还添加有1~5wt%的稀土金属元素和/或1~5wt %的碱金属元素。

2.根据权利要求1所述的铁路棚车用门挡板，其特征在于：所述防腐蚀层的制备方法包括如下操作步骤，

1）按比例称取各组分材料；

2）将纤维增强材料加入一元醇中，混合搅拌，超声5~20min，100℃~150℃下烘干6h，得到经过表面处理的纤维增强材料；

3）将不饱和聚酯树脂、固化剂、引发剂、促进剂、阻聚剂依次加入高速混合机中，高速混合均匀，加热120℃~180℃，静置，完成初步固化，加入经表面处理的纤维增强材料，低速搅拌；温度降低至130℃~150℃再加入固化剂和引发剂，升温至190℃~220℃，静置，得到目标产物。