CN113910732A - 一种铁路平车用复合板材及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种铁路平车用复合板材，包括承载层和设置在承载层一侧的加强层；所述承载层由木材颗粒增强的发泡聚氨酯制成；所述加强层由金属材料或复合材料制成。本发明还提供一种铁路平车用复合板材，包括上述承载层和加强层，还包括设置在所述承载层另一侧、用于直接与货物接触的耐磨层，所述耐磨层由弹性体材料制成。本发明还提供上述铁路平车用复合板材的制备方法及其应用。相较现有技术，本发明提供的铁路平车用复合板材密度小，但承载性能和握钉性能更好；而且成本低廉、环境友好。
Description
技术领域
本发明属于复合板材技术领域，具体涉及一种铁路平车用复合板材及其制备方法和应用。
背景技术
铁路平车是铁路运输的重要装备之一，主要用于运送钢材、木材、汽车、机械装备等体积或重量较大的货物，也可借助集装箱运送其他货物。长期以来铁路平车地板采用木结构，是货物承载、装载加固的车体主要部件，既满足了较好的承载力学强度，又提供了优异的摩擦、握钉等性能。但是由于木材容易燃烧、腐烂、开裂和湿涨等内在属性缺陷以及铁路运输环境复杂等原因，在实际使用过程中存在较多问题，主要有以下四方面的问题：(1)木地板损坏带来较多安全隐患；(2)使用寿命短、修换率高，无法满足车辆检修要求，且综合维修成本高；(3)因木地板燃烧引发的火灾事故时有发生；(4)木材资源短缺、环境压力大。
为此，现有技术提出了一系列改进。如公开号CN106671526 A的中国发明专利申请“一种纤维增强复合板、其制备方法和应用”公开了一种用于铁路平车地板的纤维增强复合板，包括：工作层和复合在所述工作层上的加强层；所述工作层由短切纤维增强聚氨酯发泡材料制成；所述加强层由连续纤维增强树脂复合材料制成。所述工作层和加强层通过胶粘剂相复合。又如授权公告号CN 206475517U、公告日2017年9月8日的实用新型专利“一种铁路平车用复合材料地板”，披露了一种铁路平车用复合材料地板，包括：工作层，设置在所述工作层的一侧、用于直接与待载重物接触的喷涂层，与所述工作层的另一侧通过胶粘剂相固定的加强层；所述工作层为玻璃纤维增强的聚氨酯发泡结构；所述喷涂层的材料为聚脲。
上述复合板或复合材料地板作为平车地板的使用，有效的解决了既有木结构地板的主要缺陷，但也存在一些不足之处。主要如下：(1)各层结构原材料成本高，且需要逐一成型，工艺繁琐，导致地板制造成本较高；(2)地板含有大量玻璃纤维，在生产和使用过程中对人体皮肤和呼吸道产生较大刺激，有损身体健康，并且地板损坏后玻璃纤维难以回收，在自然环境中不能分解，不利于环保；(3)密度是既有木结构地板的1.2倍以上，会增加铁路平车的自重，无法满足所有铁路平车车型的使用要求；(4)使用寿命到期后无法回收再利用，后期处理难度大，对环境压力较大。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种铁路平车用复合板材及其制备方法。该复合板材的生产工艺简易、制造成本低，压缩、弯曲、握钉力以及摩擦系数等地板关键性能优于现有技术(公开号CN106671526 A)的复合板材，使用寿命是既有木结构地板的2倍以上，满足车辆检修要求，且该复合板材制造、安装和使用过程中绿色环保，地板使用后可回收再利用。
本发明的目的在于提供一种铁路平车用复合板材，包括承载层和设置在承载层一侧的加强层；所述承载层由木材颗粒增强的发泡聚氨酯制成，厚度55-75mm。
所述承载层可以作为平车地板承载货物的主要结构使用，也可作为地板的垫木使用。
所述加强层与铁路平车垫木直接接触。
优选地，基于所述承载层总重量，所述木材颗粒的重量百分比为35％-85％；更优选为65％-80％。
优选地，所述木材颗粒的长度为5-20mm，宽度为2-5mm。
优选地，所述木材颗粒选自回收的旧木材、木材加工后的边角料和/或原木树枝经破碎加工后制得的木材颗粒。
以上木料的再使用能够实现资源的最大化利用，还能减少对环境造成的污染。与玻璃纤维相比，木材颗粒制得的复合板材在承载能力、握钉性能、摩擦系数以及原料成本等方面的优势显著。
更优选地，所述木材颗粒经改性处理，改性处理的操作包括：在常温常压条件下，将所述木材颗粒完全浸渍在改性液中1-24h，取出滤干后在100-110℃温度下干燥1-24h；
其中，所述改性液包括水和选自水溶性酚醛树脂、聚乙二醇、乙酸酐和防腐剂中的一种或任意比例的多种。
优选地，所述水溶性酚醛树脂在所述改性液中的质量百分比含量可以是2％-35％；所述聚乙二醇在所述改性液中的质量百分比含量可以是5％-40％；所述乙酸酐在所述改性液中的质量百分比含量可以是2％-20％；所述防腐剂在所述改性液中的质量百分比含量可以是5％-20％。
作为一种优选的实施方案，所述改性液包括如下质量百分比的组分：
水溶性酚醛树脂2％-35％、聚乙二醇5％-40％、乙酸酐2％-20％、防腐剂5％-20％和余量的水。
优选地，所述聚乙二醇数均分子量为300-1200。
优选地，所述防腐剂为水载型防腐剂，选自ACQ(季铵铜)、SBX(硼酸盐氧化物)、CuAz(铜唑)、DDAC(烷基氨化合物)、AAC(烷基氨化合物)或CC(柠檬酸铜)。
优选地，所述发泡聚氨酯为硬质闭孔聚氨酯泡沫，由A料和B料组成，重量比为：
A:B＝100:100-120；
其中，所述A料为多亚甲基多苯基异氰酸酯PR200，基于所述B料总重量，B料包括硬泡聚醚多元醇75％-85％，阻燃剂11.5％-18.5％，泡沫稳定剂1.5％-2.5％，水1.5％-2.5％和余量的催化剂。
作为一个优选的实施方案，所述发泡聚氨酯由质量比100:100的A料和B料组成，其中，A料为多亚甲基多苯基异氰酸酯PR200，基于所述B料总重量，B料由硬泡聚醚多元醇80％，阻燃剂15％，泡沫稳定剂2％，水2％和余量的催化剂组成。
所述阻燃剂为有机类阻燃剂，选自TCPP、TCEP或TMMP。
所述泡沫稳定剂为有机硅类表面活性剂。
所述催化剂选自叔胺类催化剂或者有机金属催化剂中的一种。
上述阻燃剂、泡沫稳定剂和催化剂都可以通过公开的途径购买到。
优选地，所述加强层厚度0.5-10mm，由金属材料或复合材料制成。
优选地，所述金属材料选自不锈钢、铝、铝合金、铜、铜合金、镀锌板和镀锡板中的一种或多种；更优选为镀锌板或镀锡板。
优选地，所述复合材料为经连续纤维增强的PE、PP、PVC、PA、PU、PS、ABS、PC、POM或PBT材料，所述连续连续选自竹纤维、麻纤维、铁纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维、尼龙纤维和玻璃纤维中的一种或多种。
作为一个优选的实施方案，所述加强层与所述承载层接触的一面上有加强筋，所述加强筋嵌入到所述承载层内。
优选地，所述加强筋在所述加强层上均匀间隔分布。
作为一个优选的实施方案，本发明所述加强层由连续纤维增强的PU复合材料制成，厚度为2-10mm；所述加强层与所述承载层接触的一面上有与加强层一体成型且均匀间隔分布的加强筋，所述加强筋嵌入到所述承载层内，宽度1-20mm，高度1-30mm。
所述连续纤维增强的PU复合材料可以是市售的通过拉挤模压方式成型的连续纤维增强的PU复合材料。
作为另一个优选的实施方案，本发明所述加强层由金属材料制成，厚度0.5-5mm；所述加强层与所述承载层接触的一面上有均匀间隔分布的加强筋，所述加强筋嵌入到所述承载层内；所述加强筋和加强层一体成型或焊接成型，宽度1-15mm，高度1-20mm。
为提高地板耐磨性和增加表面摩擦系数，作为一个优选的实施方案，本发明还提供一种铁路平车用复合板材，包括上述承载层和加强层，还包括设置在所述承载层的一侧、用于直接与货物接触的耐磨层，厚度1-3mm，由弹性体材料制成。
优选地，所述弹性体材料选自聚氨酯弹性体、TPR热塑性橡胶、TPE热塑性弹性体和TPEE热塑性聚酯弹性体中的一种或多种复合。
更优选地，所述耐磨层的弹性体材料为聚氨酯弹性体。
优选地，所述聚氨酯弹性体包括预聚体组合物和扩链剂；其中，所述预聚体组合物包括聚醚多元醇、阻燃剂和甲苯二异氰酸酯，所述扩链剂为3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷。
优选地，以所述聚氨酯弹性体的总重量为基准，所述聚氨酯弹性体包括聚醚多元醇60％-70％、阻燃剂8％-10％、甲苯二异氰酸酯13％-19％和余量的3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷。
优选地，所述聚醚多元醇、阻燃剂和甲苯二异氰酸酯在70-80℃温度下反应2-3h，得到所述预聚体组合物。
优选地，所述阻燃剂为有机类阻燃剂，选自TCPP、TCEP或TMMP。
本发明提供的所述铁路平车用复合板材包括两种结构：
(1)所述承载层和所述加强层，或
(2)所述耐磨层、所述承载层和所述加强层。
上述各层都可以包括聚氨酯(PU)，但是如上面所定义的，三层的聚氨酯具体组分不同。
本发明的另一个目的在于提供上述铁路平车用复合板材的制备方法，所述铁路平车用复合板材包括所述承载层和所述加强层，所述制备方法包括：
I.木材颗粒的改性
将水与水溶性酚醛树脂、聚乙二醇、乙酸酐和防腐剂中的一种或多种按所述质量比混合，制成改性液；在常温常压条件下，将木材颗粒完全浸渍在改性液中1-24h，取出滤干后在100-110℃温度下干燥1-24h，得到改性木材颗粒；
II.发泡料的制备
按照重量配比，将所述发泡聚氨酯的各原料和步骤I得到的改性木材颗粒混合均匀，即得到发泡料；
III.加强层准备
加强层材料剪裁成需要的尺寸，对加强层接触承载层的表面进行喷砂处理；
IV.复合板材的成型
首先在模具腔内均匀喷涂适量的脱模剂；再把步骤III得到的加强层放置在模具的模腔底部，喷砂处理的一面朝上；然后将步骤II得到的发泡料导入模腔中；最后模具合模后加热至40℃-80℃、保温40-120min，待发泡料固化成型后脱模，并在40-60℃环境下熟化6-24h，即得所述铁路平车用复合板材。
优选地，所述步骤III中加强层由连续纤维增强的聚氨酯复合材料、镀锌板或镀锡板制成。
优选地，所述步骤III中，所述加强层接触承载层的一面用60目白玉刚喷砂至粗糙度6.3-12.5。
本发明的还有一个目的在于提供上述铁路平车用复合板材的制备方法，所述铁路平车用复合板材包括所述耐磨层、所述承载层和所述加强层，所述制备方法包括：
I.木材颗粒的改性
将水与水溶性酚醛树脂、聚乙二醇、乙酸酐和防腐剂中的一种或多种按所述质量比混合，制成改性液；在常温常压条件下，将木材颗粒完全浸渍在改性液中1-24h，取出滤干后在100-110℃温度下干燥1-24h，得到改性木材颗粒；
II.发泡料的制备
按照重量配比，将所述发泡聚氨酯的各原料和步骤I得到的改性木材颗粒混合均匀，即得到发泡料；
III.加强层准备
加强层材料剪裁成需要的尺寸，对加强层接触承载层的表面进行喷砂处理；
IV.耐磨层准备
包括聚氨酯弹性体胶片的制备和活化，按照重量配比，将所述预聚体组合物和扩链剂在90-100℃下混合搅拌均匀，然后110-130℃下离心浇注得到聚氨酯弹性体胶片，所述聚氨酯弹性体胶片的一面用60目砂纸打磨至粗超度3.2-6.3，得到活化的聚氨酯弹性体胶片；
V.复合板材的成型
首先在模具腔内均匀喷涂适量的脱模剂；再把步骤III得到的加强层放置在模具的模腔底部，喷砂处理的一面朝上；然后将步骤II得到的发泡料导入模腔中，再将步骤IV得到的活化处理后的聚氨酯弹性体胶片放置在发泡料顶部，打磨的一面朝下与发泡料接触；最后模具合模后加热至40℃-80℃、保温40-120min，待发泡料固化成型后脱模，并在40-60℃环境下熟化6-24h，即得所述铁路平车用复合板材。
优选地，所述步骤III中加强层由连续纤维增强的聚氨酯复合材料、镀锌板或镀锡板制成。
优选地，所述步骤III中，所述加强层接触承载层的一面用60目白玉刚喷砂至粗糙度6.3-12.5。
本发明还有一个目的在于提供上述铁路平车用复合板材或通过上述方法制备得到的铁路平车用复合板材用作铁路平车地板的用途。
本发明提供一种新的铁路平车用复合板材，包括木材颗粒增强的聚氨酯发泡材料制成的承载层，相较玻璃纤维增强的聚氨酯发泡层(公开号CN106671526 A)，具有如下优势：(1)密度更小，但承载性能和握钉性能更好，实现了复合板材轻质化，使平车拥有更大的运载能力，节能减排；(2)制造成本低廉，与现有的玻璃纤维增强的平车用复合板材比较，成本只有原来的30％；(3)安全性和环保性好，避免了玻璃纤维生产和使用过程中损害人员健康、严重污染环境、在自然环境中难以分解等弊端。
本发明提供的铁路平车用复合板材，还可以包括聚氨酯耐磨层。该耐磨层与铁路平车运载的货物直接接触；由于聚氨酯层与货物之间摩擦系数大，有助于货物的固定。
本发明提供的铁路平车用复合板材，还包括金属材料制成的加强层，能更好的起到支撑作用，提高铁路平车地板的承载能力。金属材料原料便宜，可以降低铁路平车地板的制造成本。
本发明提供的铁路平车用复合板材，一次模制成型，不需要粘接复合工艺，工艺简单、绿色环保，具有良好的推广价值。
具体实施方式
以下参照具体的实施例来说明本发明。本领域技术人员能够理解，这些实施例仅用于说明本发明，其不以任何方式限制本发明的范围。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的原料，如无特殊说明，均为市售购买产品。
实施例1一种铁路平车用复合板材
本实施例的铁路平车用复合板材包括承载层，设置在所述承载层的一侧、用于直接与待载重物接触的耐磨层，和设置在承载层另一侧的加强层，所述加强层与所述承载层接触的一面上有均匀间隔的加强筋，所述加强筋嵌入到所述承载层内，且与加强层一体成型；
所述承载层由木材颗粒增强的聚氨酯发泡材料制成，厚64mm。基于所述承载层总重量，所述木材颗粒占70％。所述木材颗粒长度5-20mm，宽度2-5mm。所述木材颗粒经过改性处理。所述承载层的原料组成为：
所述耐磨层由聚氨酯弹性体制成，厚2mm；所述聚氨酯弹性体的原料组成为：
所述加强层为市售的带有加强筋的连续玻璃纤维增强的聚氨酯复合材料，厚4mm(不包括加强筋)；所述加强筋高度11mm，宽度8mm。
本实施例的铁路平车用复合板材通过如下方法制备:
I.木材颗粒的改性
将38％水与20％水溶性酚醛树脂、20％聚乙二醇(数均分子量500)、10％乙酸酐和12％防腐剂ACQ按质量比混合调制成改性液，在常温常压条件下，将木材颗粒完全浸渍在改性液中12h，取出滤干后在100℃温度下干燥12h得到改性木材颗粒。
II.发泡料的制备
按照上述重量份，将聚氨酯发泡原料和步骤I得到的改性木材颗粒混合均匀，即得。
III.加强层准备
加强层材料剪裁成需要的尺寸，其中带有加强筋的一面用60目白玉刚喷砂至粗糙度6.3-12.5。
IV.耐磨层准备
将聚四氢呋喃二醇(Mn＝1500)、阻燃剂TCEP和甲苯二异氰酸酯按照上述重量份混合，在80℃下反应2h，得到预聚体组合物。
将90.5份预聚体组合物和9.5份3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷在95℃下混合搅拌均匀，后120℃下离心浇注得到聚氨酯弹性体胶片。
所述聚氨酯弹性体胶片的一面用60目砂纸打磨至粗糙度3.2-6.3，得到活化的聚氨酯弹性体胶片。
V.复合板材的成型
①在模具腔内均匀喷涂适量的脱模剂；②把步骤III得到的加强层放置在模具的模腔底部，喷砂处理的一面朝上；③将步骤II得到的发泡料导入模腔中，并将步骤IV得到的活化处理后的聚氨酯弹性体胶片放置在发泡料顶部，打磨的一面朝下与发泡料接触；④模具合模，加热至50℃、保温60min，待发泡料固化成型后脱模，并在45℃环境下熟化16h，即得所述铁路平车用复合板材。
实施例2：一种铁路平车用复合板材
本实施例的铁路平车用复合板材，结构与实施例1的复合板材基本相同，不同之处在于没有耐磨层，只有所述承载层和加强层，所述承载层和加强层的原料组成与实施例1相同；通过如下方法制备：
I.-III.与实施例1的步骤I.-III.相同；
IV.复合板材的成型
①在模具腔内均匀喷涂适量的脱模剂；②把步骤III得到的加强层放置在模具的模腔底部，喷砂处理的一面朝上；③将步骤II得到的发泡料导入模腔中；④模具合模，加热至50℃、保温60min，待发泡料固化成型后脱模，并在45℃环境下熟化16h，即得所述铁路平车用复合板材。
实施例3：一种铁路平车用复合板材
本实施例的铁路平车用复合板材包括承载层，设置在所述承载层的一侧、用于直接与待载重物接触的耐磨层，和设置在承载层另一侧的加强层，所述加强层与所述承载层接触的一面上有均匀间隔的加强筋，所述加强筋嵌入到所述承载层内，且与加强层一体成型；
所述承载层由木材颗粒增强的聚氨酯发泡材料制成，厚66.3mm。基于所述承载层总重量，所述木材颗粒占78％。所述木材颗粒长度5-20mm，宽度2-5mm。所述木材颗粒经过改性处理。所述承载层的原料组成为：
所述耐磨层由聚氨酯弹性体制成，厚3mm；所述聚氨酯弹性体的原料组成为：
所述加强层由具有均匀间隔分布的加强筋的镀锌板制成，厚0.7mm(不包括加强筋)，所述加强筋高度11mm，宽13mm。
本实施例的铁路平车用复合板材通过如下方法制备:
I.木材颗粒的改性
将43％水与20％水溶性酚醛树脂、25％聚乙二醇(数均分子量1000)和12％防腐剂SBX按质量比混合调制成改性液，在常温常压条件下，将木材颗粒完全浸渍在改性液中10h，取出滤干后在110℃温度下干燥12h得到改性木材颗粒。
II.发泡料的制备
按照重量份，将聚氨酯发泡原料和步骤I得到的改性木材颗粒混合均匀，即得。
III.加强层准备
将镀锌板剪裁成需要的尺寸，在镀锌板带有加强筋的一面用60目白玉刚喷砂至粗糙度6.3-12.5。
IV.耐磨层准备
将62份聚四氢呋喃二醇(Mn＝1000)、9份阻燃剂TCPP和18份甲苯二异氰酸酯在80℃下反应2h，得到预聚体组合物。
将89份预聚体组合物和11份3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷在95℃下混合搅拌均匀，后120℃下离心浇注得到聚氨酯弹性体胶片。
所述聚氨酯弹性体胶片的一面用60目砂纸打磨至粗糙度3.2-6.3，得到活化的聚氨酯弹性体胶片。
Ⅴ.复合板材的成型
①在模具腔内均匀喷涂适量的脱模剂；②把步骤III得到的加强层放置在模具的模腔底部，喷砂处理的一面朝上；③将步骤II得到的发泡料导入模腔中，并将步骤IV得到的活化处理后的聚氨酯弹性体胶片放置在发泡料顶部，打磨的一面朝下与发泡料接触；④模具合模，加热至70℃、保温45min，待发泡料固化成型后脱模，并在60℃环境下熟化14h，即得所述铁路平车用复合板材。
实施例4一种铁路平车用复合板材
本实施例的铁路平车用复合板材，结构与实施例3的复合板材基本相同，不同之处在于没有耐磨层，只有所述承载层和加强层，所述承载层和加强层的原料组成与实施例3相同；通过如下方法制备：
I.-III.与实施例3的步骤I.-III.相同；
IV.复合板材的成型
①在模具腔内均匀喷涂适量的脱模剂；②把步骤III得到的加强层放置在模具的模腔底部，喷砂处理的一面朝上；③将步骤II得到的发泡料导入模腔中；④模具合模，加热至70℃、保温45min，待发泡料固化成型后脱模，并在60℃环境下熟化14h，即得所述铁路平车用复合板材。
对比例1一种铁路平车用复合板材
本对比例的铁路平车用复合板材结构与实施例1的基本相同，不同之处在于发泡层原料由玻璃纤维、PR200、硬泡聚醚多元醇YD464、阻燃剂TCEP、泡沫稳定剂B8404、水和催化剂A33构成。本对比例的铁路平车用复合板材通过如下方法制备:
I.发泡料的制备
按照重量份，将聚氨酯发泡原料和玻璃纤维混合均匀，即得；其中
II.加强层准备
加强层采用市售的带有加强筋的连续玻璃纤维增强的聚氨酯复合材料，剪裁成需要的尺寸，其中带有加强筋的一面用60目白玉刚喷砂至粗糙度6.3-12.5；
III.复合板材的毛坯成型
在模具腔内均匀喷涂适量的脱模剂；把步骤II得到的加强层放置在模腔底部，喷砂处理的一面朝上；将步骤I得到的发泡料导入模腔中；模具合模，加热至50℃、保温50min，待发泡料固化成型后脱模，并在45℃环境下熟化16h，即得所述铁路平车用复合板材毛坯。
IV.复合板材的工作表面喷涂
将步骤III得到的复合板材毛坯上表面打磨至粗糙度6.3-12.5，采用市售聚脲进行表面喷涂防护，室温养护5天，即得所述铁路平车用复合板材。测试例：本发明实施例和对比例的铁路平车用复合板材的性能测定
参照“铁路平车复合材料地板暂行技术条件”的规定进行测试，结果见表1。
表1本发明实施例和对比例的铁路平车用复合板材的性能测定结果
| 测试项目 | 对比例1 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 密度(g/cm<sup>3</sup>) | 0.61 | 0.49 | 0.48 | 0.51 | 0.50 |
| 弯曲强度(MPa) | 168 | 194 | 196 | 200 | 210 |
| 整体弯曲载荷(KN) | 44 | 62 | 65 | 45 | 47 |
| 压缩强度(MPa) | 8.0 | 9.5 | 9.7 | 10.0 | 10.3 |
| 冲击强度(摆锤能量50J) | 不断 | 不断 | 不断 | 不断 | 不断 |
| 握钉力(N/mm) | 11.4 | 22.7 | 22.9 | 23.2 | 23.0 |
| 重复握钉力(N/mm) | 8.6 | 14.4 | 14.0 | 15.7 | 15.3 |
| 氧指数 | 32 | 30 | 30 | 30 | 30 |
Claims (10)
1.一种铁路平车用复合板材，包括承载层和设置在承载层一侧的加强层；所述承载层由木材颗粒增强的发泡聚氨酯制成，厚度55-75mm。
2.根据权利要求1所述的铁路平车用复合板材，其特征在于，基于所述承载层总重量，所述木材颗粒的重量百分比为35％-85％；更优选为65％-80％；
优选地，所述木材颗粒的长度为5-20mm，宽度为2-5mm；
优选地，所述木材颗粒选自回收的旧木材、木材加工后的边角料和/或原木树枝经破碎加工后制得的木材颗粒。
3.根据权利要求1或2所述的铁路平车用复合板材，其特征在于，所述木材颗粒经改性处理，改性处理的操作包括：在常温常压条件下，将所述木材颗粒完全浸渍在改性液中1-24h，取出滤干后在100-110℃温度下干燥1-24h；
其中，所述改性液包括水和选自水溶性酚醛树脂、聚乙二醇、乙酸酐和防腐剂中的一种或任意比例的多种；
优选地，所述水溶性酚醛树脂在所述改性液中的质量百分比含量是2％-35％；所述聚乙二醇在所述改性液中的质量百分比含量是5％-40％；所述乙酸酐在所述改性液中的质量百分比含量是2％-20％；所述防腐剂在所述改性液中的质量百分比含量是5％-20％；
优选地，所述改性液包括如下质量百分比的组分：
水溶性酚醛树脂2％-35％、聚乙二醇5％-40％、乙酸酐2％-20％、防腐剂5％-20％和余量的水；
优选地，所述聚乙二醇数均分子量为300-1200；
优选地，所述防腐剂为水载型防腐剂，选自ACQ、SBX、CuAz、DDAC、AAC或CC。
4.根据权利要求1所述的铁路平车用复合板材，其特征在于，所述发泡聚氨酯为硬质闭孔聚氨酯泡沫，由A料和B料组成，重量比为：
A:B＝100:100-120；
其中，所述A料为多亚甲基多苯基异氰酸酯PR200，基于所述B料总重量，B料包括硬泡聚醚多元醇75％-85％，阻燃剂11.5％-18.5％，泡沫稳定剂1.5％-2.5％，水1.5％-2.5％和余量的催化剂；
优选地，所述发泡聚氨酯由质量比100:100的A料和B料组成，其中，A料为多亚甲基多苯基异氰酸酯PR200，基于所述B料总重量，B料由硬泡聚醚多元醇80％，阻燃剂15％，泡沫稳定剂2％，水2％和余量的催化剂组成；
优选地，所述阻燃剂为有机类阻燃剂，选自TCPP、TCEP或TMMP；
优选地，所述泡沫稳定剂为有机硅类表面活性剂；
优选地，所述催化剂选自叔胺类催化剂或者有机金属催化剂中的一种。
5.根据权利要求1所述的铁路平车用复合板材，其特征在于，所述加强层厚度0.5-10mm，由金属材料或复合材料制成；
优选地，所述金属材料选自不锈钢、铝、铝合金、铜、铜合金、镀锌板和镀锡板中的一种或多种；更优选为镀锌板或镀锡板；
优选地，所述复合材料为经连续纤维增强的PE、PP、PVC、PA、PU、PS、ABS、PC、POM或PBT材料，所述连续纤维选自竹纤维、麻纤维、铁纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维、尼龙纤维和玻璃纤维中的一种或多种；
还优选地，所述加强层与所述承载层接触的一面上有加强筋，所述加强筋嵌入到所述承载层内；
优选地，所述加强筋在所述加强层上均匀间隔分布。
6.根据权利要求1或5所述的铁路平车用复合板材，其特征在于，所述加强层由连续纤维增强的PU复合材料制成，厚度为2-10mm；所述加强层与所述承载层接触的一面上有与加强层一体成型且均匀间隔分布的加强筋，所述加强筋嵌入到所述承载层内，宽度1-20mm，高度1-30mm；
优选地，所述连续纤维增强的PU复合材料是市售的通过拉挤模压方式成型的连续纤维增强的PU复合材料；
还优选地，所述加强层由金属材料制成，厚度0.5-5mm；所述加强层与所述承载层接触的一面上有均匀间隔分布的加强筋，所述加强筋嵌入到所述承载层内；所述加强筋和加强层一体成型或焊接成型，宽度1-15mm，高度1-20mm。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的铁路平车用复合板材，其特征在于，所述铁路平车用复合板材还包括设置在所述承载层的一侧、用于直接与货物接触的耐磨层，厚度1-3mm，由弹性体材料制成；
优选地，所述弹性体材料选自聚氨酯弹性体、TPR热塑性橡胶、TPE热塑性弹性体和TPEE热塑性聚酯弹性体中的一种或多种复合；
更优选地，所述耐磨层的弹性体材料为聚氨酯弹性体；
优选地，所述聚氨酯弹性体包括预聚体组合物和扩链剂；其中，所述预聚体组合物包括聚醚多元醇、阻燃剂和甲苯二异氰酸酯，所述扩链剂为3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷；
优选地，以所述聚氨酯弹性体的总重量为基准，所述聚氨酯弹性体包括聚醚多元醇60％-70％、阻燃剂8％-10％、甲苯二异氰酸酯13％-19％和余量的3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷；
优选地，所述聚醚多元醇、阻燃剂和甲苯二异氰酸酯在70-80℃温度下反应2-3h，得到所述预聚体组合物；
优选地，所述阻燃剂为有机类阻燃剂，选自TCPP、TCEP或TMMP。
8.权利要求1至6中任一项所述的铁路平车用复合板材的制备方法，包括：
I.木材颗粒的改性
将水与水溶性酚醛树脂、聚乙二醇、乙酸酐和防腐剂中的一种或多种按所述质量比混合，制成改性液；在常温常压条件下，将木材颗粒完全浸渍在改性液中1-24h，取出滤干后在100-110℃温度下干燥1-24h，得到改性木材颗粒；
II.发泡料的制备
按照重量配比，将所述发泡聚氨酯的各原料和步骤I得到的改性木材颗粒混合均匀，即得到发泡料；
III.加强层准备
加强层材料剪裁成需要的尺寸，对加强层接触承载层的表面进行喷砂处理；
IV.复合板材的成型
首先在模具腔内均匀喷涂适量的脱模剂；再把步骤III得到的加强层放置在模具的模腔底部，喷砂处理的一面朝上；然后将步骤II得到的发泡料导入模腔中；最后模具合模后加热至40℃-80℃、保温40-120min，待发泡料固化成型后脱模，并在40-60℃环境下熟化6-24h，即得所述铁路平车用复合板材；
优选地，所述步骤III中加强层由连续纤维增强的聚氨酯复合材料、镀锌板或镀锡板制成；
优选地，所述步骤III中，所述加强层接触承载层的一面用60目白玉刚喷砂至粗糙度6.3-12.5。
9.权利要求7所述的铁路平车用复合板材的制备方法，包括：
I.木材颗粒的改性
将水与水溶性酚醛树脂、聚乙二醇、乙酸酐和防腐剂中的一种或多种按所述质量比混合，制成改性液；在常温常压条件下，将木材颗粒完全浸渍在改性液中1-24h，取出滤干后在100-110℃温度下干燥1-24h，得到改性木材颗粒；
II.发泡料的制备
按照重量配比，将所述发泡聚氨酯的各原料和步骤I得到的改性木材颗粒混合均匀，即得到发泡料；
III.加强层准备
加强层材料剪裁成需要的尺寸，对加强层接触承载层的表面进行喷砂处理；
IV.耐磨层准备
包括聚氨酯弹性体胶片的制备和活化，按照重量配比，将所述预聚体组合物和扩链剂在90-100℃下混合搅拌均匀，然后110-130℃下离心浇注得到聚氨酯弹性体胶片，所述聚氨酯弹性体胶片的一面用60目砂纸打磨至粗超度3.2-6.3，得到活化的聚氨酯弹性体胶片；
V.复合板材的成型
首先在模具腔内均匀喷涂适量的脱模剂；再把步骤III得到的加强层放置在模具的模腔底部，喷砂处理的一面朝上；然后将步骤II得到的发泡料导入模腔中，再将步骤IV得到的活化处理后的聚氨酯弹性体胶片放置在发泡料顶部，打磨的一面朝下与发泡料接触；最后模具合模后加热至40℃-80℃、保温40-120min，待发泡料固化成型后脱模，并在40-60℃环境下熟化6-24h，即得所述铁路平车用复合板材；
优选地，所述步骤III中加强层由连续纤维增强的聚氨酯复合材料、镀锌板或镀锡板制成；
优选地，所述步骤III中，所述加强层接触承载层的一面用60目白玉刚喷砂至粗糙度6.3-12.5。
10.权利要求1至7中任一项所述的铁路平车用复合板材或通过权利要求8或9所述方法制备得到的铁路平车用复合板材用作铁路平车地板的用途。
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