CN114351512B - 一种生物质轨枕及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种生物质轨枕，包括：芯体，包含植物纤维，含有预设物质；壳体，包覆所述的芯体，至少包含第一树脂；层状胶黏体，设置在所述芯体和壳体之间，至少包含能与所述第一树脂相容的由AB两个组分形成的第二树脂；‑第一融合层，由所述壳体中的第一树脂与所述层状胶黏体中的第二树脂在它们的界面处融合形成；‑第二融合层，由所述层状胶黏体中的第二树脂与芯体中的预设物质在它们的界面处融合形成；本发明在轨枕的表面增设了一层木塑壳体，通过对重组竹胶黏剂以及外壳层原料的改进，提高了重组竹与外壳层的粘黏强度，使其对火车驶过所带来的冲击更有抗性。
Description
技术领域
本发明涉及合成轨枕的制造技术领域，尤其涉及一种生物质轨枕及其制备方法。
背景技术
轨枕的作用是承垫于钢轨之下，通过与钢轨间的连接零件保持钢轨的位置关系稳定，同时把钢轨传递来的巨大压力再传递给道床。在当下铁路、地铁等设施的铺设，仍会需要大量的轨枕。
常见的轨枕主要有木枕、铁枕和混凝土轨枕。木质轨枕是目前最常用的一种轨枕，但是现在森林资源日益匮乏，木材资源有限的情况下，木质轨枕并不是一个理想的材质。混凝土轨枕的自重较大，安装运输困难，同时混凝土材质硬度很大，不能吸收火车运行时产生的振动，故会影响火车行驶的稳定性并产生较大的噪音，降低了乘车的舒适性。钢制轨枕也有一定的应用，但是其造价高，体积笨重，硬度大，弹性差，消音减震效果差；因此出现了一些合成轨枕，其中利用重组竹材料作为轨枕的还比较少。
如申请号为CN201220554856.X的中国实用新型专利，公布了一种矿用重组竹轨枕，它包括轨枕体、内外道夹板、内外道夹板螺栓及嵌入式螺母；其中，轨枕体的材质为重组竹；该实用新型直接将重组竹作为轨枕的主体，制备出来的重组竹轨枕不耐雨水、霉菌、化学品等对的侵蚀，使用寿命短；且重组竹本身抗风雨等自然因素的能力较差。
申请号为CN201410468260.1的中国发明专利的申请文件，公布了一种木塑包覆实木复合材料，木塑包覆实木复合材料是由木塑复合材料包覆实木芯制成；其中实木芯可以选为重组竹；在该方案中木塑层和芯层的结合强度不够，作为轨枕在使用过程中，木塑层与芯层容易脱离，会带来诸多维护上的不便。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种生物质轨枕及其制备方法。本发明通过在重组竹的表面增设一层木塑结构，通过对枕轨外壳层的原料以及芯层的表面进行改性，显著提高了本枕轨的胶合强度，从而使本轨枕获得了不错的抗冲击性能和抗疲劳性能。
本发明的技术方案如下：
一种生物质轨枕，包括：
-芯体，包含植物纤维，含有预设物质；-壳体，包覆所述的芯体，至少包含第一树脂；-层状胶黏体，设置在所述芯体和壳体之间，至少包含能与所述第一树脂相容的由AB两个组分形成的第二树脂；-第一融合层，由所述壳体中的第一树脂与所述层状胶黏体中的第二树脂在它们的界面处融合形成；-第二融合层，由所述层状胶黏体中的第二树脂与芯体中的预设物质在它们的界面处融合形成；所述预设物质为能与所述第二树脂相容的第三树脂，和/或能与所述第二树脂中的A组分或B组分相交联的化合物；所述的A组分为聚醚多元醇和/或聚酯多元醇；所述的B组分为多异氰酸酯。
现有技术中，将重组竹直接作为枕轨，在长期的冲击以及风雨等自然因素下，重组竹型材很容易出现微小的裂纹，如此，水分很容易进入到重组竹内部，造成板材结构的损坏，板材便不能够很好的起到承载作用；也有用木塑包覆重组竹的板材，这类板材芯层和壳层的黏接强度不够，难以应对轨枕这种经常受冲击的工作环境，在使用过程中，壳层容易与芯层脱胶进而产生裂纹，导致轨枕结构破坏。
在本发明中，以重组竹作为芯体，在其外设置包覆芯体的壳体，芯体和壳体间通过胶黏体连接，隔绝了外界物质的渗入，保护了芯体的结构稳定；同时发明人通过向壳体的原料中添加第一树脂，在制备过程中，第一树脂能够和胶黏层的胶黏剂树脂融合形成第一融合层，融合时会有部分的树脂分子与胶黏剂发生交联反应，较胶黏剂只与壳体的内表面粘合具有更强的结合效果，这提高了胶黏体与壳体的胶合强度，其次还向壳体中加入了PU预聚体，这些PU预聚体在与胶黏层接触后会与之产生交联，进一步提高了壳体与胶黏体的胶合强度；而在制备重组竹的时候，采用了在粘连竹丝的胶黏剂中添加了预设物质，预设物质中具有不饱和官能团，在粘合竹丝的时候会与活泼的氢作用形成交联化学键形成改性的重组竹，同时预设物质也会自相聚合形成分子量更大的第三树脂，第三树脂和粘连竹丝的第一胶黏剂树脂会混合形成树脂混合物，该树脂混合物与胶黏体的第二树脂具有更好的融合性，第二树脂与预设物质融合交联形成第二融合层提高了胶黏体与芯体的胶合强度；通过对壳层的物料组成和重组竹的第一胶黏剂进行改进，大大提高了轨枕壳体与芯体的胶合强度，本产品在长期的高强度冲击中会具有更好的耐疲劳性能，壳体与芯体间在长期的使用中不会脱胶而产生结构损伤。
作为本发明上述技术方案的优选，所述的壳体至少由聚烯烃树脂、极性基团接枝改性的聚烯烃树脂、PU预聚体、植物纤维粉和矿物填料经充分混合后熔融挤出制得。
作为本发明上述技术方案的优选，所述的外壳层的原料组成以重量份数计包括聚烯烃树脂50~70份、极性基团接枝改性的聚烯烃树脂30~50份、PU预聚体20~35份、植物纤维粉35~45份、以及矿物填料15~35份。
作为本发明上述技术方案的优选，所述的极性基团选自羟基、羧基中的至少一种。
在上述技术方案中，用于聚烯烃树脂改性的改性试剂选自环氧类化合物、不饱和羧酸类化合物，具体做法是在树脂共聚的单体中加入上述不饱和的改性试剂进行共聚，即可得到改性的聚烯烃树脂。
作为本发明上述技术方案的优选，所述外壳层的原料组成还包括加工助剂，所述的加工助剂至少包括相容剂6~9份和润滑剂5~7份。
作为本发明上述技术方案的优选，所述外壳层的原料组成中还包括抗氧剂和紫外线吸收剂。
作为本发明上述技术方案的优选，所述的芯体为由竹丝浸胶后经冷压形成的方形条状体；所述的胶中包含所述的预设物质。
作为本发明上述技术方案的优选，所述的预设物质为PU预聚体或多异氰酸酯。
作为本发明上述技术方案的优选，所述的聚醚多元醇选自330N、WANOL-F3135中的一种。
作为本发明上述技术方案的优选，所述的聚酯多元醇为基于己二酸、对苯二甲酸、对苯二甲酸酐、苯酐——1,4-丁二醇、1,6-己二醇、二乙二醇或新戊二醇的聚酯多元醇。
作为本发明上述技术方案的优选，所述的异氰酸酯选自TDI、MDI、IPDI中的一种。
作为本发明上述技术方案的优选，所述外层的厚度为5~15mm。
本发明还提供了上述生物质轨枕的制备方法，包括以下步骤：
a、将竹丝用含有PU预聚体或多异氰酸酯的第一胶黏剂进行浸渍，然后压制成芯体；
b、在所述芯体表面进行界面处理，所述界面处理为涂刷聚醚多元醇和/或聚酯多元醇；
c、在所述芯体表面施胶，所述胶为包含第二树脂的第二胶黏剂；
d、将所述芯体放入载有熔融态壳体组分的模具中；
e、合模，保压；
f、冷却后开模，取出，制得所述的生物质轨枕；
所述熔融态壳体组分包含充分混合的：聚烯烃树脂、极性基团接枝改性聚烯烃树脂、PU预聚体、植物纤维粉和矿物填料。
在上述技术方案中，先对芯体的表面的进行预处理，涂刷上去的多元醇会与芯体表面的预设物质充分交联，形成交联结构，增大芯体的表面微观结构，然后涂上AB组分的混合物，AB组分会渗透进这更加复杂的表面胶合，胶合效果更好。
作为本发明上述技术方案的优选，所述的熔融态的壳体组分由聚烯烃树脂、极性基团接枝改性的聚烯烃树脂、PU预聚体、植物纤维粉和矿物填料在充分混合经挤出机熔融挤至所述的模具中。
作为本发明上述技术方案的优选，所述的竹丝在浸胶前需进行预处理，预处理包括将竹丝依次浸入碱液、酸液、水中以及烘干。
作为本发明上述技术方案的优选，所述的第二树脂中，A组分和B组分两者体积比为A：B=1~4:1，聚氨酯胶水的涂胶量为200~300g/m2。
作为本发明上述技术方案的优选，所述的造粒机的一区温度为178~182℃、二区温度为178~182℃、三区温度为188~192℃、四区温度为188~192℃、五区温度为198~202℃以及六区温度为198~202℃；所述挤出机的一区温度为208~210℃、二区温度为198~202℃、三区温度为188~192℃、四区温度为188~192℃；所述模具的温度为200~220℃。
综上所述，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过在重组竹芯层表面设置一层木塑壳体，提高了轨枕的抗风雨等自然因素侵蚀的能力；
2、通过向壳体的原料中添加第一树脂，在制备过程中，第一树脂能够和胶黏层的胶黏剂树脂融合形成第一融合层，融合时会有部分的树脂分子与胶黏剂发生交联反应，较胶黏剂只与壳体的内表面粘合具有更强的结合效果，这提高了胶黏体与壳体的胶合强度，其次还向壳体中加入了PU预聚体，这些PU预聚体在胶黏体接触后会与之产生交联，进一步提高了壳体与胶黏体的胶合强度；
3、本发明通过向粘连竹丝的胶黏剂中添加预设物质，预设物质具有不饱和官能团，在粘合竹丝的时候会与活泼的氢作用形成交联化学键形成改性的重组竹，改性后能更好的与胶黏体胶合，同时预设物质也会自相聚合形成分子量更大的第三树脂，第三树脂和粘连竹丝的胶黏剂树脂混合形成树脂混合物，与胶黏体的第二树脂具有更好的融合性，第二树脂与预设物质融合交联形成第二融合层提高了胶黏体与芯体的胶合强度；
4、通过提高胶黏体与壳体以及芯体的黏合强度，提高了轨枕的抗弯曲强度以及抗疲劳性能。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例对技术方案进行详细地描述，本实施例仅仅是对本发明的解释，并不是对本发明的限制。
实施例1
一种生物质轨枕，包括：
-芯体，包含植物纤维，含有预设物质；-壳体，包覆所述的芯体，至少包含第一树脂；-层状胶黏体，设置在所述芯体和壳体之间，至少包含能与所述第一树脂相容的由AB两个组分形成的第二树脂；-第一融合层，由所述壳体中的第一树脂与所述层状胶黏体中的第二树脂在它们的界面处融合形成；-第二融合层，由所述层状胶黏体中的第二树脂与芯体中的预设物质在它们的界面处融合形成；所述预设物质为能与所述第二树脂相容的第三树脂和能与所述第二树脂中的A组分或B组分相交联的化合物；所述的A组分为聚醚多元醇；所述的B组分为多异氰酸酯。所述壳体的原料组成至少包括60份再生PE树脂、40份羧基改性的PE树脂、30份PU预聚体、40份植物纤维粉、20份碳酸钙填料、8份相容剂、6份润滑剂、1份抗氧剂和1份紫外线吸收剂；第一树脂为羧基改性的PE树脂以及PU预聚体。
所述的芯体为由竹丝浸胶后经冷压形成的方形条状体；所述的胶中包含所述的预设物质；所述的预设物质为PU预聚体和多异氰酸酯；所述的第二树脂为聚氨酯；所述的聚醚多元醇为330N；所述的异氰酸酯为TDI；外层的厚度为10mm。
上述生物质轨枕的制备方法，包括以下步骤：
a、对竹材进行碾压分纤，将竹丝依次浸入碱液、酸液，时间依次为12h、1h，通过碱液的处理除去竹丝表面的蜡质层、酸液处理可以使得竹丝表面的活性氢暴露，在浸胶的时候竹丝表面会与异氰酸酯反应，浸胶粘连后部分与竹丝表面接枝的异氰酸酯会伸出粘连竹丝的胶黏剂表面，在涂胶后，胶液中的A组分会与这些暴露的异氰酸酯进行反应，使得粘连的更牢固（相当于AB胶与重组竹的内部相粘连，增添了与重组竹的粘连强度）；然后经过漂洗、烘干、浸胶、组胚、压制成重组竹；此处浸胶所用的胶黏剂为添加了PU预聚体或多异氰酸酯的酚醛树脂；
b、在所述芯体表面进行界面处理，所述界面处理为涂刷聚醚多元醇和/或聚酯多元醇；
c、在所述芯体表面施胶，所述胶为包含第二树脂的第二胶黏剂，第二胶黏剂为聚氨酯AB胶，其中，A组分和B组分两者体积比为A：B=7:3，聚氨酯胶水的涂胶量为200g/m2；
d、将所述芯体放入载有熔融态壳体组分的模具中；
e、合模，保压；
f、冷却后开模，取出，制得所述的生物质轨枕；
所述熔融态壳体组分包含充分混合的：60份再生PE树脂、40份羧基改性的PE树脂、30份PU预聚体、40份植物纤维粉、20份碳酸钙填料、8份相容剂、6份润滑剂、1份抗氧剂和1份紫外线吸收剂。
所述的熔融态的壳体组分由聚烯烃树脂、极性基团接枝改性的聚烯烃树脂、PU预聚体、植物纤维粉和矿物填料在充分混合经挤出机熔融挤至所述的模具中；其中，所述的造粒机的一区温度为180℃、二区温度为180℃、三区温度为190℃、四区温度为190℃、五区温度为200℃以及六区温度为200℃；所述挤出机的1区温度为210℃、二区温度为200℃、三区温度为190℃、四区温度为190℃；所述模具的温度为220℃；冷却过程通过通入冷却水进行，冷却水的温度为20℃。
实施例2
一种生物质轨枕，包括：
-芯体，包含植物纤维，含有预设物质；-壳体，包覆所述的芯体，至少包含第一树脂；-层状胶黏体，设置在所述芯体和壳体之间，至少包含能与所述第一树脂相容的由AB两个组分形成的第二树脂；-第一融合层，由所述壳体中的第一树脂与所述层状胶黏体中的第二树脂在它们的界面处融合形成；-第二融合层，由所述层状胶黏体中的第二树脂与芯体中的预设物质在它们的界面处融合形成；所述预设物质为能与所述第二树脂相容的第三树脂；所述的A组分为聚醚多元醇；所述的B组分为多异氰酸酯。所述壳体的原料组成至少包括60份再生PE树脂、40份羧基改性的PE树脂、30份PU预聚体、40份植物纤维粉、20份碳酸钙填料、8份相容剂、6份润滑剂、1份抗氧剂和1份紫外线吸收剂；第一树脂为羧基改性的PE树脂以及PU预聚体。
所述的芯体为由竹丝浸胶后经冷压形成的方形条状体；所述的胶中包含所述的预设物质；所述的预设物质为PU预聚体；所述的第二树脂为聚氨酯；所述的聚醚多元醇为330N；所述的异氰酸酯为TDI；外层的厚度为10mm。
上述生物质轨枕的制备方法，包括以下步骤：
a、对竹材进行碾压分纤，将竹丝依次浸入碱液、酸液，时间依次为12h、1h；
b、在所述芯体表面进行界面处理，所述界面处理为涂刷聚醚多元醇和/或聚酯多元醇；
c、在所述芯体表面施胶，所述胶为包含第二树脂的第二胶黏剂，第二胶黏剂为聚氨酯AB胶，其中，A组分和B组分两者体积比为A：B=7:3，聚氨酯胶水的涂胶量为200g/m2；
d、将所述芯体放入载有熔融态壳体组分的模具中；
e、合模，保压；
f、冷却后开模，取出，制得所述的生物质轨枕；
所述熔融态壳体组分包含充分混合的：60份再生PE树脂、40份羧基改性的PE树脂、30份PU预聚体、40份植物纤维粉、20份碳酸钙填料、8份相容剂、6份润滑剂、1份抗氧剂和1份紫外线吸收剂。
所述的熔融态的壳体组分由聚烯烃树脂、极性基团接枝改性的聚烯烃树脂、PU预聚体、植物纤维粉和矿物填料在充分混合经挤出机熔融挤至所述的模具中；其中，所述的造粒机的一区温度为180℃、二区温度为180℃、三区温度为190℃、四区温度为190℃、五区温度为200℃以及六区温度为200℃；所述挤出机的1区温度为210℃、二区温度为200℃、三区温度为190℃、四区温度为190℃；所述模具的温度为220℃；冷却过程通过通入冷却水进行，冷却水的温度为20℃。
实施例3
一种生物质轨枕，包括：
-芯体，包含植物纤维，含有预设物质；-壳体，包覆所述的芯体，至少包含第一树脂；-层状胶黏体，设置在所述芯体和壳体之间，至少包含能与所述第一树脂相容的由AB两个组分形成的第二树脂；-第一融合层，由所述壳体中的第一树脂与所述层状胶黏体中的第二树脂在它们的界面处融合形成；-第二融合层，由所述层状胶黏体中的第二树脂与芯体中的预设物质在它们的界面处融合形成；所述预设物质为能与所述第二树脂中的A组分或B组分相交联的化合物；所述的A组分为聚醚多元醇；所述的B组分为多异氰酸酯。所述壳体的原料组成至少包括60份再生PE树脂、40份羧基改性的PE树脂、30份PU预聚体、40份植物纤维粉、20份碳酸钙填料、8份相容剂、6份润滑剂、1份抗氧剂和1份紫外线吸收剂；第一树脂为羧基改性的PE树脂以及PU预聚体。
所述的芯体为由竹丝浸胶后经冷压形成的方形条状体；所述的胶中包含所述的预设物质；所述的预设物质为多异氰酸酯；所述的第二树脂为聚氨酯；所述的聚醚多元醇为330N；所述的异氰酸酯为TDI；外层的厚度为10mm。
上述生物质轨枕的制备方法，包括以下步骤：
a、对竹材进行碾压分纤，将竹丝依次浸入碱液、酸液，时间依次为12h、1h；
b、在所述芯体表面进行界面处理，所述界面处理为涂刷聚醚多元醇和/或聚酯多元醇；
c、在所述芯体表面施胶，所述胶为包含第二树脂的第二胶黏剂，第二胶黏剂为聚氨酯AB胶，其中，A组分和B组分两者体积比为A：B=7:3，聚氨酯胶水的涂胶量为200g/m2；
d、将所述芯体放入载有熔融态壳体组分的模具中；
e、合模，保压；
f、冷却后开模，取出，制得所述的生物质轨枕；
所述熔融态壳体组分包含充分混合的：60份再生PE树脂、40份羧基改性的PE树脂、30份PU预聚体、40份植物纤维粉、20份碳酸钙填料、8份相容剂、6份润滑剂、1份抗氧剂和1份紫外线吸收剂。
所述的熔融态的壳体组分由聚烯烃树脂、极性基团接枝改性的聚烯烃树脂、PU预聚体、植物纤维粉和矿物填料在充分混合经挤出机熔融挤至所述的模具中；其中，所述的造粒机的一区温度为180℃、二区温度为180℃、三区温度为190℃、四区温度为190℃、五区温度为200℃以及六区温度为200℃；所述挤出机的1区温度为210℃、二区温度为200℃、三区温度为190℃、四区温度为190℃；所述模具的温度为220℃；冷却过程通过通入冷却水进行，冷却水的温度为20℃。
对比例1
一种生物质轨枕，由外向内包括依次粘接的外壳体、胶黏体以及芯体，所述外壳体的原料组成至少包括100份再生PE树脂、30份PU预聚体、40份植物纤维粉、20份碳酸钙填料、8份相容剂、6份润滑剂、1份抗氧剂和1份紫外线吸收剂；所述的芯体由重组竹构成，所述重组竹包括竹丝和粘黏所述竹丝的由异氰酸酯改性的胶黏剂；所述的胶黏体为聚氨酯AB胶，其中A包括聚醚多元醇或聚酯多元醇，B为异氰酸酯。所述的聚氨酯AB胶中，A组分和B组分两者体积比为A：B=7:3，聚氨酯胶水的涂胶量为200g/m2；所述的聚醚多元醇为330N；所述的聚酯多元醇为聚己二酸丁二酯；所述的异氰酸酯为TDI；外层的厚度为10mm。
本对比例与实施例1间的区别在于外层原料中没有添加改性的PE树脂，其余组分均相同。
对比例2
一种生物质轨枕，由外向内包括依次粘接的外壳体、胶黏体以及芯体，所述外壳体的原料组成至少包括60份再生PE树脂、40份羧基改性的PE树脂、30份PU预聚体、40份植物纤维粉、20份碳酸钙填料、8份相容剂、6份润滑剂、1份抗氧剂和1份紫外线吸收剂；所述的芯体由重组竹构成，所述重组竹包括竹丝和粘黏所述竹丝的由异氰酸酯改性的胶黏剂；所述的胶黏体为聚氨酯AB胶，其中A包括聚醚多元醇或聚酯多元醇，B为异氰酸酯。所述的聚氨酯AB胶中，A组分和B组分两者体积比为A：B=7:3，聚氨酯胶水的涂胶量为200g/m2；所述的聚醚多元醇为330N；所述的聚酯多元醇为聚己二酸丁二酯；所述的异氰酸酯为TDI；外层的厚度为10mm。
本对比例与实施例1间的区别在于制备重组竹的第一胶黏剂为未添加预设物质的酚醛树脂，其余组分均相同。
对比例3
一种轨枕，由重组竹构成，该重组竹的制备方法如下：对竹材进行碾压分纤，将竹丝依次浸入碱液、酸液，时间依次为12h、1h；然后经过漂洗、烘干、浸胶、组胚、热压获得重组竹；此处浸胶所用的胶黏剂为酚醛树脂。
下面通过实验来对实施例1~3以及对比例1~3中获得的轨枕的性能进行检测：
弯曲强度、弯曲模量检测：取实施例1~3及对比例1~3中制得的轨枕，根据GB/T17657-2013中的三点法测试；
压缩强度测试：取实施例1~3及对比例1~3中制得的轨枕，根据GB/T 29418-2012中提供的方法，利用万能力学试验机进行测试；
剪切强度测试：取实施例1~3及对比例1~3中制得的轨枕，根据GB/T 31264-2014中提供的剪切性能试验方法，利用万能力学试验机进行测试；
成品抗弯曲荷载（弯曲破坏荷载）：取实施例1~3及对比例1~3中制得的轨枕，根据GB/T 17657-2013中提供的方法，利用万能力学试验机进行测试；
螺纹道钉抗拔强度：取实施例1~3及对比例1~3中制得的轨枕，根据GB/T 17657-2013中提供的方法，利用万能力学试验机进行测试；
疲劳性能测试：取实施例1~3及对比例1~3中制得的轨枕，利用疲劳试验机对板材时间交变载荷进行试验。
需要说明的是，实施例1~3及对比例1~3所制得的用于测试的轨枕的厚度和长宽尺寸均相同（100*160*2460mm）。测试结果如下表：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 技术指标 | |
| 弯曲强度Mpa | 78.0 | 78.5 | 77.3 | 73.1 | 74 | 76.2 | ≥75 |
| 弯曲模量Gpa | 7.2 | 7.3 | 6.9 | 6.4 | 6.6 | 7.4 | ≥6.5 |
| 压缩强度Mpa | 44.0 | 44.6 | 43.1 | 44.2 | 44.5 | 43.0 | ≥40 |
| 剪切强度Mpa | 7.6 | 7.8 | 7.5 | 7.7 | 7.6 | 7.5 | ≥7 |
| 成品抗弯曲荷载KN | 189.0 | 190.2 | 189.6 | 188.5 | 188.6 | 189.6 | ≥170 |
| 螺纹道钉抗拔强度KN | 43.0 | 44.6 | 43.6 | 43.1 | 43.5 | 43.5 | ≥40 |
| 疲劳性能 | 10万次无异常 | 10万次无异常 | 10万次无异常 | 10万次有裂纹 | 10万次有裂纹 | 10万次无裂纹 | 10万次无异常 |
由上表可以看出，本发明所提供的生物质轨枕具有良好的力学性能，各项指标均达到了轨枕所要求的技术指标；弯曲强度这里取得是当板材损坏时的最大压力，板材能够抗击压力而发生形变的时候最容易被损坏便是壳体与芯体脱落，脱落后，壳体便更容易损坏，由此可以看出弯曲强度能够间接的反应壳体与芯体的胶合强度；由实施例1和对比例1的对比可以看出，本实施例轨枕的弯曲强度、抗疲劳等性能更好，则添加改性树脂的外层与板材黏合后具有更好的粘接强度；由实施例1和对比例2的对比可以看出在通过异氰酸酯接枝改性重组竹的胶黏剂后，粘接强度更好，在抗冲击性能上有所提升，弯曲强度、抗疲劳等性能更加好；实施例1和对比例3的对比可以看出，通过设置外壳层，对重组竹的性能影响并不大，仍能达到轨枕所需的相应力学指标；综上所述本发明所提供的生物质轨枕具有更好的黏接强度，同时抗疲劳性能也更强。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，并非对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (9)
1.一种生物质轨枕，其特征在于，包括：
-芯体，包含植物纤维，含有预设物质；
-壳体，包覆所述的芯体，至少包含第一树脂；
-层状胶黏体，设置在所述芯体和壳体之间，至少包含能与所述第一树脂相容的由AB两个组分形成的第二树脂；
-第一融合层，由所述壳体中的第一树脂与所述层状胶黏体中的第二树脂在它们的界面处融合形成；
-第二融合层，由所述层状胶黏体中的第二树脂与芯体中的预设物质在它们的界面处融合形成；
所述预设物质为能与所述第二树脂相容的第三树脂，和/或
能与所述第二树脂中的A组分或B组分相交联的化合物；
所述的A组分为聚醚多元醇和/或聚酯多元醇；
所述的B组分为多异氰酸酯；
所述的壳体至少由聚烯烃树脂、极性基团接枝改性的聚烯烃树脂、PU预聚体、植物纤维粉和矿物填料经充分混合后熔融挤出制得。
2.根据权利要求1所述的一种生物质轨枕，其特征在于：所述的壳体的原料组成以重量份数计包括聚烯烃树脂50~70份、极性基团接枝改性的聚烯烃树脂30~50份、PU预聚体20~35份、植物纤维粉35~45份、以及矿物填料15~35份。
3.根据权利要求1所述的一种生物质轨枕，其特征在于：所述的极性基团选自羟基、羧基中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种生物质轨枕，其特征在于：所述的芯体为由竹丝浸胶后经冷压形成的方形条状体；所述的胶中包含所述的预设物质。
5.根据权利要求4所述的一种生物质轨枕，其特征在于：所述的预设物质为PU预聚体或多异氰酸酯。
6.权利要求1~5任一项所述的生物质轨枕的制备方法，包括以下步骤：
a、将竹丝用含有PU预聚体或多异氰酸酯的第一胶黏剂进行浸渍，然后压制成芯体；
b、在所述芯体表面进行界面处理，所述界面处理为涂刷聚醚多元醇和/或聚酯多元醇；
c、在所述芯体表面施胶，所述胶为包含第二树脂的第二胶黏剂；
d、将所述芯体放入载有熔融态壳体组分的模具中；
e、合模，保压；
f、冷却后开模，取出，制得所述的生物质轨枕；
所述熔融态壳体组分包含充分混合的：聚烯烃树脂、极性基团接枝改性聚烯烃树脂、PU预聚体、植物纤维粉和矿物填料。
7.根据权利要求6所述的生物质轨枕的制备方法，其特征在于：所述的熔融态的壳体组分由聚烯烃树脂、极性基团接枝改性的聚烯烃树脂、PU预聚体、植物纤维粉和矿物填料在充分混合后经挤出机熔融挤至所述的模具中。
8.根据权利要求6所述的生物质轨枕的制备方法，其特征在于：所述的竹丝在浸胶前需进行预处理，预处理包括将竹纤维依次浸入碱液、酸液、水中以及烘干。
9.根据权利要求6所述的生物质轨枕的制备方法，其特征在于，所述的第二树脂中，A组分和B组分两者体积比为A：B=1~4:1，所述第二胶黏剂的涂胶量为200~300g/m2。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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