[发明专利]一种复合枕木制造工艺

说明书

技术领域

本发明属于复合材料领域，具体涉及的是一种复合枕木制造工艺。

背景技术

枕木常被用于承载物体，是铁路建设、专用轨道走行设备铺设和承载设备领域中不可或缺的材料。根据其组成材料的不同，枕木主要分为木制枕木、钢筋混凝土枕木、钢制枕木和复合材料枕木。

其中，木制枕木较为常用，其弹性好，重量轻，制作简单，绝缘性能好；在铁路建设以及专用轨道走行设备铺设中，木枕与碎石道碴之间有较大的摩擦系数，具有稳定的特点。此外，木制枕木中的扣件与木枕连接简单，其铺设、养护维修、运输都很方便。但是由于其应用领域环境的特殊性，木制枕木容易由于风吹日晒以及雨雪等的影响，其使用年限较短，所以需要定期进行更换，需要消耗大量的木材。而且枕木在使用前一般必须经过注油防腐，上述注油防腐处理过程中，处理剂的使用又容易造成环境污染。钢筋混凝土枕木也属较为常用的枕木，其克服了木制枕木使用寿命短的缺陷，具有寿命长、稳定性好的特点，但是由于该类型枕木硬度大，所以其弹性较差，消音减震效果也差，使用一段时间后容易出现裂缝的问题，影响铁路的安全运营。钢制枕木较之木制枕木其重量很大，体积笨重，使得其铺设、养护维修以及运输都很不方便。而且，钢制枕木的制造成本很高，不能被广泛应用。铺设后其与列车之间发生摩擦的噪音很大。

随着技术的发展，目前复合材料枕木成为新兴的材料枕木，该复合材料枕木具有较之木制枕木等更强的吸收列车行驶时产生重量的性能，从而在铁路建设领域得到了广泛的关注。根据复合材料的种类不同，其主要分为橡塑复合枕木、玻璃钢复合枕木以及聚氨酯合成枕木。

橡塑复合枕木是以废旧轮胎或者回收塑料制得的热塑性弹性体作为枕木的外壳，以混凝土作为枕木的内芯，采用挤出工艺制得的，其具有抗冲击、耐腐蚀、高强度的特点。虽然其在技术应用上可以将大量的废旧轮胎和废塑料回收利用，具有环保意义，但是该产品生产工艺复杂，最为重要的是以上述来源并不稳定的废旧橡胶和回收塑料作为枕木的外壳，所以对于该种枕木是否具有耐候性和耐老化性难以确定。

玻璃钢复合枕木是由玻璃钢筒体和设置在玻璃钢筒体内的填充材料组成；其中，玻璃钢筒体是以不饱和聚酯树脂、玻璃纤维粗纱、粉末填料为原料，采用缠绕、拉挤、手糊等工艺制作而成，填充材料一般采用高强度泡沫材料。制得的玻璃钢复合材料枕木具有优良的力学性能，但是由于其采用缠绕、拉挤、手糊等工艺所以生产效率极低，产品稳定性和耐候性都较差。

聚氨酯合成枕木是由发泡聚氨酯树脂浸渍连续玻璃纤维，通过连续成型工艺先制得较薄的板材，之后再将其层叠粘合而成。其中聚氨酯(简称PU)是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合物。通过改变原料种类及组成，可以大幅度地改变产品形态及其性能，得到从柔软到坚硬的最终产品。该种枕木具有重量轻、耐腐蚀、绝缘性能好、便于现场加工和施工的特点。现有技术中CN101314931A公开了一种新型合成枕木，该枕木就是由聚氨酯泡沫和单向排列的长玻璃纤维组成的，其中长玻璃纤维沿着枕木长度方向上均匀排布，分布于聚氨酯泡沫基体中。在该现有技术中，该复合材料枕木中玻璃纤维的排列均为单一的纵向排列，因此没有设置剪力配筋的横向位置容易因弯曲而导致层间剪力的破坏，使得枕木产生裂缝从而导致整体失效。此外，现有技术中CN101323701A公开了一种长玻璃纤维增强的硬质聚氨酯合成材料轨枕，在该轨枕的制备中，需要将玻璃纤维缠绕在所述模具内，再向所述模具内腔喷涂聚氨酯混合料，从而形成由玻璃纤维包裹的聚氨酯轨枕。其中，由于所述玻璃纤维的缠绕是采用现有技术中的缠绕技术，所以其均是采用单一的纵向排列方式，所以利用该现有技术中的方法制备得到的轨枕也同样存在诸如CN101314931A中的技术问题。此外，在美国专利US6605343B1也公开了一种复合材料制成的枕木，该枕木也是在以填充物和热硬化性树脂构成的材料外层包裹泡沫性热硬化性树脂而构成的，其中，所述的泡沫性热硬化性树脂是将长玻璃纤维沿纵向排列于热硬化性树脂上而形成的。所以该现有技术中也同样存在上述的问题。