[发明专利]一种废旧塑料铁路枕木成型设备及成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用废旧塑料制备铁路枕木的成型设备和方法，特别涉及的是，具有突出的混炼效果，并具有优良的耐久性、高模量、环境友好的废旧塑料铁路枕木的成型设备和方法，其制品特别适用于替代目前的铁路枕木。

背景技术

我国现在使用的铁路枕木，一般是木枕木和混凝土枕木。由于混凝土枕木重量大、弹性及减振性差，不能作为桥梁用枕木使用，因此桥梁用枕木通常使用的是木枕木。木枕木的制作需要消耗大量的优质木材，我国桥枕质量标准(GB154-84)规定对于铁路准轨(轨距1435mm)的桥梁枕木，长度一般要三米以上，对木材的要求很好，对生态环境破坏严重，同时在温度湿度交替变化条件下，木材会开裂，腐烂。经过防腐处理的枕木寿命虽然可以提高防腐性能，但无法解决开裂问题，因此木枕的使用寿命只有5-10年。在使用年限中还有进行大量的维护工作，维护费用较高。为了克服上述问题，一种生产简单、高效低成本的环保型聚合物枕木急待开发。环保型废塑料枕木是铁轨枕木理想的替代品。

目前，铁轨枕木的替代品有玻璃钢复合材料枕木、聚氨酯复合材料枕木及其他高聚物改性枕木等，但这些替代品制造成本高、能耗大、不环保，利用废塑料制造枕木具有成本低、强度高、环境友好等优势，属于新型环保铁路枕木。

专利申请号为CN101550225A的专利公开了一种自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木材料及其制备技术，该技术采用注射成型工艺，其缺点是注射机的混炼塑化效果差，最终影响制品的力学性能。专利申请号为CN101435177A的专利公开了一种高密度聚乙烯铁路轨道枕木，该发明采用的是模压成型，该工艺的缺点是间歇式生产，效率低下；专利申请号为CN1664237A的专利公开一种铁路枕木的制造技术，其特征是采用挤压成型，所用设备是普通螺杆挤出机，成型效果好但混炼效果差。

发明内容

本发明的目的是针对对上述铁路枕木成型技术的不足，充分利用行星螺杆挤出机的混炼塑化效果好和单螺杆挤出机成型效果好的优势，制备一种具有突出的混炼效果和优良的耐久性、高模量、环保友好的废旧塑料复合材料铁路枕木，并为废旧塑料提供一个二次废物综合利用的平台。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

废旧塑料铁路枕木成型设备，该成型设备包括：弹簧上料机8、强制喂料器18、行星螺杆挤出机7、连接装置14、单螺杆挤出机5、成型模具17、第一动力源1、第二动力源6、第一电控柜9、第一操作台12、第二电控柜10和第二操作台11；第一动力源1的减速箱与行星螺杆挤出机7的主螺杆15相连，为行星螺杆挤出机7的螺杆提供旋转动力，第二动力源6的减速箱与单螺杆挤出机5中的单螺杆相连接，为单螺杆挤出机5的螺杆提供旋转动力，弹簧上料机8与行星螺杆挤出机7的强制喂料器18连接，为强制喂料器18输送废旧塑料，并通过强制喂料器18为行星螺杆挤出机7喂料，行星螺杆挤出机7的出料口通过连接装置14与正下方的单螺杆挤出机5的进料口相连接，成型模具17与单螺杆挤出机5的出口连接，废旧塑料在行星螺杆挤出机7中混炼塑化后通过连接装置14进入单螺杆挤出机5，并通过成型模具17制得制品，第一电控柜9和第一操作台12与行星螺杆挤出机7连接，控制行星螺杆挤出机7的动作，第二电控柜10和第二操作台11与单螺杆挤出机5连接，控制单螺杆挤出机5的动作。

所述行星螺杆挤出机7包括传动系统、挤压系统、加料系统和温控系统。

所述行星螺杆挤出机7的挤压系统包括常规螺杆段3和行星螺杆段4，行星螺杆段4包括主螺杆15和与其相啮合的6-10个小直径行星螺杆16。

所述单螺杆挤出机5的螺杆直径D为90-150mm，长度为18-20D，其中加料段长度8-10D，并在螺杆头部设有混炼头，单螺杆挤出机5与行星螺杆挤出机7呈90°摆放。

本发明的另一方面，根据上述成型设备成型废旧塑料铁路枕木的方法，所用废旧塑料为回收的聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)和丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)中的一种或几种，并添加浸渍包覆的长玻璃纤维增强塑料颗粒作为增强填料；该方法包括以下步骤：

1)加料过程

弹簧上料装置8将废旧塑料输送到行星螺杆挤出机7的加料斗2内，电机启动带动强制喂料器旋转，并将松散的废旧塑料压入行星螺杆挤出机7的加料段3中；

2)混炼过程