[实用新型]一种新型夹芯结构合成枕木

说明书

技术领域

本实用新型涉及复合材料技术领域，具体涉及一种新型夹芯结构合成枕木结构及其制造方法。

背景技术

铁路是我国主要交通运输手段之一，铁路轨枕通常采用木枕和钢筋混凝土枕木，作为传统的木枕，其具有易于加工和运输、绝缘性能高、减振性能优异，但由于其材质为生物材料，虽然经过防腐防水等处理，其使用寿命仍然比较短，一般不超过15年，其维护成本也比较高。钢筋混凝土枕木作为木枕的替换材料，由于重量大、脆性大、弹性低、容易出现裂缝等缺点，也越来越难于满足铁路建设的发展需求。为满足铁路建设的发展需求，日本、美国等发达国家研制高分子合成材料代替原有的木枕和钢筋混凝土枕木，其中研制最成功的是日本积水化学工业有限公司开发的单向玻璃纤维增强聚氨酯泡沫，即合成枕木。该材料具有优良的强度大、密度低、耐久性、难燃性，以及较高的力学性能、较低的密度、耐腐蚀和螺钉拉拔强度高等特点。

目前国内合成枕木专利均为长纤维增强聚氨酯均质泡沫材料，其制作过程通常包括导纱、发泡机注胶、均匀浸泽、成型、切割、加工、粘接、加工和喷漆等工序。专利CN101314931A乔冬平等人公开了一种长纤维增强聚氨酯泡沫均质合成枕木配方和成型工艺；专利CN101328311A张用兵等人公开了一种合成枕木的配方及连续成型工艺，该合成枕木为长纤维增强聚氨酯均质泡沫材料；专利CN101550225A孙寿鹏等人公开了一种可用注射法或拉挤成型的自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木的配方体系； CN101046077A石岛勇治公开了一种具有良好耐久性、难燃性及防震性合成枕木及其制作方法。以上专利均为长纤维增强聚氨酯均质泡沫材料，部分专利在合成枕木成型过程，在表面结皮形成阻燃层，其主要成型工艺均采用了连续拉挤成型工艺，但以上合成枕木均采用了均质材料，制品密度较大，通常密度大于750kg/m3，同时为便于纱束排布和浸润，并防止内部放热量大而引起烧芯，成型最大模腔尺寸通常控制为210mm×80mm，在制作轨枕时需要进行块与块的粘接，无形中增加了合成枕木的制作成本。

发明内容

    本实用新型针对上述合成枕木密度较大和模腔尺寸较小的不足，提出了一种新型夹芯结构合成枕木。本实用新型的目的是介绍一种新型夹芯结构合成枕木结构。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现。

一种新型夹芯结构合成枕木，其特征是：该合成枕木为夹芯结构，合成枕木外层为连续纤维增强聚氨酯泡沫层，其厚度为10mm～50mm，合成枕木内部为泡沫芯材，其横截面形状为四角倒有圆角的正方形或长方形。 

根据所述的新型夹芯结构合成枕木，其特征是：所述的合成枕木外层厚度为20mm，所述的泡沫芯材横截面形状为长方形。

根据所述的新型夹芯结构合成枕木，其特征是：所述的合成枕木的外层和泡沫芯材之间增加有过渡中间层，过渡中间层为聚氨酯层或酚醛树脂层。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下优越性：

1、该合成枕木具有生产效率高、成本低、密度小、承载强度大、工序简便、性价比高等优点。该成型工艺可满足各种规格轨枕的一体化整体连续成型要求，同时该夹芯结构合成枕木具有密度小、承载强度大、工序简便、性价比高等优点。

2、本实用新型利用连续成型设备制备了轻质夹芯结构合成枕木，实现了连续化和自动化生产，大大提高了生产效率，同时减少了后续加工环节，降低了生产成本，且制备的合成枕木综合性能优异，质量轻、性能稳定、力学性能优良，耐腐蚀性良好，在一定领域内，可作为轨枕及其它次承载结构材料。

附图说明

图1为夹芯结构合成枕木剖面图。

图2为夹芯结构合成枕木截面示意图。

图3为为过渡中间层合成枕木截面示意图。

图4为浸泽设备示意图。

图5为连续成型工艺示意图。

图中：1、连续纤维增强聚氨酯泡沫层；2、泡沫芯材；3、过渡中间层；4、无捻粗纱；5、发泡机；6、浸泽设备下面板； 7、浸泽设备平板型挤压板； 8、浸泽设备结构型挤压板；9、连续滚动成型设备。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做一个详细的说明。

实施例

夹芯结构合成枕木连续成型工艺包括导纱、泡沫芯材输送、发泡机注胶、均匀浸泽、成型、切割六个工序，各工序分述如下：

（1）导纱。

将680束9600Tex玻璃纤维无捻粗纱4通过导纱架、2层集纱板引导至所需截面，运行速度为0.4m/min。