[发明专利]一种轨枕用高强度复合材料、其制备方法及应用

说明书

本发明公开了轨枕用高强度复合材料及其制备方法及应用；所述复合材料由11‑21重量份的废旧轮胎、55‑60重量份的废旧塑料、14.5‑15重量份的玻璃纤维、2.5‑3.5重量份的偶联剂和7.5‑10重量份的含碳酸钙原料A组成。该复合材料将抗弯强度和弹性这两个对立材料性能很好融合，具有良好的临界减震性能。各原料组分简单，主要原料采用回收品，有利于资源再利用，且原料成本低，原料间比例相差小，配比合理，有利于加工生产过程中实现拌料的均匀，且具有理想的抗弯强度和弹性，有利于在轨道交通行业内大规模生产应用。

技术领域

本发明涉及一种复合材料，特别涉及一种轨枕用高强度复合材料、其制备方法及应用。

背景技术

橡胶材料具有良好的减震性能和耐油耐老化的特点广泛应用于各个领域的减震降噪中，但由于橡胶其刚性强度较低，用在重载荷下的减震往往需要强度高的内嵌材料作为主支撑或者只是将橡胶覆盖于支撑材料外部作为减震载体，例如采用高强度弹簧外加橡胶减震材料的减震材料。因此，如何将抗弯强度和弹性这两个对立材料性能很好融合在一个材料中，研制出最佳的临界减震材料是亟待解决的问题。

现有技术研制的减震类复合材料大多数采用高分子稀料生产而成的，其成本和可再用率较低，例如《CN201810874755.2一种高硬度减震橡胶及其制备方法》中，虽然达到较高硬度的橡胶减震材料，但是其成分配比均匀度较难实现和原料成本高。比如实施例中，生胶为100份、2-硫醇基苯骈噻唑0.5份、二硫化二苯并噻唑0.8份，比例相差较大，在工业化生产中很难实现均匀混合；且氧化锌(ZnO纯度≥99.7％)的成本比较高，综上，此专利很难在轨道交通行业内大规模生产应用，如何采用成本低的原料生产出高性能的减震材料是需要解决的问题。

现有技术中《CN201711063046.8一种减震橡胶材料》，此专利背景技术公开“橡胶最主要的作用为用于减震，如何在不增加橡胶厚度的情况下提高其减震性能一直是行业内的研究热点。”此专利对实施效果虽然未作说明，但根据其背景技术说明中推断其增加只是单位体积下的材料弹性，并未着眼于解决减震材料硬度和强度问题。而且其成分也较为复杂，同样出现前述很难在轨道交通行业内大规模生产应用的问题。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种轨枕用高强度复合材料及其制备方法和应用。该复合材料将抗弯强度和弹性这两个对立材料性能很好融合，具有良好的临界减震材料。各原料组分简单，主要原料采用回收品，有利于资源再利用，且原料成本低，原料间比例相差小，配比合理，有利于加工生产过程中实现拌料的均匀，且具有理想的抗弯强度和弹性，有利于在轨道交通行业内大规模生产应用。

本发明第一方面提供了一种轨枕用高强度复合材料，所述复合材料由11-21重量份的废旧轮胎、55-60重量份的废旧塑料、14.5-15重量份的玻璃纤维、2.5-3.5重量份的偶联剂和7.5-10重量份的含碳酸钙原料A组成；偶联剂更优的使用量为3重量份。

进一步地，对于本申请上文所述的技术方案中，所述的废旧轮胎选自回收型轮胎胶粒；优选的轮胎胶粒粒度范围是15mm以下；更优选的轮胎胶粒粒度范围是5mm-15mm。

进一步地，对于本申请上文所述的技术方案中，所述的废旧塑料选自HDPE回收料；优选的废旧塑料粒度范围是15mm以下；更优选的废旧塑料粒度范围是10mm以下；废旧塑料为回收料、无需水洗。

进一步地，对于本申请上文所述的技术方案中，所述的玻璃纤维选自长度低于100mm以下的玻璃纤维；更优选长度低于60mm玻璃纤维。

进一步地，对于本申请上文所述的技术方案中，所述的含碳酸钙原料A选自石灰石，或者含碳酸钙质量百分比在80wt％以上的原料；所述的含碳酸钙原料A的粒度范围是200目以下，优选的粒度范围是250目以下。

进一步地，对于本申请上文所述的技术方案中，所述的偶联剂选自硅烷偶联剂；更进一步优选地，可用于本申请的硅烷偶联剂包括KH560等。