專利名稱：自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕木材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕木，此枕木適用于鐵路鋼軌的軌枕，與傳統(tǒng)的有機(jī)合成枕木相比，具有自阻燃、自結(jié)皮、一步法合成等優(yōu)點(diǎn)。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外的有機(jī)合成枕木基本上都是由枕木本體以及本體外表面的涂層兩部分組成，制備方法是先制成枕木本體，再在枕木本體外表面噴涂一層阻燃涂料，因此存在著加工操作復(fù)雜、成本高、費(fèi)工費(fèi)料、本體材料為非阻燃型等問(wèn)題。為了克服上述問(wèn)題， 一種生產(chǎn)簡(jiǎn)單、高效低成本的合成枕木急待開發(fā)，來(lái)滿足市場(chǎng)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種一步反應(yīng)復(fù)合成型的自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕木材料，為了解決現(xiàn)有合成枕木存在的技術(shù)問(wèn)題，具有內(nèi)表一體、自阻燃、低密度、高強(qiáng)度、自結(jié)皮的特點(diǎn)。
本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問(wèn)題在于提供一種上述自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕木材料的制備方法。
本發(fā)明解決上述問(wèn)題采取的技術(shù)方案是 一種低密度高強(qiáng)度自結(jié)
皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕木，由A組分、B組分和C組分混合一次成型，
其中，多元醇
30 85份
植物油
10 50份
發(fā)泡劑
5 10份
催化劑
0. 01 2份
阻燃劑
5 25份
抗氧化劑
0. 01 0. 5份
B組分為二苯基甲烷二異氰酸酯或甲苯二異氰酸酯，A組分與B
組分的質(zhì)量比為l: 1 2;
C組分為無(wú)機(jī)增強(qiáng)材料10 70份。
本發(fā)明在傳統(tǒng)枕木材料的化學(xué)配方中加以化學(xué)阻燃材料構(gòu)成自阻燃體系，以A組份與B組份反應(yīng)成聚氨酯，C組分無(wú)機(jī)增強(qiáng)材料與聚氨酯復(fù)合，通過(guò)反應(yīng)注射成型或拉擠成型制成低密度、高強(qiáng)度、自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕木材料。
上述方案中，所述的多元醇為端羥基聚醚或聚脂多元醇，其用量可以為30， 35， 40， 45， 50, 55， 60， 65， 70， 75， 80或85重量份；
所述的植物油為天然蓖麻油、改性植物油中的一種，其用量可以為IO， 15， 20， 25, 30， 35， 40， 45或50重量份；
所述的發(fā)泡劑為氫氯氟烴、氮?dú)饣蚩諝?，其用量可以?， 6， 7，8， 9或10重量份；
所述的催化劑為三亞乙基二胺、四甲基亞垸基二胺、二甲基環(huán)己胺等胺類催化劑，二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、硫醇二丁錫、二醋酸二丁基錫等金屬類催化劑中的一種或其組合，其用量可以為0. 01，0.05， 0.1， 0.2， 0.5， 0.8， 1， 1.2， 1.5， 1.8或2重量份；
所述的阻燃劑為硅、鎂、磷、氮氧化物中的一種或多種的無(wú)機(jī)非鹵素阻燃劑，其用量可以為5， 8, 10， 12， 15， 18， 20， 22或25重量份；
所述的抗氧化劑為四亞甲基(3， 5-二叔丁基-4-羥基苯丙酸)甲酯、三甘醇雙-[3- (3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯]2， 6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2， 6-二叔丁基對(duì)甲酚中的一種或其組合，其用量可以為0.01， 0,05， 0.1， 0.15， 0.2， 0.3, 0. 4或0. 5重量份；
所述A組分與B組分的質(zhì)量比具體為1: 1， 1.2， 1.4， 1.6， 1.8或2。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的無(wú)機(jī)增強(qiáng)材料為玻璃纖維或火山巖纖維。
所述的無(wú)機(jī)增強(qiáng)材料可以為短纖維、長(zhǎng)纖維、纖維薄氈或纖維織物。
本發(fā)明針對(duì)上述自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕木材料提供下述制
備方法
方法一
制備A組分將端羥基多元醇、植物油、阻燃劑、催化劑、抗氧化劑在攪拌器中攪拌混合1 2小時(shí)，再分多次加入發(fā)泡劑，制成A
組分；
成型采用注射成型設(shè)備，采用將C組分無(wú)機(jī)增強(qiáng)材料放置于模
具內(nèi)，然后將A組份與B組份二苯基甲烷二異氰酸酯或甲苯二異氰酸酯按質(zhì)量比l: 1 2注入含有C組分的模具內(nèi)，A、 B組份反應(yīng)并與C組分結(jié)合，經(jīng)反應(yīng)注射成型設(shè)備固化一次成形，制成自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕木材料。
方法二
制備A組分將端羥基多元醇、植物油、阻燃劑、催化劑、抗氧
化劑在攪拌器中攪拌混合1 2小時(shí)，再分多次加入發(fā)泡劑，制成A組分；
成型采用拉擠成型機(jī)設(shè)備，將A組份與B組份二苯基甲烷二異 氰酸酯或甲苯二異氰酸酯按質(zhì)量比h 1 2經(jīng)高壓混合后，噴灑入C 組分無(wú)機(jī)增強(qiáng)材料中，經(jīng)拉擠成型機(jī)固化一次成型，制成自結(jié)皮阻燃 型聚氨酯復(fù)合枕木材料。
本發(fā)明的有益效果是
1、 本發(fā)明利用化學(xué)阻燃劑與聚氨酯結(jié)合構(gòu)成一種內(nèi)表一體自阻燃的 復(fù)合材料，與現(xiàn)有的有機(jī)合成枕木相比，阻燃效果更加；
2、 采用一步成型生產(chǎn)過(guò)程，工藝簡(jiǎn)單，省工省料，降低成本；
3、 是一種環(huán)保型產(chǎn)品，無(wú)有機(jī)揮發(fā)性溶劑，無(wú)毒無(wú)害；
4、 生產(chǎn)效率高，固化速度快；
5、 自結(jié)皮無(wú)需對(duì)表面進(jìn)行二次加工處理。
具體實(shí)施例方式
一種自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕木材料，以重量份計(jì)，包括A組
分、B組分和C組分，其中
A組份，按重量份計(jì)包括 多元醇 30 85份
植物油 10 50份
發(fā)泡劑 5 10份 催化劑 0.01 2份 阻燃劑 5 25份
抗氧化劑 0.01 0.5份 所述的發(fā)泡劑為氫氯氟烴、氮?dú)饣蚩諝猓?br> B組分為二苯基甲垸二異氰酸酯或甲苯二異氰酸酯，A組分與B
8組分的質(zhì)量比為1: 1 2;
C組分為玻璃纖維或火山巖纖維增強(qiáng)材料。制備方法反應(yīng)注射成型
將端羥基多元醇、植物油、阻燃劑、催化劑、抗氧化劑在攪拌器中攪拌混合1 2小時(shí)，再分多次加入發(fā)泡劑，制成A組分；
將C組分玻璃纖維或火山巖纖維增強(qiáng)材料放置于模具內(nèi)，然后將A組份與B組份二苯基甲垸二異氰酸酯或甲苯二異氰酸酯按質(zhì)量比1 :
1 2采用反應(yīng)注射成型設(shè)備注入含有C組分的模具內(nèi)，A、 B組份反應(yīng)并與c組分結(jié)合，制成自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕木材料。
拉擠成型
將端羥基多元醇、植物油、阻燃劑、催化劑、抗氧化劑在攪拌器中攪拌混合1 2小時(shí)，再分多次加入發(fā)泡劑，制成A組分；
將A組份與B組份二苯基甲垸二異氰酸酯或甲苯二異氰酸酯按質(zhì)
量比l: 1 2經(jīng)高壓混合后，噴灑入C組分玻璃纖維或火山巖纖維增
強(qiáng)材料中，經(jīng)拉擠成型機(jī)固化成型，制成自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕
木材料。
實(shí)施例1
A組份的制備-
取多元醇65重量份，植物油35重量份，催化劑0. 5重量份，阻燃劑15重量份，抗氧化劑0. 03重量份放入攪拌器中，攪拌混合1 2小時(shí)，分多次將發(fā)泡劑10重量份加入物料中，制成A組分。B組份
MDI或TDI 135重量份。
制備方法反應(yīng)注射成型
先將C組份玻璃纖維10重量份鋪放于模具內(nèi)，然后將A組份與 B組份注入含有C組分的模具內(nèi)，A、 B組份反應(yīng)并與C組分結(jié)合，制 成自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕木材料，或， 拉擠成型
先將A組份與B組份經(jīng)高壓混合后噴灑入C組份玻璃纖維10重 量份中，經(jīng)拉擠成型機(jī)固化成型，制成自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕木 材料。 實(shí)施例2 A組份的制備
取多元醇75重量份，植物油25重量份，催化劑0.55重量份， 阻燃劑13重量份，抗氧化劑0. 03重量份放入攪拌器中，攪拌混合l 2小時(shí)，分多次將發(fā)泡劑10重量份加入物料中，制成A組分。 B組份
MDI或TDI 130重量份。 制備方法 反應(yīng)注射成型
先將C組份火山巖纖維60重量份放置于模具內(nèi)，然后將A組份 與B組份注入含有C組分的模具內(nèi)，A、 B組份反應(yīng)并與C組分結(jié)合， 制成自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕木材料，或，
拉擠成型
先將A組份與B組份經(jīng)高壓混合后噴灑入C組份火山巖纖維60 重量份中，經(jīng)拉擠成型機(jī)固化成型，制成自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕 木材料。
權(quán)利要求
1、一種自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕木材料，以重量份計(jì)，由A組分、B組分和C組分混合一次成型，其特征在于，A組份包括多元醇30～85份植物油10～50份發(fā)泡劑5～10份催化劑0.01～2份阻燃劑5～25份抗氧化劑 0.01～0.5份B組分為二苯基甲烷二異氰酸酯或甲苯二異氰酸酯，A組分與B組分的質(zhì)量比為1∶1～2；C組分為無(wú)機(jī)增強(qiáng)材料10～70份。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕木材料，其特征在于所述的多元醇為端羥基聚醚或聚脂多元醇。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕木材料，其特征在于所述的植物油為天然蓖麻油、改性植物油中的一種。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕木材料，其特征在于所述的發(fā)泡劑為氮?dú)饣蚩諝狻?br> 5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕木材料，其特 征在于所述的阻燃劑為硅、鎂、磷、氮氧化物中的一種或多種的無(wú) 機(jī)非鹵素阻燃劑。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕木材料，其特 征在于所述的催化劑為三亞乙基二胺、四甲基亞烷基二胺、二甲基 環(huán)己胺、二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、硫醇二丁錫、二醋酸二丁基錫中的一種或其組合；所述的抗氧化劑為四亞甲基(3， 5-二叔丁基 -4-羥基苯丙酸)甲酯、三甘醇雙-[3- (3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯 基)丙酸酯]2， 6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2， 6-二叔丁基對(duì)甲酚中的 一種或其組合。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕木材料，其特 征在于所述的無(wú)機(jī)增強(qiáng)材料為玻璃纖維或火山巖纖維。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕木材料，其特 征在于所述的無(wú)機(jī)增強(qiáng)材料為短纖維、長(zhǎng)纖維、纖維薄氈或纖維織 物。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕木材 料的制備方法，其特征在于按下述步驟制備制備A組分將端羥基多元醇、植物油、阻燃劑、催化劑、抗氧化劑在攪拌器中攪拌混合1 2小時(shí)，再分多次加入發(fā)泡劑，制成A 組分；成型采用注射成型設(shè)備，將C組分無(wú)機(jī)增強(qiáng)材料放置于模具內(nèi)，然后將A組份與B組份二苯基甲烷二異氰酸酯或甲苯二異氰酸酯按質(zhì) 量比l: 1 2注入含有C組分的模具內(nèi)，A、 B組份反應(yīng)并與C組分 結(jié)合，經(jīng)反應(yīng)注射成型設(shè)備固化一次成形，制成自結(jié)皮阻燃型聚氨酯 復(fù)合枕木材料。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕木材料的制備方法，其特征在于制備A組分將端羥基多元醇、植物油、阻燃劑、催化劑、抗氧化劑在攪拌器中攪拌混合1 2小時(shí)，再分多次加入發(fā)泡劑，制成A 組分；成型采用拉擠成型機(jī)設(shè)備，將A組份與B組份二苯基甲垸二異氰酸酯或甲苯二異氰酸酯按質(zhì)量比l: 1 2經(jīng)高壓混合后，噴灑入C 組分無(wú)機(jī)增強(qiáng)材料中，經(jīng)拉擠成型機(jī)固化一次成型，制成自結(jié)皮阻燃 型聚氨酯復(fù)合枕木材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕木材料及其制備方法，該枕木材料采用化學(xué)材料構(gòu)成自阻燃體系，用玻璃纖維，火山巖纖維等纖維增強(qiáng)，與聚氨酯相結(jié)合，制成自結(jié)皮阻燃型聚氨酯復(fù)合枕木。克服現(xiàn)有兩步法合成枕木的生產(chǎn)問(wèn)題，工藝簡(jiǎn)單，成本低，具有低密度，高拉伸強(qiáng)度，高剪切強(qiáng)度，高彈性模量等物理性能的新型枕木。復(fù)合枕木采用注射或拉擠成型，以重量份計(jì)，A組份包括多元醇30～85份；植物油10～50份；發(fā)泡劑5～10份；催化劑0.01～2份；阻燃劑5～25份；抗氧化劑0.01～0.5份；所述的發(fā)泡劑為氮?dú)饣蚩諝獾龋籅組分為二苯基甲烷二異氰酸酯或甲苯二異氰酸酯，A、B組分的質(zhì)量比為1∶1～2；C組分為玻璃纖維或火山巖纖維增強(qiáng)材料。
文檔編號(hào)C08G18/36GK101550225SQ200910050949
公開日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2009年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月11日
發(fā)明者孫壽彬, 孫壽松, 孫壽鵬 申請(qǐng)人:上海世鵬聚氨酯科技發(fā)展有限公司