阅读说明：本技术 一种低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕制备方法 (Preparation method of low-linear thermal expansion coefficient type recycled plastic synthetic sleeper ) 是由 张锐涛 王彦辉 张用兵 张兴刚 魏凯耀 孟雨辰 于 2019-11-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕的制备方法,所述方法包括以下步骤：S1,将制备低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕的原料加入到高速混合机中混合,搅拌均匀；S2,将上述混合好的物料输送至储料仓的型腔内,随后将储料仓传送至高温平板硫化机下模板上,盖上储料仓的上盖板后,将上模板合模；S3,将所述储料仓传送至低温平板硫化机,合模保压降温,到达预定保压时间后将所制得的型材放置在空气中二次冷却至室温；S4,切割所述型材,本发明所述的低线性热膨胀系数型废旧塑料合成轨枕的制备方法过程简单、原材料环保,制备条件简单,易于实施,制备的合成轨枕线性热膨胀系数低,应用范围广。(The invention provides a preparation method of a low-linear thermal expansion coefficient type recycled plastic synthetic sleeper, which comprises the following steps: s1, adding the raw materials for preparing the low linear thermal expansion coefficient type recycled plastic synthetic sleeper into a high-speed mixer for mixing, and uniformly stirring; s2, conveying the mixed materials into a cavity of a storage bin, then conveying the storage bin onto a lower template of a high-temperature flat vulcanizing machine, covering an upper cover plate of the storage bin, and closing an upper template; s3, conveying the storage bin to a low-temperature flat vulcanizing machine, closing the die, maintaining the pressure and cooling, and placing the prepared section in air to cool to room temperature for the second time after the preset pressure maintaining time is reached; s4, cutting the section bar, wherein the preparation method of the low linear thermal expansion coefficient type waste plastic synthetic sleeper has the advantages of simple process, environment-friendly raw materials, simple preparation conditions and easy implementation, and the prepared synthetic sleeper has low linear thermal expansion coefficient and wide application range.)

一种低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕制备方法

技术领域

本发明属于轨道交通复合材料的技术领域，具体涉及一种低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕制备方法。

背景技术

目前，铁路线路采用的轨枕有三种，即木枕、混凝土轨枕、玻纤增强聚氨酯合成轨枕。当前，全球范围内森林资源匮乏，木枕易老化、寿命短、更替频繁的缺点；混凝土轨枕重量大、弹性差、质量大，抽换时施工效率低的问题；聚氨酯合成轨枕造价高，应用受限。

现如今，材料更新换代速度加快，在很多领域，产品需要具有质轻、比强度高、成本低的特点。塑料合成轨枕采用再生塑料制品，同时使用大量的石油副产品进行制备。在实现了节约矿产资源、森林能源的同时也保护了环境，此外，塑料轨枕一般还具有弹性好，耐腐蚀，耐老化的优点。

但由于热塑性塑料的热膨胀系数较高，远高于无机材料和金属材料，限制了其在某些方面的应用。降低塑料轨枕的热膨胀系数，一方面可减少与其他装配件的错配及装配间隙；另一方面可减小热膨胀所带来装配件间的机械应力，从而减少因机械应力所产生的微裂纹，提高制品寿命。

因此，提供一种低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕制备方法，是本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕制备方法，以解决现有塑料轨枕热膨胀系数较高、应用受限的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕的制备方法，所述方法包括以下步骤：

S1，将制备低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕的原料：基础树脂、热膨胀系数改性剂、相容剂、阻燃剂、补强填料、抗紫外光助剂、抗氧剂、偶联剂、润滑剂和发泡剂加入到高速混合机中混合，搅拌均匀；

S2，将上述混合好的物料输送至储料仓的型腔内，并将混合好的物料均匀铺放在储料仓的型腔内部，随后将储料仓传送至高温平板硫化机下模板上，盖上储料仓的上盖板后，将上模板合模；其中，所述高温平板硫化机上下模板温度设置为180～260℃，施加压力为30～50MPa，成型时间为6～12h；

S3，步骤S2完成后，将所述储料仓传送至低温平板硫化机，合模保压降温；其中，所述低温平板硫化机上下模板温度设置为40～80℃，施加压力为30～50MPa，保压时间为6～12h，到达预定保压时间后将所制得的型材放置在空气中二次冷却至室温；

S4，按照尺寸要求切割所述型材，最终获得所述低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕。

进一步的，所述方法包括以下步骤：

S1，将制备低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕的原料：基础树脂、热膨胀系数改性剂、相容剂、阻燃剂、补强填料、抗紫外光助剂、抗氧剂、偶联剂、润滑剂和发泡剂加入到高速混合机中混合，所述高速混合机的搅拌转速为1000～1500r/min，搅拌时间为10min；

S2，将上述混合好的物料输送至储料仓的型腔内，所述型腔呈长方体状，其长、宽、厚分别为3～6m，0.3～2m和0.1～0.3m，并将混合好的物料均匀铺放在所述型腔内部，随后使用液压装置将储料仓传送至高温平板硫化机下模板上，盖上储料仓的上盖板后，将上模板合模；其中，所述高温平板硫化机上下模板温度设置为180～260℃，逐渐施加压力，最终施加压力为30～50MPa，成型时间为6～12h；

S3，步骤S2完成后，使用液压装置将所述储料仓传送至低温平板硫化机，合模保压降温；其中，所述低温平板硫化机上下模板温度设置为40～80℃，施加压力为30～50MPa，保压时间为6～12h，到达预定保压时间后将所制得的型材放置在空气中二次冷却至室温；

S4，按照尺寸要求切割型材，获得低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕。

进一步的，按照重量份计，所述低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕的原料组成包括：基础树脂100份、热膨胀系数改性剂35～55份、相容剂5～10份、阻燃剂30～60份、补强填料45～70份、抗紫外光助剂0～1份、抗氧剂0～2份、偶联剂1.0～2.5份、润滑剂0～3份、发泡剂0～4份。

进一步的，按照重量份计，所述的基础树脂包括：高密度聚乙烯再生料、聚氧化乙烯、聚苯乙烯再生和再生橡胶粉，四者重量比依次为(55～75):(10～25):(5～20):(5～10)。

进一步的，所述的热膨胀系数改性剂为空心玻璃微珠、负热膨胀系数材料、稀土氧化物、玻璃纤维、碳纤维、玻纤增强聚乙烯和玻纤增强聚丙烯中的一种或几种的混合物。

进一步的，所述的相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚氧化乙烯和马来酸酐接枝聚苯乙烯中的一种或几种的混合物。

进一步的，所述的阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑、三氧化钼、红磷、硼酸锌和三聚氰胺中的一种或几种的混合物。

进一步的，所述的补强填料为云母、碳酸钙、蒙脱土和滑石粉中的一种或几种的混合物。

进一步的，所述的抗紫外光助剂为UV531、UV-234、UV-320和UV-770中的一种或几种的混合物。

进一步的，所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1035、抗氧剂300中的一种或几种的混合物。

本发明所述低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕制备方法大量使用再生塑料制备，在一定程度上解决了白色污染和能源问题，同时保护了环境；通过利用热膨胀改性剂，降低了塑料合成轨枕的线性热膨胀系数，改善塑料轨枕成型收缩能力，提高了塑料轨枕在苛刻温度环境条件下的应用范围。此外，本发明所述的低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕制备方法还具有过程简单，制备条件简单、不苛刻，易于实施的优点。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本申请提供一种低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕，其组成包括：基础树脂100份、热膨胀系数改性剂35～55份、相容剂5～10份、阻燃剂30～60份、补强填料45～70份、抗紫外光助剂0～1份、抗氧剂0～2份、偶联剂1.0～2.5份、润滑剂0～3份、发泡剂0～4份。

进一步的，所述的基础树脂包括如下组分：高密度聚乙烯再生料、聚氧化乙烯、聚苯乙烯再生料和再生橡胶粉，四者重量比依次为(55～75):(10～25):(5～20):(5～10)。

进一步的，所述的热膨胀系数改性剂为空心玻璃微珠、负热膨胀系数材料、稀土氧化物、玻璃纤维、碳纤维、玻纤增强聚乙烯和玻纤增强聚丙烯中的一种或几种的混合物。

进一步的，所述的相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚氧化乙烯和马来酸酐接枝聚苯乙烯中的一种或几种的混合物。

进一步的，所述的阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑、三氧化钼、红磷、硼酸锌和三聚氰胺中的一种或几种的混合物。

进一步的，所述的补强填料为云母、碳酸钙、蒙脱土和滑石粉中的一种或几种的混合物。

进一步的，所述的抗紫外光助剂为UV531、UV-234、UV-320和UV-770中的一种或几种的混合物。

进一步的，所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1035、抗氧剂300中的一种或几种的混合物。

进一步的，所述的偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种的混合物。

进一步的，所述的润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸盐、硬脂酸酰胺和硅酮母粒的中一种或几种的混合物。

进一步的，所述的发泡剂为AC发泡剂。

此外，本申请还提供一种低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕制备方法，所述方法用来制备上述的合成轨枕，所述方法包括以下步骤：

S1，按照所述低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕的组成将基础树脂、热膨胀系数改性剂、相容剂、阻燃剂、补强填料、抗紫外光助剂、抗氧剂、偶联剂、润滑剂和发泡剂加入到高速混合机中混合，搅拌均匀；

S2，将上述混合好的物料输送至储料仓的型腔内，并将混合好的物料均匀铺放在储料仓的型腔内部，随后将储料仓传送至高温平板硫化机下模板上，盖上储料仓的上盖板后，将上模板合模；其中，所述高温平板硫化机上下模板温度设置为180～260℃，施加压力为30～50MPa，成型时间为6～12h；

S3，步骤S2完成后，将所述储料仓传送至低温平板硫化机，合模保压降温；其中，所述低温平板硫化机上下模板温度设置为40～80℃，施加压力为30～50MPa，保压时间为6～12h，到达预定保压时间后将型材放置在空气中二次冷却至室温；

S4，按照尺寸要求切割型材，最终获得所述低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕。

进一步的，所述方法包括以下步骤：

S1，按照所述低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕的组成将基础树脂、热膨胀系数改性剂、相容剂、阻燃剂、补强填料、抗紫外光助剂、抗氧剂、偶联剂、润滑剂和发泡剂加入到高速混合机中混合，所述高速混合机的搅拌转速为1000～1500r/min，搅拌时间为10min；

S2，将上述混合好的物料输送至储料仓的型腔内，所述型腔呈长方体状，其长、宽、厚分别为3～6m，0.3～2m和0.1～0.3m，并将混合好的物料均匀铺放在所述型腔内部，随后使用液压装置将储料仓传送至高温平板硫化机下模板上，盖上储料仓的上盖板后，将上模板合模；其中，所述高温平板硫化机上下模板温度设置为180～260℃，逐渐施加压力，最终施加压力为30～50MPa，成型时间为6～12h；

S3，步骤S2完成后，使用液压装置将所述储料仓传送至低温平板硫化机，合模保压降温；其中，所述低温平板硫化机上下模板温度设置为40～80℃，施加压力为30～50MPa，保压时间为6～12h，到达预定保压时间后将型材放置在空气中二次冷却至室温；

S4，按照尺寸要求切割型材，获得低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕。

以下通过具体的实施例对本申请所述的低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕及其制备进行进一步说明。

实施例1

一种低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕，按照重量份计，其组成包括：高密度聚乙烯再生料75份，聚氧化乙烯10份，聚苯乙烯再生料10份，再生橡胶粉5份，热膨胀系数改性剂40份，相容剂5份，阻燃剂48份，补强填料50份，抗紫外光助剂0.2份，抗氧剂0.5份，偶联剂2.1份，润滑剂1.2份，发泡剂1.1份。

实施例2

一种低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕，按照重量份计，其组成包括：高密度聚乙烯再生料67份，聚氧化乙烯12份，聚苯乙烯再生料20份，再生橡胶粉7份，热膨胀系数改性剂35份，相容剂10份，阻燃剂30份，补强填料45份，抗紫外光助剂1份，抗氧剂2.0份，偶联剂1.0份，润滑剂0.6份，发泡剂4份。

实施例3

一种低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕，按照重量份计，其组成包括：高密度聚乙烯再生料55份，聚氧化乙烯25份，聚苯乙烯再生料5份，再生橡胶粉10份，热膨胀系数改性剂55份，相容剂8份，阻燃剂60份，补强填料70份，偶联剂2.5份，润滑剂3份。

对比例1

采用申请号为2019105285151的中国专利中实施例1所述的合成轨枕组成，具体为：

一种低热膨胀系数型再生塑料合成轨枕，其重量份：高密度聚乙烯再生料60份，聚氧化乙烯25份，聚苯乙烯再生料15份，热膨胀系数改性剂50份，相容剂8份，阻燃剂35份，补强填料60份，抗紫外光助剂0.5份，抗氧剂1.2份，偶联剂1.3份，润滑剂1.5份，发泡剂2.8份。

对比例2

一种低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕，按照重量份计，其组成包括：高密度聚乙烯再生料75份，聚氧化乙烯10份，聚苯乙烯再生料10份，再生橡胶粉5份，相容剂5份，阻燃剂48份，补强填料50份，抗紫外光助剂0.2份，抗氧剂0.5份，偶联剂2.1份，润滑剂1.2份，发泡剂1.1份。

实施例4

根据实施例1、2、3和对比例1、2所述的组成，按照下述低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕的制备方法分别制备低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕。

具体的，包括以下步骤：

S1，首先按照比例分别称取上述原料，将物料倒入到高速混合机中混合，搅拌转速为1200r/min，搅拌时间为10min。

S2，然后将上述混合好的物料输送至储料仓的长方形型腔内，所述型腔的长、宽、厚分别为6m，2m和0.3m，使物料均匀铺放在型腔内部，随后采用液压装置将储料仓传送至高温平板硫化机下模板上，盖上储料仓的上盖板后，将上模板合模；其中，所述高温平板硫化机上下模板温度设置为260℃，逐渐施加压力，最终施加压力为50MPa，成型时间为8h；

S3，到达预定时间后，使用液压装置快速将储料仓再次传送至低温平板硫化机，合模保压降温定型；其中，所述低温平板硫化机上下模板温度设置为80℃，施加压力为50MPa，保压时间为6h，到达预定保压时间后将所制得的型材放置在空气中二次冷却至室温；

S4，按照尺寸要求切割实施例1、2、3和对比例1、2所述组成制备的合成轨枕至同一尺寸，最终获得按照实施例1、2、3和对比例1、2所述组成制备的低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕。

实验例1

分别测试实施例4中按照实施例1、2、3和对比例1、2所述组成制备的低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕的线性热膨胀系数，实验结果见下表1：

表1线性热膨胀系数检测结果(-30～80℃)

通过上述表1的测量结果可得：

第一，本申请所述的低线性热膨胀系数型再生塑料合成轨枕的制备方法与申请号为2019105285151的中国专利相比，制备的合成轨枕线性热膨胀系数更低；

第二，热膨胀系数改性剂的加入，可大幅降低制备的合成轨枕的线性热膨胀系数。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。