本發(fā)明屬于高分子復合材料技術領域，尤其是涉及一種應用在重載鐵路、高速鐵路、鐵路橋梁、普通鐵路、輕軌地鐵、普通棧道等領域的一種高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成軌枕及其制作方法，還可推廣到市政建設、化工、船舶、裝甲車、貨車等領域作為步道板使用。

背景技術：

軌枕，是鐵路配件的一種，在鐵路建設中起著至關重要的作用。在軌道結(jié)構(gòu)中，軌枕的作用承受由鋼軌傳來的荷重、橫向力和縱向水平力，將其均勻地傳布在道床上，同時，軌枕還起著保持鋼軌方向、軌距和位置等作用。因此，要求軌枕要有一定的堅固性、彈性及耐久性，并要求軌枕規(guī)格尺寸便于固定鋼軌，有抵抗線路縱、橫向位移的能力。

目前，在重載鐵路及普通鐵路幾乎全部使用鋼筋混凝土軌枕，而鋼筋混凝土軌枕單根重量太大，安裝施工極其困難，同時，其無法實現(xiàn)現(xiàn)場鉆孔安裝，需在工廠預埋螺栓套筒，由于預埋螺栓套筒的誤差較大，造成安裝的扣件的精度不高，無法有效的實現(xiàn)扣件與鋼軌的精密配合，尤其在道岔部分，由于軌枕預埋套筒的尺寸誤差，造成了大量的制品、人力及物力的浪費。另外，鋼筋混凝土軌枕剛性太大，不僅不具備減震效果，而且在列車長期運營后，一般5～10年，就容易出現(xiàn)裂紋，造成安全隱患，需要大量的更換，大大增加了維護及更換成本。

鐵路橋梁附屬設施如電纜槽蓋板、人行步道板等幾乎全部使用鋼筋混凝土材料或活性粉末混凝土材料制作而成。活性粉末混凝土板材不僅重量重，施工困難，而且質(zhì)量穩(wěn)定性差，強度低。有部分線路采用玻璃鋼材料進行替代，在玻璃鋼材料在生產(chǎn)中，加入了大量的粉料，經(jīng)日曬雨淋后，很容易出現(xiàn)粉化現(xiàn)象，質(zhì)量不穩(wěn)定，產(chǎn)品耐候性及耐老化性能差，長期使用后，存在安全隱患，同時其制品重量也較重，施工比較困難，若將玻璃鋼材料做成空心結(jié)構(gòu)，其力學性能大大降低，尤其是螺栓抗拔強度太低，存在安全隱患，一般5～10年就必須更換。

目前，在明橋面鋼梁橋中幾乎全部采用木質(zhì)軌枕，制作木枕需要使用大量的優(yōu)質(zhì)硬質(zhì)木材，木質(zhì)軌枕歷來采用木餾油進行浸漬，增加其耐腐蝕性能，但使用化學防腐劑軌枕對環(huán)境和工人的健康都帶來了不良的影響；木質(zhì)軌枕在受到長期的日曬雨淋以及江水、海水的腐蝕后，腐蝕比較嚴重，大量的出現(xiàn)裂紋、缺陷及蟲蛀孔洞。在運行過程中，扣件道釘容易松弛，每年要進行至少兩次的維護，基本上，使用5年后就必須更換，大大增加了橋梁軌枕的維護及更換成本。現(xiàn)在世界各國都面臨著的最大的難題是用于鐵路軌枕的優(yōu)質(zhì)木材的供應量持續(xù)下降，隨著運輸量的逐漸增大，以及時間和人力成本的增加，木枕使用及更換的成本越來越高。

伴隨著人們環(huán)保意識的提高、建設成本的控制以及對出行的快速、安全、舒適的要求，鋼筋混凝土軌枕、鋼筋混凝土板材、活性粉末混凝土板材及木質(zhì)軌枕將逐步被廢除和更換，轉(zhuǎn)而使用性能優(yōu)異的高新技術產(chǎn)品—合成軌枕及合成板材。

目前，國內(nèi)外紛紛開始了對合成軌枕及其附屬產(chǎn)品的研究，如美國采用廢舊PE塑料通過表面強化制作軌枕，韓國以廢舊輪胎為主要材料制作軌枕，俄羅斯以木屑為主開展了軌枕的研究，印度及國內(nèi)開展了玻璃鋼空心軌枕的研究，日本及國內(nèi)由聚氨酯泡沫和玻璃纖維制成的合成軌枕，雖然這些合成軌枕的耐腐蝕性能等都比木質(zhì)軌枕優(yōu)異，但是其強度、耐疲勞性能、螺栓抗拔強度、抗螺栓松弛、抗剪切性能等都不能綜合滿足中國鐵路對合成軌枕的要求。如采用廢舊PE塑料制作的合成軌枕，雖然強度能滿足要求，但其在抗疲勞性能測試中，出現(xiàn)了斷裂情況。玻璃鋼空心軌枕，雖然其強度滿足要求，但其道釘抗拔強度不足3T，遠遠小于道釘抗拔強度大于6T的技術指標要求，而且抗疲勞測試出現(xiàn)裂紋。日本及國內(nèi)生產(chǎn)的纖維增強聚氨酯合成軌枕在重載鐵路及普通鐵路軌枕強度測試過程中出現(xiàn)了嚴重塌陷，不適合應用在重載鐵路及普通鐵路中，僅適合應用在國內(nèi)外的輕軌及地鐵鐵路線路中。以上合成軌枕均不能做到全部性能達到鐵路軌枕的測試指標要求。

日本及國內(nèi)的纖維增強聚氨酯硬泡合成軌枕，所用的聚氨酯均由聚醚多元醇與異氰酸酯反應而成，其采用的聚醚多元醇官能度較高，聚氨酯反應時間及固化速率很快，基本上3分鐘左右的時間即可固化，并且其選用的聚醚多元醇粘度大，流動性差，很難在聚氨酯固化前解決聚氨酯與纖維浸漬均勻的問題，故國內(nèi)外目前制作的纖維增強聚氨酯泡沫材料合成軌枕中纖維含量低，且聚氨酯與纖維浸漬不均勻，局部聚氨酯含量多，泡孔大，局部纖維含量多，出現(xiàn)干紗現(xiàn)象，致使制作的材料強度低，且強度不均勻，質(zhì)量不穩(wěn)定。而且由于其纖維含量低，樹脂含量高，在生產(chǎn)中，樹脂發(fā)泡膨脹產(chǎn)生大量的飛邊，不僅造成了產(chǎn)品的浪費，制作成本的增高，也對設備及模具造成了極大的損傷。不僅如此，還由于其無法解決聚氨酯與纖維的浸漬問題，故其未制作出較高玻纖含量的纖維增強聚氨酯泡沫材料合成軌枕，更未制作出較高玻纖含量的較高密度的纖維增強聚氨酯泡沫材料合成軌枕。目前，尚未見報道并且市場上未見到密度高于840kg/m³且纖維含量高于60％的纖維增強聚氨酯泡沫材料合成軌枕。

技術實現(xiàn)要素：

針對目前鋼筋混凝土軌枕、木制軌枕、玻璃鋼材料軌枕以及低玻纖含量纖維增強聚氨酯泡沫軌枕技術上的不足，本發(fā)明的目的是提供一種高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成軌枕及其制作方法，其綜合性能優(yōu)于以上材質(zhì)的軌枕，能夠進行有效的替代。

本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下：一種高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成軌枕，所述軌枕由多塊高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材通過粘結(jié)劑粘接而成，且所述軌枕的外表面設有防腐漆膜，所述高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材以聚氨酯樹脂和增強纖維為基體材料，以質(zhì)量份計，聚氨酯樹脂的配方及聚氨酯樹脂與增強纖維的質(zhì)量比例如下：

在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進。

進一步，所述增強纖維為玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、鋼纖維中的任意一種或多種混合。

進一步，所述增強纖維以長纖維為主體，還包括短切纖維和纖維氈。

進一步，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。

進一步，所述抗紫外劑為UV類抗紫外劑。

進一步，所述高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材采用連續(xù)成型工藝制作而成，其連續(xù)成型工藝包括放卷長纖維及纖維氈、注射聚氨酯樹脂、加入短切纖維、均勻浸漬、履帶式層壓主機內(nèi)固化、冷卻、定長切割七個工序。

進一步，所述均勻浸漬具體是將聚氨酯樹脂通過高壓發(fā)泡機、移動澆注設備及對應的工裝均勻浸漬在增強纖維的表面及內(nèi)部。

進一步，所述履帶式層壓主機是由履帶式層壓機及側(cè)邊擋塊共同組成，側(cè)邊擋塊固定在履帶式層壓機上，模腔的高度及寬度依據(jù)擋塊的尺寸進行調(diào)整。

進一步，定長切割后的高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材，其厚度為10mm～100mm，其寬度為100mm～600mm，其密度為200kg/m³～2000kg/m³。

進一步，所述高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材的內(nèi)部設有沿長度方向延伸的長纖維，所述長纖維的外部包裹有聚氨酯樹脂。

進一步，所述高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材的內(nèi)部還設有沿長度方向延伸的短切纖維，所述短切纖維的外部包裹有聚氨酯樹脂。

進一步，包裹住長纖維和短纖維的聚氨酯樹脂的外側(cè)表面設有纖維氈。

進一步，多塊高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材的粘結(jié)方式為豎向粘結(jié)、橫向粘結(jié)或交叉粘結(jié)。

進一步，所述高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材設有至少兩塊，其豎向并列設置，并通過粘結(jié)劑豎向粘結(jié)。

進一步，所述高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材設有至少兩塊，其上下依次疊置，并通過粘結(jié)劑橫向粘結(jié)。

進一步，述高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材設有至少四塊，其中兩塊板材橫向設置在其他板材上下兩端，其他板材豎向并列設置，并通過粘結(jié)劑豎向粘結(jié)，所述兩塊板材與其他板材通過粘結(jié)劑橫向粘結(jié)。

進一步，所述粘結(jié)劑為乙烯基樹脂粘結(jié)劑、環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑、聚氨酯樹脂粘結(jié)劑、鄰苯樹脂粘結(jié)劑、間苯樹脂粘結(jié)劑或酚醛樹脂粘結(jié)劑中的任意一種。

進一步，所述防腐漆膜為聚氨酯漆膜、氟碳漆膜、丙烯酸漆膜、環(huán)氧樹脂漆膜、乙烯基樹脂漆膜中的任意一種。

本發(fā)明還涉及一種高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成軌枕的制作方法，先制作高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材，再對其進行加工，加工工序包括高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材表面打磨、粘結(jié)劑粘結(jié)、模壓固化、固化后表面打磨、定長切割、涂裝六個工序。

進一步，得到的高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成軌枕，其厚度為100mm～400mm，其寬度為200mm～400mm，其密度為200kg/m³～2000kg/m³。

本發(fā)明的一種高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成軌枕，具有如下優(yōu)點：

通過采用低羥值低官能度的混合型聚醚多元醇，降低了聚氨酯反應的活性，延長了聚氨酯的固化時間，增加了其與纖維的浸漬時間，同時采用的聚醚多元醇的粘度較低，流動性好，增加了其與纖維的浸漬能力，使其與纖維浸漬更加均勻；

通過增加偶聯(lián)劑，大大提高了填料在聚氨酯中的潤濕性和分散性，增加了聚氨酯與纖維的浸漬能力及粘合能力，使樹脂與纖維浸漬更加徹底，并提高聚氨酯的浸漬纖維的浸透速度，解決了增強纖維過多，不易浸漬的問題，從而使材料強度性能大幅度提高及強度均勻性更加穩(wěn)定；另外，通過添加偶聯(lián)劑，還可以大大提高材料的電氣性能；

通過采用低羥值低官能度的混合型聚醚多元醇、使用偶聯(lián)劑等多種技術手段，解決了聚氨酯與纖維浸漬不充分的問題，從而提高了纖維含量，能夠制作出密度高于840kg/m³且纖維含量大于60％的纖維增強聚氨酯硬泡合成軌枕，彌補了纖維增強聚氨酯泡沫合成軌枕的技術空白，使其產(chǎn)品規(guī)格及性能多元化，滿足不同的技術指標要求。

通過提高增強纖維的質(zhì)量比例，使增強纖維的質(zhì)量比例大于60％，不僅減少了制作成本，而且大大的提高了同等密度下纖維增強聚氨酯硬泡合成軌枕的強度，同時產(chǎn)品更加致密，吸水量等指標等大幅降低，提高了產(chǎn)品的耐水性能；

通過添加硬泡穩(wěn)定劑，避免了聚氨酯泡沫泡孔過大問題的發(fā)生，使聚氨酯硬泡更加均勻，更加穩(wěn)定。

通過添加阻燃劑，不僅降低了聚醚多元醇的粘度，使其流動性好，而且增強了材料的阻燃性能；

通過添加抗氧劑，增強了材料的耐濕熱老化的性能；

通過添加抗紫外劑，進一步增強了材料的抗紫外日光老化的性能；

通過增加短切纖維，使材料更加致密，進一步提高了產(chǎn)品的強度；

通過增加纖維氈，進一步提高了產(chǎn)品的抗彎曲強度。

通過制作高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材，采用粘結(jié)的方式成型，使合成軌枕的制作方式及工藝簡單化，并且在不增加模具投入的情況下，增加合成軌枕的規(guī)格型號；并且有效的解決了因一體成型中纖維過多，造成聚氨酯浸漬難度太大的問題，同時可以制作不同密度的合成板材，使合成軌枕的密度多元化，從而使強度多元化，滿足鐵路運輸中不同軸重型號的列車對合成軌枕的要求。

本發(fā)明一種高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成軌枕，其綜合性能遠遠優(yōu)于木質(zhì)軌枕，且其強度、抗疲勞性能、螺栓抗拔強度、抗剪切強度遠遠優(yōu)于目前國內(nèi)外研究的合成軌枕。

本發(fā)明提供的高纖維含量纖維增強聚氨酯合成軌枕，能夠有效的取代目前優(yōu)質(zhì)的木質(zhì)軌枕及國內(nèi)外研究的其他材質(zhì)的合成軌枕，可廣泛應用于重載鐵路、高速鐵路、普通鐵路、鐵路橋梁、輕軌及地鐵的建設，并可推廣到化工步道板、海邊棧道、貨車甲板、船舶甲板、市場景觀等領域。

附圖說明

圖1為本發(fā)明高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材的生產(chǎn)工藝示意圖；

圖2為本發(fā)明高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材豎向粘接成軌枕的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材橫向粘接成軌枕的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材交叉粘接成軌枕的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中，各標號所代表的部件列表如下：

1、紗架，2、高壓發(fā)泡設備，3、移動澆注設備4、履帶層壓主機，5、切割機，6、長纖維，7、短切纖維，8、聚氨酯樹脂，9、纖維氈，10、高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡板材，11、粘結(jié)劑，12、防腐漆膜。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明涉及一種高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成軌枕，所述軌枕由多塊高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材10通過粘結(jié)劑11粘接而成，且所述軌枕的外表面設有防腐漆膜12，所述高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材10以聚氨酯樹脂8和增強纖維為基體材料，以質(zhì)量份計，聚氨酯樹脂8的配方及聚氨酯樹脂8與增強纖維的質(zhì)量比例如下：

所述增強纖維為玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、鋼纖維中的任意一種或多種混合。

所述增強纖維以長纖維6為主體，還包括短切纖維7和纖維氈。

所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。

所述抗紫外劑為UV類抗紫外劑。

所述高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材10采用連續(xù)成型工藝制作而成，其連續(xù)成型工藝包括放卷長纖維6及纖維氈、注射聚氨酯樹脂8、加入短切纖維7、均勻浸漬、履帶式層壓主機4內(nèi)固化、冷卻、定長切割七個工序。

所述均勻浸漬具體是將聚氨酯樹脂8通過高壓發(fā)泡機2、移動澆注設備3及對應的工裝均勻浸漬在增強纖維的表面及內(nèi)部。

所述履帶式層壓主機4是由履帶式層壓機及側(cè)邊擋塊共同組成，側(cè)邊擋塊固定在履帶式層壓機上，模腔的高度及寬度依據(jù)擋塊的尺寸進行調(diào)整。

定長切割是通過切割機5進行的，切割后的高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材10，其厚度為10mm～100mm，其寬度為100mm～600mm，其密度為200kg/m³～2000kg/m³。

如圖2至圖4所示，所述高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材10的內(nèi)部設有沿長度方向延伸的長纖維6，所述長纖維6的外部包裹有聚氨酯樹脂8。

所述高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材10的內(nèi)部還設有沿長度方向延伸的短切纖維7，所述短切纖維7的外部包裹有聚氨酯樹脂8。

包裹住長纖維6和短纖維7的聚氨酯樹脂8的外側(cè)表面設有纖維氈。

多塊高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材10的粘結(jié)方式為豎向粘結(jié)、橫向粘結(jié)或交叉粘結(jié)。

如圖2所示，所述高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材10設有至少兩塊，其豎向并列設置，并通過粘結(jié)劑11豎向粘結(jié)。

如圖3所示，所述高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材10設有至少兩塊，其上下依次疊置，并通過粘結(jié)劑11橫向粘結(jié)。

如圖4所示，所述高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材10設有至少四塊，其中兩塊板材橫向設置在其他板材上下兩端，其他板材豎向并列設置，并通過粘結(jié)劑11豎向粘結(jié)，所述兩塊板材與其他板材通過粘結(jié)劑11橫向粘結(jié)(同時具有豎向粘接和橫向粘接，即為交叉粘接)。除了上下兩端都有橫向設置的板材以外，還可以在上端或下端設置一塊板材，即設有至少三塊，其中一塊橫向設置在其他板材的上端或下端，其他板材豎向并列設置，并通過粘結(jié)劑11豎向粘結(jié)，所述一塊板材與其他板材通過粘結(jié)劑11橫向粘結(jié)。

所述粘結(jié)劑11為乙烯基樹脂粘結(jié)劑、環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑、聚氨酯樹脂粘結(jié)劑、鄰苯樹脂粘結(jié)劑、間苯樹脂粘結(jié)劑或酚醛樹脂粘結(jié)劑中的任意一種。

所述防腐漆膜12為聚氨酯漆膜、氟碳漆膜、丙烯酸漆膜、環(huán)氧樹脂漆膜、乙烯基樹脂漆膜中的任意一種。

本發(fā)明還涉及一種高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成軌枕10的制作方法，先制作高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材10，再對其進行加工，加工工序包括高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材10表面打磨、粘結(jié)劑11粘結(jié)、模壓固化、固化后表面打磨、定長切割、涂裝六個工序。

得到的高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成軌枕10，其厚度為100mm～400mm，其寬度為200mm～400mm，其密度為200kg/m³～2000kg/m³，優(yōu)選的，其表觀總密度在800kg/m³-1800kg/m³。。

如圖1所示，本發(fā)明高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材10的連續(xù)成型工藝通過圖中所示的裝置進行，先在紗架1放卷長纖維及纖維氈、注射聚氨酯樹脂、加入短切纖維，再通過高壓發(fā)泡設備2、移動澆注設備3及對應的工裝實現(xiàn)均勻浸漬，然后在履帶式層壓主機4內(nèi)固化，冷卻后通過切割機5對固化后的板材進行切割。

實施例1：

以質(zhì)量份計，聚氨酯樹脂的配方及聚氨酯樹脂與增強纖維的比例如下：羥值400～480、官能度1～3的聚醚多元醇A 90份，羥值60～160、官能度1～2的聚醚多元醇B 10份，阻燃劑10份，硬泡穩(wěn)定劑5份，偶聯(lián)劑15份，催化劑0.3份，發(fā)泡劑0.1份，抗氧劑0.3份，抗紫外劑0.3份，異氰酸酯120份；長纖維：430份，短切纖維10份，纖維氈5份。其中增強纖維含量為64％，制作密度1400±50Kg/m³纖維增強聚氨酯硬泡合成板材規(guī)格：260mm×50mm×3000mm。履帶式層壓主機參數(shù)設置：運行速度：0.4m/min，溫度：90℃/60℃。將合成板材表面進行打磨，采用乙烯基樹脂作為粘結(jié)劑，采用豎向粘結(jié)的方式將四塊合成板材進行粘結(jié)成型，制作合成軌枕規(guī)格為260mm×200mm×3000mm。按照本實施例制作的合成軌枕性能如表1所示。

表1

實施例2：

以質(zhì)量份計，聚氨酯樹脂的配方及聚氨酯樹脂與增強纖維的比例如下：羥值400～480、官能度1～3的聚醚多元醇A 95份，羥值60～160、官能度1～2的聚醚多元醇B 5份，阻燃劑10份，硬泡穩(wěn)定劑3份，偶聯(lián)劑5份，催化劑0.3份，發(fā)泡劑0.1份，抗氧劑0.3份，抗紫外劑0.3份，異氰酸酯110份；長纖維：410份，短切纖維10份，纖維氈0份。其中增強纖維含量為65％，制作密度1200±50Kg/m³纖維增強聚氨酯硬泡合成板材規(guī)格：240mm×50mm×3000mm。履帶式層壓主機參數(shù)設置：運行速度：0.6m/min，溫度：90℃/60℃。將其中一塊合成板材機械打磨成40mm厚度，使用五塊50mm厚度及一塊打磨成40mm厚度的合成板材，采用環(huán)氧樹脂作為粘結(jié)劑，采用交叉粘結(jié)的方式進行粘結(jié)成型，制作合成軌枕規(guī)格為240mm×290mm×3000mm。按照本實施例制作的合成軌枕性能如表2所示。

表2

實施例3：

以質(zhì)量份計，聚氨酯樹脂的配方及聚氨酯樹脂與增強纖維的比例如下：羥值400～480、官能度1～3的聚醚多元醇A 90份，羥值60～160、官能度1～2的聚醚多元醇B 5份，阻燃劑15份，硬泡穩(wěn)定劑5份，偶聯(lián)劑10份，催化劑0.2份，發(fā)泡劑0.3份，抗氧劑0.5份，抗紫外劑0.5份，異氰酸酯115份；長纖維：520份，短切纖維5份，纖維氈1份。其中增強纖維含量為68.5％，制作密度1000±50Kg/m³纖維增強聚氨酯硬泡合成板材規(guī)格：500mm×30mm×3000mm。履帶式層壓主機參數(shù)設置：運行速度：0.5m/min，溫度：90℃/70℃。將500mm×30mm的合成板材，先機械加工成250mm×30mm的合成板材，取六塊進行表面打磨，采用乙烯基樹脂作為粘結(jié)劑，采用橫向粘結(jié)的方式進行粘結(jié)成型，制作合成軌枕規(guī)格為250mm×180mm×3000mm。按照本實施例制作的合成軌枕性能如表3所示。

表3

實施例4：

以質(zhì)量份計，聚氨酯樹脂的配方及聚氨酯樹脂與增強纖維的比例如下：羥值400～480、官能度1～3的聚醚多元醇A 95份，羥值60～160、官能度1～2的聚醚多元醇B 10份，阻燃劑5份，硬泡穩(wěn)定劑5份，偶聯(lián)劑10份，催化劑0.1份，發(fā)泡劑0.1份，抗氧劑0.25份，抗紫外劑0.25份，異氰酸酯125份；長纖維：460份，短切纖維10份，纖維氈0。其中增強纖維含量為65％，制作密度800±50Kg/m³纖維增強聚氨酯硬泡合成板材規(guī)格：200mm×60mm×3000mm。將三塊合成板材表面進行打磨，采用乙烯基樹脂作為粘結(jié)劑，采用橫向粘結(jié)的方式進行粘結(jié)成型，制作合成軌枕規(guī)格為200mm×180mm×3000mm。按照本實施例制作的合成軌枕性能如表4所示。

表4

實施例5：

以質(zhì)量份計，聚氨酯樹脂的配方及聚氨酯樹脂與增強纖維的比例如下：羥值400～480、官能度1～3的聚醚多元醇A 92份，羥值60～160、官能度1～2的聚醚多元醇B 8份，阻燃劑10份，硬泡穩(wěn)定劑2.5份，偶聯(lián)劑15份，催化劑1份，發(fā)泡劑1份，抗氧劑1份，抗紫外劑1份，異氰酸酯100份；長纖維：1330份，短切纖維30份，纖維氈10份。其中增強纖維含量為85％，制作密度1500±50Kg/m³纖維增強聚氨酯硬泡合成板材規(guī)格：600mm×10mm×3000mm。履帶式層壓主機參數(shù)設置：運行速度：0.4m/min，溫度：90℃/60℃。將600mm×10mm的合成板材，先機械加工成300mm×10mm的合成板材，將十塊合成板材表面進行打磨，采用環(huán)氧樹脂作為粘結(jié)劑，采用橫向粘結(jié)的方式進行粘結(jié)成型，制作合成軌枕規(guī)格為300mm×100mm×3000mm。按照本實施例制作的合成軌枕性能如表5所示。

表5

實施例5：

以質(zhì)量份計，聚氨酯樹脂的配方及聚氨酯樹脂與增強纖維的比例如下：羥值400～480、官能度1～3的聚醚多元醇A 93份，羥值60～160、官能度1～2的聚醚多元醇B 7份，阻燃劑10份，硬泡穩(wěn)定劑2.5份，偶聯(lián)劑15份，催化劑0.8份，發(fā)泡劑0.6份，抗氧劑0.7份，抗紫外劑0.5份，異氰酸酯135份；長纖維：1940份，短切纖維40份，纖維氈20份。其中增強纖維含量為88％，制作密度1800±50Kg/m³纖維增強聚氨酯硬泡合成板材規(guī)格：100mm×100mm×3000mm。履帶式層壓主機參數(shù)設置：運行速度：0.4m/min，溫度：90℃/60℃。取16塊板材，采用環(huán)氧樹脂作為粘結(jié)劑，采用交叉粘結(jié)的方式進行粘結(jié)成型，拼成4×4的結(jié)構(gòu)，制作合成軌枕規(guī)格為400mm×400mm×3000mm。按照本實施例制作的合成軌枕性能如表6所示。

表6

對比例分析

本發(fā)明一種高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成軌枕，通過采用低羥值低官能度的混合型聚醚多元醇，使用偶聯(lián)劑等多種技術手段，解決了聚氨酯與纖維浸漬不充分的問題，從而提高了纖維含量，能夠制作出密度高于840kg/m³的，纖維含量大于60％的纖維增強聚氨酯硬泡材料制品，彌補了纖維增加聚氨酯泡沫合成板材的技術空白，使其產(chǎn)品規(guī)格及性能多元化，滿足不同的技術指標要求。

通過提高增強纖維的質(zhì)量比例，使增強纖維的質(zhì)量比例大于60％，不僅減少了制作成本，而且大大的提高了同等密度下纖維增強聚氨酯硬泡合成軌枕的強度，同時產(chǎn)品更加致密，吸水量等指標等大幅降低，提高了產(chǎn)品的耐水性能；

通過制作高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成板材，采用粘結(jié)的方式成型，使合成軌枕的制作方式及工藝簡單化，并且在不增加模具投入的情況下，增加合成軌枕的規(guī)格型號；并且有效的解決了因一體成型中纖維過多，造成聚氨酯浸漬難度太大的問題，同時可以制作不同密度的合成板材，使合成軌枕的密度多元化，從而使強度多元化，滿足鐵路運輸中不同軸重型號的列車對合成軌枕的要求。

目前未見到產(chǎn)品密度高于840kg/m³的，和產(chǎn)品纖維含量高于60％的纖維增強聚氨酯泡沫合成軌枕的報道及實物。通過本發(fā)明制作方法，制作密度為800±50Kg/m³的合成軌枕，與國內(nèi)外知名廠家制作的纖維增強聚氨酯泡沫合成軌枕實物進行測試對比，結(jié)果如表7所示。

表7

對比分析結(jié)論

可見，本發(fā)明一種高纖維含量纖維增強聚氨酯硬泡合成軌枕，其纖維含量大于60％，在密度相差無幾的情況下，所制作的材料，在從力學性能、耐紫外老化性能、電氣性能、耐水性能等多方面，尤其是合成軌枕的抗彎曲性能、螺紋道釘抗拔性能及耐疲勞性能上都遠遠優(yōu)于國內(nèi)外知名廠家的合成軌枕制品。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。