[发明专利]改性塑料制品及其在制备火车敞车下侧门的用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性塑料制品，尤其是在制备火车敞车下侧门中的用途，属于工程塑料领域。

背景技术

在我国铁路运输中，煤炭、矿石等工况最复杂，对敞车下侧门的要求更高。其基体最初采用松木制作，平板结构，厚度50mm，重量75kg，腐蚀严重，木材资源浪费大。在80年代后，开始采用各种钢材压型结构制作，厚度5-6mm，重量58-70kg，使用寿命7-10年，钢制下侧门易腐蚀、变形，修换率高。针对这些问题，有关单位提出了采用新型非金属材料替代金属的新任务：比如采用铸型尼龙、玻璃钢、竹材等非金属材料。尼龙机械强度好、韧性好、耐磨性好，但吸水性较大且成本很高。玻璃钢密度小、强度高，耐腐蚀，刚性好，耐高温，但是低温性能差，冲击易开裂，且不易回收。超高分子量聚乙烯等工程塑料，具有突出的韧性、耐磨损、耐腐蚀、耐冲击、自润滑、摩擦系数小、耐低温等优良特性，即使在-270℃，其力学性能、化学性能和电性能都很好。但是刚性差，纯的超高分子量聚乙烯的模量约1GPa。为了弥补这些不足和进一步提高其耐磨性可对塑料基体进行填料改性，如超细玻璃微珠、二硫化钼、滑石粉、玻璃纤维、碳纤维，碎布、丝布、丝网石棉增强，但是这些改性塑料的刚性仍然不足以在敞车下侧门等工况环境复杂、恶劣的条件下使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种既保持塑料固有的耐磨损、耐腐蚀、耐冲击等优良性能，又增强其硬度、强度的改性塑料制品，为工业应用特别是火车敞车下侧门提供一种新的选择。

本发明的技术方案是提供一种改性塑料制品：其特征在于它的基体由多层的改性塑料融合而成，其中，外层是工作层，抗冲击能力强，并抗老化(抗紫外线)；中间层采用矿石粉填充改性塑料是为了增强强度。

本发明所述改性塑料是指在塑料原料中添加矿石粉、玻璃微珠、玻璃纤维粉、玻璃鳞片等制备而成，包括矿石粉填充塑料、玻璃微珠填充塑料、玻璃纤维增强塑料等等。所述塑料原料可以是高密度聚乙烯(分子量100万以下)、特高分子量聚乙烯(分子量100万-150万)、超高分子量聚乙烯(分子量150万以上)、改性聚丙烯、尼龙(包括浇铸尼龙)、聚氯乙烯等。

其中，所述塑料制品的基体四周镶嵌有骨架作为加强筋，骨架材料可以是管或棒状的金属材料、玻璃材料、陶瓷材料，可以达到增强塑料制品四周的强度，使得塑料制品不易变形。所述基体可以为平板矩形，其骨架由角钢和直钢条构成，其中角钢嵌入四角，直钢条嵌入四边，角钢和直钢条之间留有间隙。

上述塑料制品可以制成火车敞车下侧门，它是三层结构，第一层底层为工作层，要求耐磨、耐腐蚀，抗冲击，第二层中间层，要求刚性好，强度高，不易变形，第三层为表面层，要求美观，抗老化，耐腐蚀等。

加强层为矿石粉填充塑料，优选石英沙或铸石粉填充塑料。其原料配比为：以塑料原料为100份计(本文以下均指重量份)，添加50—250份石英沙或铸石粉等矿石粉、0.0005-0.001份硅烷偶联剂。

工作层和表面层是改性塑料：优选玻璃微珠、玻璃纤维或玻璃鳞片改性塑料，其原料配比为：以塑料原料为100份计，添加10—30份玻璃微珠、玻璃纤维或玻璃鳞片，0.0005-0.001份硅烷偶联剂。

所述硅烷偶联剂可以是A系列或KH系列，优选KH系列。

为了进一步提高塑料制品的强度和耐冲击能力，可以在中间层加入纤维丝布、纤维丝网等材料。

为了适应不同的视觉要求，表面层可以添加适量的着色剂，比如碳黑、工业颜料等。为了抗老化，也可以在表面层增加抗老化剂，比如紫外吸收剂。当然，表面层也可以是以其它工程塑料添加抗老化剂制备而成。

本发明塑料制品的制备方法是模压工艺，具体包括以下步骤：

a、分别按照配方称取原料，准备中间层和上下两层的塑料原料，并分别密封搅拌均匀备用；

b、依次在模具中铺底层料，中间层料，然后安置四周骨架，最后铺上层料，合模；

c、加热的同时加压：从室温升至塑料原料融化温度，压力不超过50kg/cm²。

d、降温加压：降温的同时继续加压，使得压力达到50kg/cm²，最后脱模、整形即得。

本发明提供的改性塑料制品原材料易得，方法简单易行，不需特殊设备；制备得到得改性塑料制品，耐摩擦，耐腐蚀，吸水率底，且抗弯曲强度高，抗冲击能力好、抗拉伸强度高、尤其低温冲击能力优异。是一种性能优良的塑料制品，特别适用于工况复杂，恶劣的环境下对耐磨、耐腐蚀、抗冲击能力、抗弯曲强度要求高的条件。

附图说明