[发明专利]酚醛树脂基复合材料轨枕的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种酚醛树脂基复合材料轨枕的制备方法。

背景技术

我国是世界上木材资源比较贫乏的国家之一，但确是一个木材消费大国，木材的供需矛盾始终十分尖锐。如何将林木的生物量最大化地利用，生产较多的木材替代产品，用于国民经济建设，是森林工业行业及科技工作者的重大课题。我国木材综合利用水平及利用率比较低，特别是对林木的剩余资源利用率更低，仅是森林工业发达国家的40%左右。林木资源的充分利用及高附加值产品的生产，特别是国民经济建设急需部门产品的研发及生产具有重要的现实及历史意义。

我国是一个地域辽阔的大陆国家，人口众多，资源分配不均衡，这就必然决定了大量资源与人员需要长途调运。不论是运输里程还是运输量，铁路运输在五大运输方式中都是最高的。铁路是保证我国经济快速发展的基础和根本。截至20世纪末，我国铁路建设总里程突破7万km，运营里程达到6.64万km，计划到2050年中国铁路网规模达到14万km。根据运量和行车速度等运营条件的要求，每公里线路上铺设轨枕的数量在1440～1840根，如按最低限计算，需要轨枕1.06亿根。加上需要更替的轨枕，将有1.2亿根轨枕缺口，如这一问题不能很好解决，将严重制约国民经济的快速发展。据统计，北美目前每年更换轨枕大约1200万根，未来2～5年会进一步提高到1400~1600万根/年；俄罗斯有超过2.5亿根的木质轨枕亟待更换（铁路干线、地铁线路、森林窄轨铁路和电气火车铁路），因此，不论是世界上的其它国家还是我国，对轨枕数量的需求都是非常大的，急需研制、开发各项技术指标先进的新型优质轨枕，而复合材料轨枕将成为铁路运输的发展趋势。

发明内容

本发明的目的是提供一种酚醛树脂基复合材料轨枕的制备方法，不但操作方便快捷，而且所得产品性能优良。

所述目的是通过如下方案实现的：

一种酚醛树脂基复合材料轨枕的制备方法，依次包括以下步骤：

(1).预浸料的制备：将木质剩余物制备成粒度为1～3mm的木屑，烘箱干燥，使其含水率控制在6%以下；将毛竹片打磨去除表面毛刺和污垢，用酚醛树脂胶浸泡3-7min,处理后加热干燥、冷却备用；将酚醛树脂胶雾化后与木质剩余物在搅拌机中充分均匀搅拌备用，酚醛树脂胶占混合物总重量的比例为15%~17%；

(2).表面材料的制备：将玻璃纤维布在酚醛树脂胶中充分浸泡，制成预浸料，放入烘箱加热至60~70℃，保持2-3小时后，将预浸料从烘箱中取出，冷却备用；

(3).复合材料的制备：将预浸好的玻璃纤维方格布均匀铺放于模具的四周；向模具中均匀地加入木质剩余物预浸料，厚度一致，加入量为总量的25%，横向均匀铺放第一层冷却备用的毛竹片，毛竹片平均间距10 mm；继续向模具中均匀地加入木质剩余物预浸料，加入量为总量的25%，纵向铺放第二层毛竹片，间距同第一层；继续向模具中均匀地加入25%的木质剩余物预浸料，横向均匀铺放第三层冷却备用的毛竹片；继续向模具中均匀地加入剩余25%的木质剩余物预浸料，合上模具的上盖，使热压机开始加压，热压温度为180～200℃，采用三段式热压，高压单位压力为4.5～5MPa，时间为1～1.5min，保压单位压力为2.8～3MPa，时间为8～10min，低压单位压力为0.8～1MPa，时间为1.5～2min，一次降压。恒温保持15~17min，将模具卸压并使其冷却后，打开模具，将复合材料轨枕取出。

浸泡毛竹片用的酚醛树脂胶，其酚醛树脂质量为28～32%。

与木质剩余物一同搅拌所使用的酚醛树脂胶，雾化前酚醛树脂质量为41-45%。

所述方法中，酚醛树脂胶中含有占酚醛树脂胶总重量3-5%的尿素。

所述方法中，玻璃纤维布为规格为EW200的玻璃纤维方格布。

所述方法中，纵向铺放的毛竹片的长度与轨枕长度相同，横向铺放的毛竹片的长度与轨枕宽度相同，具体地，纵向铺放的毛竹片的尺寸为5×15×2500mm，横向铺放的毛竹片的尺寸为5×15×220mm。

所述方法中，木质剩余物为杨树、落叶松、云杉、冷杉树种中的一种或多种。

本发明具有以下优点：

1.本发明利用了大量的木质剩余物，成本低廉，使用性能好，不但克服了水泥轨枕存在的缺点，而且发展了木材的节约代用，优化了木材消费结构，在一定程度上缓解了我国木材资源紧张的状况，改善了森林资源的可持续利用和生态环境。