[发明专利]一种铁道货运敞车车立柱及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料生产领域，尤其涉及一种铁道货运敞车车立柱及其制备方法。

背景技术

铁道货运敞车在运送圆木等货物过程中，会使用到车立柱，现在使用较多的是圆木型车立柱。其具有就地取材，简单易行的优点。但是圆木尺寸大小不一，组成的车立柱不规范，不具互换性和重复使用性，一次性使用后废弃造成浪费很大，且安全性没有保障。

发明内容

为了解决现有技术的缺点，满足新材料车立柱的应用要求，本发明提出一种铁道货运敞车车立柱及其制备方法，目的在于用高分子材料替代木材作铁道货运敞车车立柱。本发明设计的车立柱具有足够的冲击强度、抗弯强度，耐候性好、爆破应力平衡、刚性和柔韧性平衡等综合性能指标，并且提供了可回收循环使用的车立柱新材料。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种铁道货运敞车车立柱，包括车立柱本体，所述车立柱本体用料包括：质量比为100：(3～15)：(0.1～10)：(0.1～5)的复合材料、增韧剂、填充剂和增容剂；

其中，按重量份计，复合材料由60～80份的尼龙树脂、20～40份的增强纤维、0.1～5份的偶联剂、0.5～3份的成核剂、0.2～3份的热稳定剂、0.3～1.5份的抗氧剂和0.5～1.5份的润滑剂制备而成。

作为本发明的进一步改进，所述增韧剂为低密度聚乙烯、三元乙丙橡胶或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。

所述填充剂为蒙脱土、陶土、碳酸钙、钛白粉、滑石粉、二氧化硅、石棉、云母粉、硅藻土中的一种或多种任意比例混合；

所述增容剂为环氧树脂E44、环氧树脂E51、乙烯基硅烷、KH550、KH560、甲基丙烯酸、甘油、石蜡或马来酸酐；

作为本发明的进一步改进，所述尼龙树脂为尼龙6或尼龙66；

所述增强纤维为碳纤维、玻璃纤维、竹纤维、木纤维或芳纶纤维。

所述偶联剂为KH550、KH560、KH570或KH792；

所述成核剂为超细滑石粉或二硫化钼；

所述热稳定剂为硬脂酸钡、硬脂酸锌或二月桂酸二正丁基锡；

所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂2246；

所述润滑剂为氯化石蜡、二氧化钼粉或聚甘油脂肪酸酯。

作为本发明的进一步改进，增强纤维的长度为3-12mm。

作为本发明的进一步改进，所述车立柱本体为工字形结构、正方条形结构、正方菱形结构、正方田形不倒圆角结构或正方田形外倒圆角结构。

作为本发明的进一步改进，所述车立柱本体为正方田形外倒圆角结构，其横截面尺寸为45×45mm，壁厚6mm，外倒圆角10mm。

一种铁道货运敞车车立柱的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)，用偶联剂对增强纤维进行预处理得到预处理的增强纤维；按重量份称取尼龙树脂、预处理的增强纤维、成核剂、热稳定剂、抗氧剂和润滑剂，通过三螺杆挤出、造粒制备复合材料；三螺杆挤出温度为240～295℃；

步骤2)，将制备的复合材料、增韧剂、填充剂、增容剂混合，搅拌均匀得到混合料；

步骤3)，将混合料通过注塑成型机注塑成型，得到铁道货运敞车车立柱。

作为本发明的进一步改进，步骤2)中还包括三螺杆挤出机挤出前的干燥步骤，干燥条件80～90℃，干燥时间为0.5～4小时。

作为本发明的进一步改进，步骤2)中混合搅拌时间为10～40分钟。

作为本发明的进一步改进，步骤3)中注塑成型机的料筒温度240～295℃，注射压力50～110bar。

作为本发明的进一步改进，还包括对铁道货运敞车车立柱性能分析测试步骤，具体为铁道货运敞车车立柱在真空干燥箱中40～100℃下干燥5～10小时后，按标准进行弯曲性能、抗冲击性能和热重分析测试。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

高分子材料是一类具有强度高、刚性好、抗冲击、耐油及耐化学品、耐磨和自润滑等优点，尤其是硬度、刚性、耐热性和蠕变性能优良性能的材料。在此基础上采用多种改性剂对选取的高分子材料进行力学性能改性研究，达到各种性能优异，价格合理，比现在使用的圆木车立柱有足够的冲击强度、抗弯强度，耐候性好、爆破应力平衡、刚性和柔韧性平衡等综合优良性能，并且可回收循环使用的新材料车立柱。