[发明专利]一种纤维增强复合材料合成轨枕及其成型方法

说明书

一种纤维增强复合材料合成轨枕及其成型方法，所述纤维增强复合材料合成轨枕的纤维增强材料为多向纤维织物；所述成型方法包括下述步骤：在多向纤维织物表面浇注树脂材料和任选地助剂的混合物；或者，将树脂材料和任选地助剂的混合物粘附在所述多向纤维织物表面；固化成型，即得到所述纤维增强复合材料合成轨枕。

技术领域

本申请涉及但不限于高分子复合材料技术领域，尤其涉及但不限于一种应用在铁路、轻轨地铁、铁路桥梁、普通栈道等领域的纤维增强复合材料合成轨枕及其成型方法。

背景技术

目前铁路交通上使用的轨枕主要是木枕和预应力钢筋混凝土轨枕。混凝土轨枕弹性差、刚度大，并且自身重量大，安装、更换不方便，因此在特定区域使用受到限制。与混凝土轨枕相比，木枕具有比重小、弹性好、易加工、使用方便等优点，广泛使用在桥梁、岔道等特殊位置。但是随着森林资源的匮乏以及环保意识的提高，可用于加工成型轨枕的木材越来越少，并且木材本身耐腐蚀性差、寿命低，经过防腐处理的木枕还会污染环境，对施工人员的身体产生危害等。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

由于传统轨枕都存在一定的弊端，所以各国都在积极研发新型轨枕。其中长玻璃纤维增强热固性树脂发泡体成型的合成轨枕是一种较为理想的替代品，它不仅具有木材的质感，而且质量轻、强度高、耐腐蚀；同时，不吸水、耐化学腐蚀性强、绝缘性好，兼备了天然木材与塑料的优点。

但是，本申请的发明人深入发现了长玻璃纤维增强热固性树脂发泡体成型的合成轨枕也存在缺点，具体分析如下：目前，这种合成轨枕多由单向连续纤维增强聚氨酯硬泡材料制成，增强材料为连续纤维，单向平行排布。在该纤维排布和增强效果下，材料在纤维方向上的性能优异，具有良好的抗弯曲载荷、抗拉伸载荷、抗压缩载荷的能力；但在垂直于纤维方向的方向上，材料的机械性能就较低，导致合成的轨枕在应用中易发生开裂等损伤。

在对现有技术存在的问题深入探究的基础上，本申请的发明人创造性地提供了一种利用多向纤维织物增强的复合材料合成轨枕，该纤维增强复合材料合成轨枕能够克服轨枕横向性能薄弱的弊端。

具体地，本申请提供了一种纤维增强复合材料合成轨枕，所述合成轨枕的纤维增强材料为多向纤维织物。

在一些实施方式中，所述多向纤维织物的主轴方向上为连续纤维。

在本申请中，定义多向纤维织物中与轨枕的长度方向平行的方向为“多向纤维织物的主轴方向”。

任选地，所述多向纤维织物的主轴方向上的纤维的重量可以占纤维的总重量的10％-90％。

在一些实施方式中，所述多向纤维织物的除主轴方向之外的其他方向上可以为连续纤维和短切纤维中的任意一种或更多种。

任选地，所述多向纤维织物的除主轴方向之外的其他方向上的纤维的重量可以占纤维的总重量的90％-10％。

在一些实施方式中，所述连续纤维可以选自玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维和碳纤维的连续纤维中的任意一种或更多种。

在一些实施方式中，所述短切纤维可以选自玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维和碳纤维的短切纤维中的任意一种或更多种。

在一些实施方式中，所述多向纤维织物的规格可以为50g/m²-3000g/m²。

在本申请中，所述多向纤维织物可以通过购买获得，也可以自行设计纤维的排布方式并利用本领域中常用的方法制备而成。

在一些实施方式中，所述合成轨枕还可以包括树脂材料。

在一些实施方式中，所述树脂材料选自硬质聚氨酯泡沫、交联聚氯乙烯泡沫、聚醚酰亚胺泡沫、聚丙烯腈泡沫和聚酯泡沫中的任意一种或更多种。