专利名称：自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木，此枕木适用于铁路钢轨的轨枕，与传统的有机合成枕木相比，具有自阻燃、自结皮、一步法合成等优点。
背景技术：
目前，国内外的有机合成枕木基本上都是由枕木本体以及本体外表面的涂层两部分组成，制备方法是先制成枕木本体，再在枕木本体外表面喷涂一层阻燃涂料，因此存在着加工操作复杂、成本高、费工费料、本体材料为非阻燃型等问题。为了克服上述问题， 一种生产简单、高效低成本的合成枕木急待开发，来满足市场的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种一步反应复合成型的自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木材料，为了解决现有合成枕木存在的技术问题，具有内表一体、自阻燃、低密度、高强度、自结皮的特点。
本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种上述自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木材料的制备方法。
本发明解决上述问题采取的技术方案是 一种低密度高强度自结
皮阻燃型聚氨酯复合枕木，由A组分、B组分和C组分混合一次成型，
其中，多元醇
30 85份
植物油
10 50份
发泡剂
5 10份
催化剂
0. 01 2份
阻燃剂
5 25份
抗氧化剂
0. 01 0. 5份
B组分为二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯，A组分与B
组分的质量比为l: 1 2;
C组分为无机增强材料10 70份。
本发明在传统枕木材料的化学配方中加以化学阻燃材料构成自阻燃体系，以A组份与B组份反应成聚氨酯，C组分无机增强材料与聚氨酯复合，通过反应注射成型或拉挤成型制成低密度、高强度、自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木材料。
上述方案中，所述的多元醇为端羟基聚醚或聚脂多元醇，其用量可以为30， 35， 40， 45， 50, 55， 60， 65， 70， 75， 80或85重量份；
所述的植物油为天然蓖麻油、改性植物油中的一种，其用量可以为IO， 15， 20， 25, 30， 35， 40， 45或50重量份；
所述的发泡剂为氢氯氟烃、氮气或空气，其用量可以为5， 6， 7，8， 9或10重量份；
所述的催化剂为三亚乙基二胺、四甲基亚垸基二胺、二甲基环己胺等胺类催化剂，二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、硫醇二丁锡、二醋酸二丁基锡等金属类催化剂中的一种或其组合，其用量可以为0. 01，0.05， 0.1， 0.2， 0.5， 0.8， 1， 1.2， 1.5， 1.8或2重量份；
所述的阻燃剂为硅、镁、磷、氮氧化物中的一种或多种的无机非卤素阻燃剂，其用量可以为5， 8, 10， 12， 15， 18， 20， 22或25重量份；
所述的抗氧化剂为四亚甲基(3， 5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸)甲酯、三甘醇双-[3- (3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]2， 6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2， 6-二叔丁基对甲酚中的一种或其组合，其用量可以为0.01， 0,05， 0.1， 0.15， 0.2， 0.3, 0. 4或0. 5重量份；
所述A组分与B组分的质量比具体为1: 1， 1.2， 1.4， 1.6， 1.8或2。
在上述方案的基础上，所述的无机增强材料为玻璃纤维或火山岩纤维。
所述的无机增强材料可以为短纤维、长纤维、纤维薄毡或纤维织物。
本发明针对上述自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木材料提供下述制
备方法
方法一
制备A组分将端羟基多元醇、植物油、阻燃剂、催化剂、抗氧化剂在搅拌器中搅拌混合1 2小时，再分多次加入发泡剂，制成A
组分；
成型采用注射成型设备，采用将C组分无机增强材料放置于模
具内，然后将A组份与B组份二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯按质量比l: 1 2注入含有C组分的模具内，A、 B组份反应并与C组分结合，经反应注射成型设备固化一次成形，制成自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木材料。
方法二
制备A组分将端羟基多元醇、植物油、阻燃剂、催化剂、抗氧
化剂在搅拌器中搅拌混合1 2小时，再分多次加入发泡剂，制成A组分；
成型采用拉挤成型机设备，将A组份与B组份二苯基甲烷二异 氰酸酯或甲苯二异氰酸酯按质量比h 1 2经高压混合后，喷洒入C 组分无机增强材料中，经拉挤成型机固化一次成型，制成自结皮阻燃 型聚氨酯复合枕木材料。
本发明的有益效果是
1、 本发明利用化学阻燃剂与聚氨酯结合构成一种内表一体自阻燃的 复合材料，与现有的有机合成枕木相比，阻燃效果更加；
2、 采用一步成型生产过程，工艺简单，省工省料，降低成本；
3、 是一种环保型产品，无有机挥发性溶剂，无毒无害；
4、 生产效率高，固化速度快；
5、 自结皮无需对表面进行二次加工处理。
具体实施例方式
一种自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木材料，以重量份计，包括A组
分、B组分和C组分，其中
A组份，按重量份计包括 多元醇 30 85份
植物油 10 50份
发泡剂 5 10份 催化剂 0.01 2份 阻燃剂 5 25份
抗氧化剂 0.01 0.5份 所述的发泡剂为氢氯氟烃、氮气或空气；
B组分为二苯基甲垸二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯，A组分与B
8组分的质量比为1: 1 2;
C组分为玻璃纤维或火山岩纤维增强材料。制备方法反应注射成型
将端羟基多元醇、植物油、阻燃剂、催化剂、抗氧化剂在搅拌器中搅拌混合1 2小时，再分多次加入发泡剂，制成A组分；
将C组分玻璃纤维或火山岩纤维增强材料放置于模具内，然后将A组份与B组份二苯基甲垸二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯按质量比1 :
1 2采用反应注射成型设备注入含有C组分的模具内，A、 B组份反应并与c组分结合，制成自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木材料。
拉挤成型
将端羟基多元醇、植物油、阻燃剂、催化剂、抗氧化剂在搅拌器中搅拌混合1 2小时，再分多次加入发泡剂，制成A组分；
将A组份与B组份二苯基甲垸二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯按质
量比l: 1 2经高压混合后，喷洒入C组分玻璃纤维或火山岩纤维增
强材料中，经拉挤成型机固化成型，制成自结皮阻燃型聚氨酯复合枕
木材料。
实施例1
A组份的制备-
取多元醇65重量份，植物油35重量份，催化剂0. 5重量份，阻燃剂15重量份，抗氧化剂0. 03重量份放入搅拌器中，搅拌混合1 2小时，分多次将发泡剂10重量份加入物料中，制成A组分。B组份
MDI或TDI 135重量份。
制备方法反应注射成型
先将C组份玻璃纤维10重量份铺放于模具内，然后将A组份与 B组份注入含有C组分的模具内，A、 B组份反应并与C组分结合，制 成自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木材料，或， 拉挤成型
先将A组份与B组份经高压混合后喷洒入C组份玻璃纤维10重 量份中，经拉挤成型机固化成型，制成自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木 材料。 实施例2 A组份的制备
取多元醇75重量份，植物油25重量份，催化剂0.55重量份， 阻燃剂13重量份，抗氧化剂0. 03重量份放入搅拌器中，搅拌混合l 2小时，分多次将发泡剂10重量份加入物料中，制成A组分。 B组份
MDI或TDI 130重量份。 制备方法 反应注射成型
先将C组份火山岩纤维60重量份放置于模具内，然后将A组份 与B组份注入含有C组分的模具内，A、 B组份反应并与C组分结合， 制成自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木材料，或，
拉挤成型
先将A组份与B组份经高压混合后喷洒入C组份火山岩纤维60 重量份中，经拉挤成型机固化成型，制成自结皮阻燃型聚氨酯复合枕 木材料。
权利要求
1、一种自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木材料，以重量份计，由A组分、B组分和C组分混合一次成型，其特征在于，A组份包括多元醇30～85份植物油10～50份发泡剂5～10份催化剂0.01～2份阻燃剂5～25份抗氧化剂 0.01～0.5份B组分为二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯，A组分与B组分的质量比为1∶1～2；C组分为无机增强材料10～70份。
2、 根据权利要求1所述的自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木材料，其特征在于所述的多元醇为端羟基聚醚或聚脂多元醇。
3、 根据权利要求1所述的自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木材料，其特征在于所述的植物油为天然蓖麻油、改性植物油中的一种。
4、 根据权利要求1所述的自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木材料，其特征在于所述的发泡剂为氮气或空气。
5、 根据权利要求1所述的自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木材料，其特 征在于所述的阻燃剂为硅、镁、磷、氮氧化物中的一种或多种的无 机非卤素阻燃剂。
6、 根据权利要求1所述的自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木材料，其特 征在于所述的催化剂为三亚乙基二胺、四甲基亚烷基二胺、二甲基 环己胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、硫醇二丁锡、二醋酸二丁基锡中的一种或其组合；所述的抗氧化剂为四亚甲基(3， 5-二叔丁基 -4-羟基苯丙酸)甲酯、三甘醇双-[3- (3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯 基)丙酸酯]2， 6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2， 6-二叔丁基对甲酚中的 一种或其组合。
7、 根据权利要求1所述的自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木材料，其特 征在于所述的无机增强材料为玻璃纤维或火山岩纤维。
8、 根据权利要求7所述的自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木材料，其特 征在于所述的无机增强材料为短纤维、长纤维、纤维薄毡或纤维织 物。
9、 根据权利要求1至8之一所述的自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木材 料的制备方法，其特征在于按下述步骤制备制备A组分将端羟基多元醇、植物油、阻燃剂、催化剂、抗氧化剂在搅拌器中搅拌混合1 2小时，再分多次加入发泡剂，制成A 组分；成型采用注射成型设备，将C组分无机增强材料放置于模具内，然后将A组份与B组份二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯按质 量比l: 1 2注入含有C组分的模具内，A、 B组份反应并与C组分 结合，经反应注射成型设备固化一次成形，制成自结皮阻燃型聚氨酯 复合枕木材料。
10、 根据权利要求1至8之一所述的自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木材料的制备方法，其特征在于制备A组分将端羟基多元醇、植物油、阻燃剂、催化剂、抗氧化剂在搅拌器中搅拌混合1 2小时，再分多次加入发泡剂，制成A 组分；成型采用拉挤成型机设备，将A组份与B组份二苯基甲垸二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯按质量比l: 1 2经高压混合后，喷洒入C 组分无机增强材料中，经拉挤成型机固化一次成型，制成自结皮阻燃 型聚氨酯复合枕木材料。
全文摘要
本发明涉及一种自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木材料及其制备方法，该枕木材料采用化学材料构成自阻燃体系，用玻璃纤维，火山岩纤维等纤维增强，与聚氨酯相结合，制成自结皮阻燃型聚氨酯复合枕木。克服现有两步法合成枕木的生产问题，工艺简单，成本低，具有低密度，高拉伸强度，高剪切强度，高弹性模量等物理性能的新型枕木。复合枕木采用注射或拉挤成型，以重量份计，A组份包括多元醇30～85份；植物油10～50份；发泡剂5～10份；催化剂0.01～2份；阻燃剂5～25份；抗氧化剂0.01～0.5份；所述的发泡剂为氮气或空气等；B组分为二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯，A、B组分的质量比为1∶1～2；C组分为玻璃纤维或火山岩纤维增强材料。
文档编号C08G18/36GK101550225SQ200910050949
公开日2009年10月7日 申请日期2009年5月11日 优先权日2009年5月11日
发明者孙寿彬, 孙寿松, 孙寿鹏 申请人:上海世鹏聚氨酯科技发展有限公司