一种铁道货运敞车车立柱及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种铁道货运敞车车立柱及其制备方法。车立柱由质量比为100∶(3～15)∶(0.1～10)∶(0.1～5)的复合材料、增韧剂、填充剂和增容剂制备而成；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份润滑剂制备而成。新材料车立柱经过强度计算，ANSYS软件分析，并考虑到各向同性要求及使用方便，采用正方田形(倒圆角)：横截面尺寸45×45mm，壁厚6mm，外倒圆角10mm。本发明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良好，并且可回收循环使用等优点。
【专利说明】一种铁道货运敞车车立柱及其制备方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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】
[0003] 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。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0005] -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；
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 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；
[0009] 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；
[0010] 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 ;
[0011] 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。
[0012] 所述偶联剂为 KH550、KH560、KH570 或 KH792 ;
[0013] 所述成核剂为超细滑石粉或二硫化钥；
[0014] 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；
[0015] 所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂2246 ;
[0016] 所述润滑剂为氯化石蜡、二氧化钥粉或聚甘油脂肪酸酯。
[0017] 作为本发明的进一步改进，增强纤维的长度为3-12mm。
[0018] 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。
[0019] 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 X 45mm，壁厚6mm，外倒圆角10mm。
[0020] 一种铁道货运敞车车立柱的制备方法，包括以下步骤：
[0021] 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°C ;
[0022] 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；
[0023] 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。
[0024] 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°C，干燥时间为0. 5?4小时。
[0025] 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。
[0026] 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°C，注射压 力 5〇 ?llObar。
[0027] 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°C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。
[0028] 相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
[0029] 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。
[0030] 车立柱可根据使用工况进行多种造型设计，如工字形结构、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；根据不同环境进行各种功能的 完善。通过优化分析，本发明的铁道货运敞车车立柱优选正方田形外倒圆角结构，这种结构 保证了各项力学性能及使用的方便性。
[0031] 由于本发明采用尼龙树脂做原料生产新材料铁道货运敞车车立柱，可以根据不同 的使用条件，对新材料车立柱材料进行不同性能的的改性。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；本发 明制备的共混材料，与纯尼龙树脂相比，冲击韧性有较大的提升，弯曲性能也相应的提高， 填料的分散均匀。通过样品测试，本发明提供的新材料的力学参数均超过了现有技术中所 使用的松木的力学参数：悬臂梁冲击强度16. 3kJ/m2,弯曲强度114. IMPa，满足车立柱的力 学性能要求。且本发明的车立柱可以重复使用，相对圆木型车立柱，具有安全性高、经济性 好、环保的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0032] 图1为现有技术中使用的圆形木头车立柱；
[0033] 图2为本发明设计的工字形车立柱；
[0034] 图3为本发明设计的正方条形车立柱；
[0035] 图4为本发明设计的正方菱形车立柱；
[0036] 图5为本发明设计的正方田形，不倒圆角车立柱；
[0037] 图6为本发明设计的正方田形，倒圆角车立柱。
【具体实施方式】
[0038] 本发明提供的一种铁道货运敞车车立柱，经过强度计算，如图1所示，现在使用的 车立柱，木头的许用应力（强度极限）：[σ] = 101. 6MPa;本发明制备的高分子材料车立柱 的许用应力（强度极限）：[σ ] = 203. 2MPa。
[0039] 如图1为圆形结构，为现在使用的木头车立柱，横截面尺寸为直径65mm。
[0040] 通过ANSYS软件分析，车立柱造型优化设计如图2至6,其中：
[0041] 如图2为工字形结构，横截面尺寸为45X45mm，壁厚6mm(中间坚壁厚12mm);
[0042] 如图3为正方条形结构，横截面尺寸为45 X 45mm，壁厚6mm ;
[0043] 如图4为正方菱形结构，横截面尺寸为45X45mm，壁厚6mm ;
[0044] 如图5为正方田形结构，不倒圆角，横截面尺寸为45X45mm，壁厚6mm ;
[0045] 如图6为正方田形结构，倒圆角，横截面尺寸为尺寸45X45mm，壁厚6mm，外倒圆角 10mm η
[0046] 优化分析结果表明，危险点应力大小依次为：正方田形（倒圆角）为106. 85MPa> 工字形为99. 86MPa>正方田形（不倒圆角）为92. 53MPa>正方棱形为89. 74MPa>正方条形 为87.84MPa。考虑到各向同性要求及使用方便，采用正方田形（倒圆角）：尺寸45X45mm， 壁厚6mm，外倒圆角10mm。虽然在各种设计中危险点应力最大，但仍远远满足货车敞车车立 柱的强度要求，安全可靠。
[0047] 本发明提供的一种铁道货运敞车车立柱的制备方法，其生产步骤是：
[0048] 第一步，用偶联剂对增强纤维进行预处理得到预处理的增强纤维；将尼龙树脂 (尼龙6、尼龙66)、预处理的增强纤维（碳纤维、玻璃纤维、竹纤维，木纤维，芳纶纤维），成 核剂（超细滑石粉、二硫化钥），热稳定剂（硬脂酸钡、硬脂酸锌、二月桂酸二正丁基锡），抗 氧剂（抗氧剂1010、抗氧剂2246)，润滑剂（氯化石蜡、二氧化钥粉、聚甘油脂肪酸酯）搅拌 混合均匀，在80?90°C下干燥0. 5?4小时，通过三螺杆挤出、造粒制备复合材料，挤出机 温度为240?295°C ;其中按重量份计，尼龙树脂60?80份，增强纤维20?40份，偶联剂 0. 1?5份，成核剂0. 5?3份、热稳定剂0. 2?3份、抗氧剂0. 3?1. 5份和润滑剂0. 5? 1. 5 份。
[0049] 第二步，制备的复合材料干燥后，按质量比加入100份的复合材料，3?15份增韧 剂（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），〇. 1?10份的 填充剂（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），〇. 1?5 份增容剂（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、马来酸酐），高速搅拌混合10?40分钟。
[0050] 第三步，将混合料通过注塑成型机注塑成型，料筒温度240?295°C，注射压力 50?llObar ;得到铁道货运敞车车立柱，及测试用的共混材料试样。
[0051] 第四步，将制备的共混材料试样修整，在真空干燥箱中40?KKTC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。
[0052] 下面结合具体实施例对本发明的生产方法作进一步详细说明。
[0053] 实施例一
[0054] 尼龙树脂做原料生产新材料铁道货运敞车车立柱的方法，其生产步骤是：
[0055] 第一步，用0. 1份偶联剂对20份增强纤维的urn的玻璃纤维）进行预处理得到预 处理的增强纤维；按质量比将80份的尼龙树脂（尼龙6)、20份的预处理增强纤维，0. 5份 成核剂（超细滑石粉），〇. 2份热稳定剂（硬脂酸钡），0. 3份抗氧剂（抗氧剂1010)，0. 5份 润滑剂（氯化石蜡）搅拌混合均匀，在80?90°C下干燥2. 5小时，通过三螺杆挤出、造粒制 备复合材料，挤出机温度为290°C。
[0056] 第二步，制备的复合材料干燥后，按质量比加入100份的复合材料，3份增韧剂（低 密度聚乙烯），1. 0份的填充剂（选用轻质碳酸钙和滑石粉），2份增容剂（甘油），高速搅拌 混合20分钟。
[0057] 第三步，将混合料通过注塑成型机注塑成型，料筒温度290°C，注射压力llObar。 得到铁道货运敞车车立柱，及测试用的共混材料试样。
[0058] 第四步，将制备的共混材料试样修整，在真空干燥箱中60°C下干燥7小时后，按标 准进行弯曲性能、抗冲击性能和热重分析测试。
[0059] 在此条件下制备的共混材料，（各项性能如表1所示）与纯尼龙树脂相比，冲击韧 性有较大的提升，弯曲性能也相应的提高，填料的分散均匀。
[0060] 实施例二
[0061] 尼龙树脂做原料生产新材料铁道货运敞车车立柱的方法，其生产步骤是：
[0062] 第一步，用3份偶联剂（KH560)对30份增强纤维（3mm的碳纤维）进行预处理得 到预处理的增强纤维；按质量比将70份的尼龙树脂（尼龙66)、30份的预处理增强纤维， 1. 5份成核剂（超细滑石粉），1. 0份热稳定剂（硬脂酸锌），0. 5份抗氧剂（抗氧剂1010)， 1. 5份润滑剂（二氧化钥粉）搅拌混合均匀，在80?90°C下干燥4小时，通过三螺杆挤出、 造粒制备复合材料，挤出机温度为275°C。
[0063] 第二步，制备的复合材料干燥后，按质量比加入100份的复合材料，10份增韧剂 (三元乙丙橡胶），5份的填充剂（选用轻质碳酸钙和滑石粉），0. 1份增容剂（环氧树脂 E44)，高速搅拌混合10分钟。
[0064] 第三步，将混合料通过注塑成型机注塑成型，料筒温度275°C，注射压力85bar。得 到铁道货运敞车车立柱，及测试用的共混材料试样。
[0065] 第四步，将制备的共混材料试样修整，在真空干燥箱中40°C下干燥8小时后，按标 准进行弯曲性能、抗冲击性能和热重分析测试。
[0066] 在此条件下制备的共混材料，（各项性能如表1所示）与纯尼龙树脂相比，弯曲性 能有大幅的提升，耐热性能较好，材料的冲击初性有大幅提升。
[0067] 实施例三
[0068] 尼龙树脂做原料生产新材料铁道货运敞车车立柱的方法，其生产步骤是：
[0069] 第一步，用5份偶联剂（KH560)对40份增强纤维（12mm的竹纤维）进行预处理 得到预处理的增强纤维；按质量比将60份的尼龙树脂（PA66)、40份的预处理的增强纤维， 3份成核剂（二硫化钥），2份热稳定剂（二月桂酸二正丁基锡），1. 5份抗氧剂（抗氧剂 2246)，1. 0份润滑剂（聚甘油脂肪酸酯）搅拌混合均匀，在80?90°C下干燥1小时，通过 三螺杆挤出、造粒制备复合材料，挤出机温度为275°C。
[0070] 第二步，制备的复合材料干燥后，按质量比加入100份的复合材料，10份增韧剂 (苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物），6份的填充剂（轻质碳酸钙），3份增容剂（环氧 树脂E51)，高速搅拌混合20分钟。
[0071] 第三步，将混合料通过注塑成型机注塑成型，料筒温度275°C，注射压力65bar。得 到铁道货运敞车车立柱，及测试用的共混材料试样。
[0072] 第四步，将制备的共混材料试样修整，在真空干燥箱中70°C下干燥6小时后，按标 准进行弯曲性能、抗冲击性能和热重分析测试。
[0073] 在此条件下制备的共混材料，（各项性能如表1所示）与纯尼龙树脂相比，弯曲性 能有提升，耐热性能较好，材料的冲击韧性有大幅提升。
[0074] 实施例四
[0075] 尼龙树脂做原料生产新材料铁道货运敞车车立柱的方法，其生产步骤是：
[0076] 第一步，用4份偶联剂（KH560)对33份增强纤维（10mm的玻璃纤维）进行预处理 得到预处理的增强纤维；按质量比将67份的尼龙树脂（PA6)、33份的预处理的增强纤维，3 份成核剂（二硫化钥），2份热稳定剂（硬脂酸钡），1. 5份抗氧剂（抗氧剂2246)，1. 0份润 滑剂（氯化石蜡）搅拌混合均匀，在80?90°C下干燥1小时，通过三螺杆挤出、造粒制备复 合材料，挤出机温度为295°C。
[0077] 第二步，制备的复合材料干燥后，按质量比加入100份的复合材料，7份增韧剂（三 元乙丙橡胶），6份的填充剂（二氧化硅、石棉云母粉、硅藻土任意比例混合），3份增容剂 (KH550)，高速搅拌混合20分钟。
[0078] 第三步，将混合料通过注塑成型机注塑成型，料筒温度295°C，注射压力50bar。得 到铁道货运敞车车立柱，及测试用的共混材料试样。
[0079] 第四步，将制备的共混材料试样修整，在真空干燥箱中KKTC下干燥6小时后，按 标准进行弯曲性能、抗冲击性能和热重分析测试。
[0080] 在此条件下制备的共混材料，（各项性能如表1所示）与纯尼龙树脂相比，弯曲性 能有提升，耐热性能较好，材料的冲击韧性有大幅提升。
[0081] 实施例五
[0082] 尼龙树脂做原料生产新材料铁道货运敞车车立柱的方法，其生产步骤是：
[0083] 第一步，用2份偶联剂（KH550)对20份增强纤维（6mm的木纤维）进行预处理得 到预处理的增强纤维；按质量比将80份的尼龙树脂（PA66)、20份的预处理的增强纤维，2. 5 份成核剂（超细滑石粉），1.5份热稳定剂（二月桂酸二正丁基锡），0.5份抗氧剂（抗氧剂 1010)，1. 5份润滑剂（二氧化钥粉）搅拌混合均匀，在80?90°C下干燥4小时，通过三螺 杆挤出、造粒制备复合材料，挤出机温度为240°C。
[0084] 第二步，制备的复合材料干燥后，按质量比加入100份的复合材料，5份增韧剂（苯 乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物），10份的填充剂（滑石粉），5份增容剂（乙烯基硅烷）， 高速搅拌混合40分钟。
[0085] 第三步，将混合料通过注塑成型机注塑成型，料筒温度240°C，注射压力llObar。 得到铁道货运敞车车立柱。
[0086] 实施例六
[0087] 尼龙树脂做原料生产新材料铁道货运敞车车立柱的方法，其生产步骤是：
[0088] 第一步，用3份偶联剂（KH560)对30份增强纤维（6mm的芳纶纤维）进行预处理 得到预处理的增强纤维；按质量比将70份的尼龙树脂（PA6)、30份的预处理的增强纤维，3 份成核剂（超细滑石粉），L 5份热稳定剂（硬脂酸锌），1. 5份抗氧剂（抗氧剂2246)，0· 5 份润滑剂（聚甘油脂肪酸酯）搅拌混合均匀，在80?90°C下干燥0. 5小时，通过三螺杆挤 出、造粒制备复合材料，挤出机温度为260°C。
[0089] 第二步，制备的复合材料干燥后，按质量比加入100份的复合材料，15份增韧剂 (低密度聚乙烯），〇. 1份的填充剂（碳酸钙、云母粉、硅藻土、滑石粉任意比例混合），〇. 1份 增容剂（KH560)，高速搅拌混合10分钟。
[0090] 第三步，将混合料通过注塑成型机注塑成型，料筒温度260°C，注射压力70bar。得 到铁道货运敞车车立柱。
[0091] 实施例七
[0092] 尼龙树脂做原料生产新材料铁道货运敞车车立柱的方法，其生产步骤是：
[0093] 第一步，用5份偶联剂（KH570)对40份增强纤维（5mm的芳纶纤维）进行预处理 得到预处理的增强纤维；按质量比将60份的尼龙树脂（PA66)、40份的预处理的增强纤维， 2份成核剂（二硫化钥），3份热稳定剂（二月桂酸二正丁基锡），1. 5份抗氧剂（抗氧剂 1010)，1份润滑剂（聚甘油脂肪酸酯）搅拌混合均匀，在80?90°C下干燥1小时，通过三 螺杆挤出、造粒制备复合材料，挤出机温度为275°C。
[0094] 第二步，制备的复合材料干燥后，按质量比加入100份的复合材料，15份增韧剂 (三元乙丙橡胶），6份的填充剂（蒙脱土、陶土、钛白粉和二氧化硅任意比例混合），3份增 容剂（甲基丙烯酸），高速搅拌混合20分钟。
[0095] 第三步，将混合料通过注塑成型机注塑成型，料筒温度275°C，注射压力65bar。得 到铁道货运敞车车立柱。
[0096] 实施例八
[0097] 尼龙树脂做原料生产新材料铁道货运敞车车立柱的方法，其生产步骤是：
[0098] 第一步，用4份偶联剂（KH792)对33份增强纤维（5mm的玻璃纤维）进行预处理 得到预处理的增强纤维；按质量比将67份的尼龙树脂（PA66)、33份的预处理的增强纤维， 2份成核剂（超细滑石粉），0. 2份热稳定剂（硬脂酸锌），1份抗氧剂（抗氧剂1010)，1份 润滑剂（氯化石蜡）搅拌混合均匀，在80?90°C下干燥1小时，通过三螺杆挤出、造粒制备 复合材料，挤出机温度为295°C。
[0099] 第二步，制备的复合材料干燥后，按质量比加入100份的复合材料，5份增韧剂（低 密度聚乙烯），6份的填充剂（蒙脱土、陶土、碳酸钙、钛白粉、滑石粉、二氧化硅、石棉、云母 粉、硅藻土任意比例混合），3份增容剂（石蜡），高速搅拌混合20分钟。
[0100] 第三步，将混合料通过注塑成型机注塑成型，料筒温度295°C，注射压力50bar。得 到铁道货运敞车车立柱。
[0101] 对比例一
[0102] 尼龙树脂做原料生产新材料铁道货运敞车车立柱的方法，其生产步骤是：
[0103] 第一步，用5份偶联剂（KH560)对50份增强纤维（5mm的玻璃纤维）进行预处理得 到预处理的增强纤维；按质量比将50份的尼龙树脂（聚酰胺PA66)、50份的增强纤维（玻璃 纤维），3份成核剂（二硫化钥），3份热稳定剂（二月桂酸二正丁基锡），0. 3份抗氧剂（抗 氧剂1010)，1. 5份润滑剂（氯化石蜡）搅拌混合均匀，在80?90°C下干燥4小时，通过三 螺杆挤出、造粒制备复合材料，挤出机温度为240°C。
[0104] 第二步，制备的复合材料干燥后，按质量比加入100份的复合材料，15份增韧剂 (苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物），10份的填充剂（碳酸钙和滑石粉），5份增容剂（甘 油），高速搅拌混合40分钟。第三步，将混合料通过注塑成型机注塑成型，料筒温度240°C， 注射压力llObar。得到铁道货运敞车车立柱，及测试用的共混材料试样。
[0105] 第四步，将制备的共混材料试样修整，在真空干燥箱中40°C下干燥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。
[0106] 在此条件下制备的共混材料，材料的相容性较差，增强纤维裸露较多，材料韧性较 差。对比例二
[0107] 尼龙树脂做原料生产新材料铁道货运敞车车立柱的方法，其生产步骤是：
[0108] 第一步，按质量比将100份的尼龙树脂（PA66)在80?90°C下干燥0. 5小时，通过 三螺杆挤出、造粒制备复合材料，挤出机温度为260°C。
[0109] 第二步，制备的复合材料干燥后，按质量比加入100份复合材料，0. 1份的填充剂 (碳酸钙和滑石粉），0. 1份增容剂（马来酸酐），高速搅拌混合10分钟。
[0110] 第三步，将混合料通过注塑成型机注塑成型，料筒温度260°c，注射压力70bar。得 到铁道货运敞车车立柱，及测试用的共混材料试样。
[0111] 第四步，将制备的共混材料试样修整，在真空干燥箱中80°C下干燥5小时后，按标 准进行弯曲性能、抗冲击性能和热重分析测试。
[0112] 在此条件下制备的共混材料，冲击性能、弯曲性能较差，不具备新材料车立柱的力 学性能要求。
[0113] 由上述实施例1至4得到及对比例1和2的样品经测试具有如下的技术效果：
[0114] 表 1
[0115]
【权利要求】
1. 一种铁道货运敞车车立柱，其特征在于，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、增韧齐[J、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、〇. 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。
2. 根据权利要求1所述的一种铁道货运敞车车立柱，其特征在于， 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。
3. 根据权利要求1所述的一种铁道货运敞车车立柱，其特征在于， 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钥； 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、二氧化钥粉或聚甘油脂肪酸酯。
4. 根据权利要求1所述的一种铁道货运敞车车立柱，其特征在于，增强纤维的长度为 3_12mm〇
5. 根据权利要求1至4中任意一项所述的一种铁道货运敞车车立柱，其特征在于，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。
6. 根据权利要求5所述的一种铁道货运敞车车立柱，其特征在于，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 X 45mm，壁厚6mm，外倒圆角10mm。
7. 权利要求1至6中任意一项所述的一种铁道货运敞车车立柱的制备方法，其特征在 于，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°C ; 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。
8. 根据权利要求7所述的制备铁道货运敞车车立柱的方法，其特征在于，步骤1)中还 包括三螺杆挤出机挤出前的干燥步骤，干燥条件80?90°C，干燥时间为0. 5?4小时。
9. 根据权利要求7所述的铁道货运敞车车立柱的制备方法，其特征在于，步骤2)中混 合搅拌时间为10?40分钟。
10. 根据权利要求7所述的铁道货运敞车车立柱的制备方法，其特征在于，步骤3)中注 塑成型机的料筒温度240?295°C，注射压力50?1 lObar。
【文档编号】C08L77/06GK104231603SQ201410488241
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】张敏, 王正宏, 许小玲, 袁越锦 申请人:陕西科技大学