一种铁路平车地板及其制备方法与流程

1.本发明涉及复合板材技术领域，具体而言，涉及一种铁路平车地板及其制备方法。

背景技术：

2.铁路平车是铁道上大量使用的通用车型，主要用于装运大型机械、集装箱、钢材、大型建材等。目前，就应用于铁路平车上的板材而言，如铁路平车地板，大多采用木质地板或复合材料作为加工的基础材料。由于平车木地板的结构较为简单，普遍存在性能不稳定、不耐腐、容易破损、阻燃性差、易发生火灾等问题，无法保证车辆的运行安全；而其他部分平车地板所采用的复合材料，虽然提高了地板的性能，但其造价成本较高，应用场景也相对有限。

技术实现要素：

3.为解决上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种铁路平车地板及其制备方法。
4.第一方面，本发明实施例提供了一种铁路平车地板，包括：防护层和发泡结构体，所述发泡结构体为纤维材料增强的树脂发泡结构；所述纤维材料包括分离设置的长纤维材料和短纤维材料，且所述短纤维材料设置在所述发泡结构体的上部，所述长纤维材料设置在所述发泡结构体的下部；所述发泡结构体的上侧用于设置所述防护层。
5.可选地，所述发泡结构体中包含所述长纤维材料的部分结构的厚度在30mm～40mm之间。
6.可选地，所述发泡结构体中包含所述短纤维材料的部分结构的厚度在5mm～65mm之间。
7.可选地，所述长纤维材料的长度与所述铁路平车地板的长度或宽度相同。
8.可选地，所述短纤维材料的长度在0.5mm～20mm之间。
9.可选地，所述纤维材料为玻璃纤维或碳纤维。
10.可选地，所述发泡结构体中包含所述长纤维材料的部分结构的密度在0.4g/cm3～0.7g/cm3之间。
11.可选地，所述防护层的厚度在0.5mm～1.5mm之间。
12.可选地，所述防护层还设置在所述发泡结构体的下侧，和/或，所述防护层还设置在所述发泡结构体的边侧。
13.第二方面，本发明实施例还提供了一种铁路平车地板的制备方法，包括：将多个长纤维材料并列铺层在模具底部；将多个所述长纤维材料与树脂发泡材料混合；在混合多个所述长纤维材料的树脂发泡材料完全凝固之前，在混合多个所述长纤维材料的树脂发泡材料的上侧浇注混合多个短纤维材料的树脂发泡材料，并整体进行发泡；之后脱模，形成一体结构的发泡结构体；在所述发泡结构体的上侧铺设防护层，得到所述铁路平车地板。
14.本发明实施例上述第一方面提供的方案中，通过将长纤维材料设置在发泡结构体
下部，将短纤维材料设置在发泡结构体上部，一并制成一体式树脂发泡结构，可以保证发泡结构体耐腐蚀、不易燃的优点；并且，该发泡结构体下部的长纤维材料能起到增强加固、抗弯曲的效果，能够增加复合材料地板的强度；由于该发泡结构体上部的短纤维材料具有各向同性的特点，不会沿纤维方向劈裂，具有良好的握钉力、反抗劈力。该发泡结构体为一体式的结构，不需要使用胶粘剂等，在使用时不容易发生脱胶错位甚至分层脱落。此外，本发明实施例所采用的树脂发泡结构在成本上要远低于现有方案中所普遍采用的玻璃钢板材料，既可以满足扩大生产的需求，也可以节约成本。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1示出了本发明实施例所提供的一种铁路平车地板的整体示意图；
17.图2示出了本发明实施例所提供的一种铁路平车地板的截面示意图；
18.图3示出了本发明实施例所提供的一种铁路平车地板的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
19.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
20.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
21.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
22.目前常见的平车地板大致分为两种，第一种是整体由木质材料构成的平车地板，由于木质材料结构简单，普遍存在性能不稳定、不耐腐、容易破损、阻燃性差、易发生火灾等问题，无法保证车辆的运行安全；第二种是多层通过胶粘剂固定的复合材料所形成的平车地板，其在使用过程中易发生脱胶分离等问题，同样无法保证铁路平车的运行安全，且复合材料多为玻璃钢板，造价高，不适宜量产。
23.本发明实施例提供的一种铁路平车地板，参见图1所示，包括：防护层1和发泡结构体2，发泡结构体2为纤维材料增强的树脂发泡结构；参见图2所示，纤维材料包括分离设置
的长纤维和短纤维，且短纤维设置在发泡结构体2的上部，长纤维设置在发泡结构体2的下部；发泡结构体2的上表面用于设置防护层1。
24.本发明实施例所提供的铁路平车地板是一种复合材料底板，其至少包括两部分，防护层1和发泡结构体2。发泡结构体2主要包括树脂，并形成树脂发泡结构；该树脂可以选取聚氨酯材料进行加工合成，聚氨酯材料更容易与其他材料复合，性能更好。并且，发泡结构体2中包含纤维材料，以增强发泡结构体2的整体性能。其中，用于构成发泡结构体2的纤维材料包括长纤维材料及短纤维材料，且两种纤维材料分离设置，即两种纤维材料设置在发泡结构体2的不同位置。具体地，在发泡结构体2的下部铺设该长纤维材料，在发泡结构体2的上部铺设该短纤维材料。其中，该长纤维材料可以是多个且与复合材料地板的长度或宽度相同的长纤维材料，比如，长纤维材料可沿复合材料地板实际长度方向依次排列铺设，或者沿复合材料地板实际宽度方向依次排列铺设，长纤维材料的具体长度可根据实际所用复合材料地板而调节，本发明实施例对此不做限定。该短纤维材料的长度可以在0.5mm～20mm之间。
25.当复合材料地板用于铁路平车承载货物时，难免会与所载货物出现刮碰；并且，本发明实施例，为了增强复合材料地板的握钉力和抗劈力，于该发泡结构体2中加入长短不同的纤维材料，为了避免用户在使用过程中碰触到发泡结构体2，本发明实施例在发泡结构体2的上侧铺设防护层1，用于直接与待载重物接触，能有效保护发泡结构2。可选地，该防护层1厚度可以在0.5mm～1.5mm之间。
26.本发明实施例提供的一种铁路平车地板，通过将长纤维材料设置在发泡结构体2下部，将短纤维材料设置在发泡结构体2上部，一并制成一体式树脂发泡结构，可以保证发泡结构体2耐腐蚀、不易燃的优点；并且，该发泡结构体2下部的长纤维材料能起到增强加固、抗弯曲的效果，能够增加复合材料地板的强度；由于该发泡结构体上部的短纤维材料具有各向同性的特点，不会沿纤维方向劈裂，具有良好的握钉力、反抗劈力。该发泡结构体2为一体式的结构，不需要使用胶粘剂等，在使用时不容易发生脱胶错位甚至分层脱落。此外，本发明实施例所采用的树脂发泡结构在成本上要远低于现有方案中所普遍采用的玻璃钢板材料，既可以满足扩大生产的需求，也可以节约成本。
27.可选地，发泡结构体2中包含长纤维材料的部分结构的厚度在30mm～40mm之间。该部分结构能够提高复合材料地板的压缩强度及刚性，可使发泡结构体2更加坚固。
28.可选地，发泡结构体2中包含短纤维材料的部分结构的厚度在5mm～65mm之间。该部分结构的厚度可以大于发泡结构体2中包含所述长纤维的部分结构的厚度，以增强铁路平车地板的抗劈力和握钉力，且可以降低长纤维材料的用量，节约成本；并且可以将待载货物与包含长纤维的部分所隔离，有效保护包含长纤维的部分，避免在搬运待载重物时包含长纤维的部分结构发生变形，能够提高平车地板的使用寿命。
29.可选地，纤维材料为玻璃纤维或碳纤维。其中，玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料；碳纤维是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。本实施例可选玻璃纤维，其优点在于可以在与树脂发泡结构混合后，形成绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高的复合材料。
30.可选地，发泡结构体2中包含长纤维材料的部分结构的密度在0.4g/cm3～0.7g/cm3之间。现有方案中能够起到增强加固作用的复合板材大多是由玻璃钢板构成，而玻璃钢板
的密度较大，普遍约为2.1g/cm3，生产出的平车地板较重，不仅生产成本高，其投入使用时在实际运输过程中也会产生较高运输成本。本发明实施例所采用的包含长纤维材料的部分结构的发泡结构体2，由于长纤维材料刚性好、不易断的特点，能够增强复合材料地板的坚固性及稳定支撑性，其密度也较低，在造价方面大大降低了成本，且与短纤维材料的部分结构能够融为一体，使用该种结构生产的复合材料地板也更加轻便，使用效果好。
31.可选地，防护层1还设置在发泡结构体2的下侧，和/或，防护层1还设置在发泡结构体2的边侧。其中，防护层1不仅可以设置于发泡结构体2的上侧，用于直接与待载重物接触，其还可以设置于发泡结构体2的剩余侧面上，如发泡结构体2的下侧或边侧，具体在发泡结构体2的哪几个侧面设置防护层1，本实施例对此不做限定。此外可选地，在发泡结构体2不同位置的防护层1可以采用相同的材料，也可以采用不同的材料，本实施例对此不做限定。例如，位于发泡结构体2边侧的防护层1与位于发泡结构体2上侧的防护层1可以采用不同的材料；或者，可以采用相同的材料。
32.此外，本发明实施例还提供了一种铁路平车地板的制备方法，用于制备如上所述的铁路平车地板。参见图3所示，包括步骤301-304。
33.步骤301：将多个长纤维材料并列铺层在模具底部。
34.本发明实施例中，首先将多个长纤维材料并列铺层在模具底部，长纤维材料的铺层方式可以是沿模具横向并列铺层，也可以是沿模具纵向并列铺层，本实施例对此不做限定。
35.步骤302：将多个长纤维材料与树脂发泡材料混合。
36.其次，将树脂发泡材料(例如聚氨酯发泡材料)与上述步骤301中已铺设在模具中的长纤维材料进行混合。本实施例中，聚氨酯发泡材料可以用水为发泡剂，成本低，发泡效果好。
37.步骤303：在混合多个长纤维材料的树脂发泡材料完全凝固之前，在混合多个长纤维的树脂发泡材料的上侧浇注混合多个短纤维的树脂发泡材料，并整体进行发泡；之后脱模，形成一体结构的发泡结构体。
38.其中，当向模具中的长纤维材料中浇注混合树脂发泡材料(如聚氨酯发泡材料)时，二者通常会逐渐融合凝固成为一体。而本实施例中，在混合形成的包含长纤维材料的聚氨酯发泡材料完全凝固之前，即长纤维材料和聚氨酯发泡材料还处于可以流动、未凝结成一个整体的时候，将混合多个短纤维的聚氨酯发泡材料浇注在该包含长纤维材料的聚氨酯发泡材料的上侧，使包含短纤维的聚氨酯发泡材料覆盖在包含长纤维材料的聚氨酯发泡材料上，并整体进行发泡，进而使二者相互接触融为一体，脱模后形成一体结构的发泡结构体2。例如，长纤维材料与树脂发泡材料混合的同时，在其他容器或模具中并行(或提前)混合短纤维材料和树脂发泡材料；从而在混合多个长纤维材料的树脂发泡材料没有完全凝固之间，可以向其上方浇注也没有完全凝固的、混合有短纤维材料的树脂发泡材料，使得二者的接触面可以融合，形成一体结构的发泡结构体2。
39.本发明实施例所采用的方法，通过使两种包含不同纤维材料的树胶发泡材料进行整体发泡，从而使两种不同原料、不同功能的部分形成一体式结构，这种方法可以使两部分无需采取胶粘连的方式进行固定，可以形成无缝连接，既保留了长纤维材料的增强刚性的优点、短纤维材料的更优的握钉力和抗劈力，也具有树胶发泡材料的抗撕裂性、耐磨、耐潮、
耐腐性等优势，同时因发泡结构体为无缝连接的一体式结构，在使用过程中不会脱胶分离，使用寿命长。
40.步骤304：在发泡结构体的上表面铺设防护层，得到铁路平车地板。
41.其中，在上述步骤303所获得的一体结构式的发泡结构体的上侧铺设一层用于直接与待载重物接触的防护层，使发泡结构体和防护层固定相连，即可得到铁路平车地板。
42.本发明实施例所提供的一种铁路平车地板的制备方法，通过将包含短纤维的树脂发泡材料浇注在还未完全凝固的包含长纤维的树脂发泡材料上，整体进行发泡，进而形成一体式结构的发泡结构体。该方法能够将两种不同组成不同功能的部分无缝结合成为一个整体结构，从而避免该复合材料地板在使用过程中脱离分解，提高复合材料地板的力学性能、抗老化性能等，例如，握钉力和抗劈力、防腐蚀不易老化。并且，采用该方法制备的铁路平车地板具有很高的阻燃性及优良的力学稳定性，不仅成本低易于量产，其整体结构也轻便，便于运送和应用，不容易刺伤人员。
43.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换的技术方案，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种铁路平车地板，其特征在于，包括：防护层(1)和发泡结构体(2)，所述发泡结构体(2)为纤维材料增强的树脂发泡结构；所述纤维材料包括分离设置的长纤维材料和短纤维材料，且所述短纤维材料设置在所述发泡结构体(2)的上部，所述长纤维材料设置在所述发泡结构体(2)的下部；所述发泡结构体(2)的上侧用于设置所述防护层(1)。2.根据权利要求1所述的铁路平车地板，其特征在于，所述发泡结构体(2)中包含所述长纤维材料的部分结构的厚度在30mm～40mm之间。3.根据权利要求1所述的铁路平车地板，其特征在于，所述发泡结构体(2)中包含所述短纤维材料的部分结构的厚度在5mm～65mm之间。4.根据权利要求1所述的铁路平车地板，其特征在于，所述长纤维材料的长度与所述铁路平车地板的长度或宽度相同。5.根据权利要求1所述的铁路平车地板，其特征在于，所述短纤维材料的长度在0.5mm～20mm之间。6.根据权利要求1所述的铁路平车地板，其特征在于，所述纤维材料为玻璃纤维或碳纤维。7.根据权利要求1所述的铁路平车地板，其特征在于，所述发泡结构体(2)中包含所述长纤维材料的部分结构的密度在0.4g/cm3～0.7g/cm3之间。8.根据权利要求1所述的铁路平车地板，其特征在于，所述防护层(1)的厚度在0.5mm～1.5mm之间。9.根据权利要求1所述的铁路平车地板，其特征在于，所述防护层(1)还设置在所述发泡结构体(2)的下侧，和/或，所述防护层(1)还设置在所述发泡结构体(2)的边侧。10.一种如权利要求1-9任意一项所述的铁路平车地板的制备方法，其特征在于，包括：将多个长纤维材料并列铺层在模具底部；将多个所述长纤维材料与树脂发泡材料混合；在混合多个所述长纤维材料的树脂发泡材料完全凝固之前，在混合多个所述长纤维材料的树脂发泡材料的上侧浇注混合多个短纤维材料的树脂发泡材料，并整体进行发泡；之后脱模，形成一体结构的发泡结构体；在所述发泡结构体的上侧铺设防护层，得到所述铁路平车地板。

技术总结

本发明提供了一种铁路平车地板及其制备方法，其中，该铁路平车地板包括：防护层和发泡结构体，发泡结构体为纤维材料增强的树脂发泡结构；纤维材料包括分离设置的长纤维材料和短纤维材料，且短纤维材料设置在发泡结构体的上部，长纤维材料设置在发泡结构体的下部；发泡结构体的上侧用于设置防护层。本发明实施例提供的铁路平车地板，通过将长纤维材料设置在发泡结构体下部，将短纤维材料设置在发泡结构体上部，一并制成一体式树脂发泡结构，既可以保证发泡结构体耐腐蚀、不易燃的优点，又能起到增强加固、抗弯曲的效果，具有良好的握钉力、反抗劈力，且不需要使用胶粘剂，在使用时不容易发生脱胶错位甚至分层脱落，节约成本。节约成本。节约成本。