本發(fā)明屬于鐵路罐車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鐵路罐車尼龍鞍座墊的制備方法，即一種可用于鐵路罐車的尼龍鞍座墊的制備方法。

背景技術(shù)：

鐵路罐車是車體呈罐形的運(yùn)輸車輛，用來裝運(yùn)各種液體、液化氣體和粉末狀貨物等。罐車是鐵路貨車的一種通用車輛，罐車車體主要由罐體裝配和底架裝配等組成。其中，罐體一般由封頭、筒體、上鞍等零部件組焊而成，底架裝配可包括中梁、枕梁等部分；罐體落于枕梁鞍座處的墊木上。

罐車墊木是鐵路有中梁罐車鞍座結(jié)構(gòu)中的零部件，主要由縱木座和中木座組成；墊木在鞍座、中梁與罐體間起支撐作用。不同車型的鞍座墊結(jié)構(gòu)不一樣；比如g60車型上，中木座可包括第一中木座(弧面曲度一致)和第二中木座(弧面曲度不一致)。罐車鞍座墊木目前采用木材(硬木)制作，木質(zhì)鞍座墊具有質(zhì)量輕、成本低廉、加工簡易等優(yōu)點(diǎn)。

但是，現(xiàn)有的鐵路罐車鞍座墊木更換時(shí)間短，對森林資源破壞大，雨水浸后容易損壞，而木材塌陷損壞后，容易導(dǎo)致罐體塌陷，因此造成換率高。同時(shí)，現(xiàn)有鞍座墊木在運(yùn)用過程中存在易燃，易變形、裂損和易腐朽、使用壽命短等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N鐵路罐車尼龍鞍座墊的制備方法，本發(fā)明制得的鞍座墊具有良好的力學(xué)性能，適用于罐車實(shí)際受力工況，并且具有良好的阻燃性和尺寸穩(wěn)定性，還耐老化、耐腐蝕，使用壽命長。

本發(fā)明提供一種鐵路罐車尼龍鞍座墊的制備方法，包括：

將物料進(jìn)行連續(xù)擠注、模壓生產(chǎn)，得到鐵路罐車尼龍鞍座墊；所述物料包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：

67％～73％的聚酰胺6；

8％～10％的乙烯-丙烯-二烯三元共聚物；

18％～21％的紅磷；

1％～2％的添加劑，所述添加劑選自增塑劑、相容劑和流動(dòng)劑中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述連續(xù)擠注、模壓生產(chǎn)具體包括：將物料進(jìn)行螺桿擠出，注入模具后加壓保壓，出模得到尼龍鞍座墊。

優(yōu)選地，所述螺桿擠出為雙螺桿擠出，溫度設(shè)置為220～80℃。

優(yōu)選地，所述注入模具時(shí)，模具溫度為60～160℃；加壓在200噸以上，保壓30分鐘～35分鐘。

優(yōu)選地，所述螺桿擠出采用有軌道的擠注設(shè)備進(jìn)行，連續(xù)供料給10臺(tái)以上的壓注設(shè)備同時(shí)加壓保壓。

優(yōu)選地，所述聚酰胺6為注塑級聚酰胺。

優(yōu)選地，所述乙烯-丙烯-二烯三元共聚物在25℃下的密度為0.8～0.9g/ml。

優(yōu)選地，所述增塑劑選自脂肪族二元酸酯類增塑劑、苯二甲酸酯類增塑劑、多元醇酯類增塑劑、磷酸酯類增塑劑和環(huán)氧類增塑劑中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述相容劑選自馬來酸酐類相容劑、丙烯酸類相容劑、噁唑啉類相容劑、酰亞胺類相容劑和異氰酸酯類相容劑中的一種或多種。

優(yōu)選地，在擠注生產(chǎn)之前，還包括將聚酰胺6于100～120℃烘干。

優(yōu)選地，所述尼龍鞍座墊具有中空結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述尼龍鞍座墊為單一基料一體成型制得。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種鐵路罐車尼龍鞍座墊的制備方法，其將物料進(jìn)行連續(xù)擠注、模壓生產(chǎn)，得到尼龍鞍座墊，所述物料包括：67％～73％的聚酰胺6；8％～10％的乙烯-丙烯-二烯三元共聚物；18％～21％的紅磷；1％～2％的添加劑。本發(fā)明主要以尼龍6為基料，其具有較高的機(jī)械性能、優(yōu)良的耐候性、耐腐蝕性和耐疲勞性等優(yōu)點(diǎn)。并且，本發(fā)明采用乙烯-丙烯-二烯三元共聚物及添加劑等對尼龍6進(jìn)行增韌改性，改性后的材料具有良好的柔韌性和抗沖擊性，力學(xué)性能滿足設(shè)計(jì)要求，可保證產(chǎn)品的可靠性。同時(shí)改性后的尼龍材料具有良好的機(jī)械加工性能，可以利用手持木工刨、角磨機(jī)等通用工具實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場簡易快捷加工、修形。本發(fā)明還添加紅磷阻燃劑，使鞍座墊用材料獲得良好的阻燃性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明制得的尼龍鞍座墊的綜合性能優(yōu)于目前罐車鞍座墊使用的硬木材料性能。

此外，本發(fā)明鞍座墊用材料為熱塑性材料，可以回收再利用，不會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生污染。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的生產(chǎn)尼龍鞍座墊的工藝流程示意圖；

圖2為本發(fā)明一些實(shí)施例提供的g60車型上的第一中木座實(shí)物照片；

圖3為本發(fā)明一些實(shí)施例提供的g60車型上的第二中木座實(shí)物照片；

圖4為本發(fā)明一些實(shí)施例提供的g60車型上的縱木座實(shí)物照片；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的g60車型上的第一中木座的中空結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的g60車型上的第二中木座的中空結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的g60車型上的縱木座的中空結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供了一種鐵路罐車尼龍鞍座墊，由物料經(jīng)擠注生產(chǎn)得到；所述物料包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：

67％～73％的聚酰胺6；

8％～10％的乙烯-丙烯-二烯三元共聚物；

18％～21％的紅磷；

1％～2％的添加劑，所述添加劑選自增塑劑、相容劑和流動(dòng)劑中的一種或多種。

本發(fā)明提供的鞍座墊適用于罐車實(shí)際受力工況，并且具有良好的阻燃性和尺寸穩(wěn)定性，還耐老化、耐腐蝕，使用壽命長。此外，該鞍座墊可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場加工，不產(chǎn)生污染，可回收。

不同車型底下鞍座墊的結(jié)構(gòu)、尺寸設(shè)計(jì)有所不同，本發(fā)明沒有特殊限制；本發(fā)明所述鞍座墊可采用常規(guī)尺寸，主要應(yīng)用于60噸類型的罐車。

本發(fā)明提供的尼龍鞍座墊的生產(chǎn)原材料主要為聚酰胺6(尼龍6，pa6)，其作為一種工程塑料，具有較高的機(jī)械性能、優(yōu)良的耐候性、耐腐蝕性、耐疲勞性等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明以尼龍6為基料，具有適宜的強(qiáng)度，同時(shí)能滿足耐候性、耐腐蝕性等要求，可保證鞍座墊的可靠性。在本發(fā)明中，生產(chǎn)鞍座墊的物料包括67wt％～73wt％的聚酰胺6，優(yōu)選包括69wt％～72wt％的聚酰胺6。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述聚酰胺6為注塑級聚酰胺，如化學(xué)文摘號(casno.)為25308-54-4的尼龍材料。

為了獲得適宜的柔性，避免鞍座墊過硬導(dǎo)致罐體應(yīng)力超出許用指標(biāo)，本發(fā)明上述物料包括8％～10％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的乙烯-丙烯-二烯三元共聚物，優(yōu)選為8.5％～9.5％。本發(fā)明主要采用乙烯-丙烯-二烯三元共聚物為增韌劑改性尼龍6，使尼龍鞍座墊具有適合的壓縮剛度。在本發(fā)明中，增韌改性后的材料具有良好的柔韌性和抗沖擊性，力學(xué)性能滿足設(shè)計(jì)要求，可保證產(chǎn)品的可靠性。同時(shí)改性后的尼龍材料具有良好的機(jī)械加工性能，可以利用手持木工刨、角磨機(jī)等通用工具實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場簡易快捷加工、修形。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述乙烯-丙烯-二烯三元共聚物在25℃下的密度可為0.8～0.9g/ml；本發(fā)明優(yōu)選采用cas號為25038-36-2的增韌劑產(chǎn)品。

為了獲得良好的阻燃性能，杜絕鞍座墊木易燃造成的火災(zāi)安全隱患，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，本發(fā)明所述物料包括18％～21％的紅磷，優(yōu)選包括19～20％的紅磷。在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以采用cas號為7723-14-0的紅磷阻燃劑產(chǎn)品。本發(fā)明添加紅磷阻燃劑，其具有阻燃效果好、熱穩(wěn)定性好和不產(chǎn)生腐蝕性氣體等特點(diǎn)，可使尼龍鞍座墊的阻燃性達(dá)到難燃等級，利于保證可靠性。

在本發(fā)明中，所述物料以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)包括1％～2％的添加劑，所述添加劑選自增塑劑、相容劑和流動(dòng)劑中的一種或多種。其中，所述增塑劑可選自脂肪族二元酸酯類增塑劑、苯二甲酸酯類增塑劑、多元醇酯類增塑劑、磷酸酯類增塑劑和環(huán)氧類增塑劑中的一種或多種，優(yōu)選為苯二甲酸酯類增塑劑和磷酸酯類增塑劑中的一種或多種。所述苯二甲酸酯類增塑劑主要包括鄰苯二甲酸酯類、對苯二甲酸酯類；所述磷酸酯類增塑劑的主要品種有磷酸三甲苯酯和磷酸三苯酯。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述相容劑優(yōu)選選自馬來酸酐類相容劑、丙烯酸類相容劑、噁唑啉類相容劑、酰亞胺類相容劑和異氰酸酯類相容劑中的一種或多種，更優(yōu)選為馬來酸酐類相容劑。所述馬來酸酐類相容劑屬于環(huán)狀酸酐型(mah)，以馬來酸酐接枝到聚烯烴上的相容劑為主，其接枝率一般為0.8％～1％。所述流動(dòng)劑也稱為流動(dòng)性改性劑，可選自環(huán)己烷二羧酸酯和多羥基二羧酸酰胺中的一種或多種。

本發(fā)明采用上述物料進(jìn)行擠注生產(chǎn)，制造得到尼龍鞍座墊。在物料中各組分的共同作用下，本發(fā)明實(shí)施例提供的鐵路罐車尼龍鞍座墊具有以下特點(diǎn)：

(1)適用于罐車實(shí)際受力工況，既要有足夠支撐罐體的強(qiáng)度，又要有一定的柔韌性，且不能超出罐體所能承受的應(yīng)力范圍；

(2)阻燃性達(dá)到難燃等級；

(3)耐老化、耐腐蝕，使用壽命達(dá)10年以上；

(4)良好的尺寸穩(wěn)定性；

(5)可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場加工；

(6)不產(chǎn)生污染，可回收。

針對尼龍材料的工藝特性，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種鐵路罐車尼龍鞍座墊的制備方法，包括：

將物料進(jìn)行螺桿擠出，連續(xù)注入模具后加壓保壓，出模得到尼龍鞍座墊；所述物料包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：

67％～73％的聚酰胺6；

8％～10％的乙烯-丙烯-二烯三元共聚物；

18％～21％的紅磷；

1％～2％的添加劑，所述添加劑選自增塑劑、相容劑和流動(dòng)劑中的一種或多種。

參見圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的生產(chǎn)尼龍鞍座墊的工藝流程示意圖，具體可包括：原材料檢驗(yàn)---烘干---擠注---模壓---保壓---出模---水處理---尺寸加工---性能檢測。

本發(fā)明實(shí)施例首先檢驗(yàn)原材料，然后將顆粒料烘干，便于物料生產(chǎn)加工。其中，所述烘干的溫度可為100～120℃；時(shí)間一般為24小時(shí)。

本發(fā)明實(shí)施例將上述物料進(jìn)行連續(xù)擠注、模壓生產(chǎn)：采用螺桿擠出得到擠出的物料，連續(xù)注入模具后加壓保壓，成型出模，得到尼龍鞍座墊。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述螺桿擠出為雙螺桿擠出，溫度設(shè)置為220～280℃，優(yōu)選為240～260℃。本發(fā)明實(shí)施例將擠出的物料注入鞍座墊模具時(shí)，模具溫度優(yōu)選為60～160℃，更優(yōu)選為60～100℃。本發(fā)明實(shí)施例施加的壓力優(yōu)選在200噸以上，可保壓30分鐘～35分鐘。此外，所述成型出模可采用頂出的方式。

本發(fā)明優(yōu)選采用連續(xù)擠注、模壓生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，一臺(tái)擠注機(jī)可連續(xù)供料給10臺(tái)以上的壓注設(shè)備，通過設(shè)置有軌道的擠注設(shè)備實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。

完成擠注后，本發(fā)明實(shí)施例可將擠注樣件按照常規(guī)工藝進(jìn)行水處理、機(jī)械加工，檢測后即得鞍座墊成品。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述尼龍鞍座墊具有中空結(jié)構(gòu)。結(jié)合材料性能，在滿足強(qiáng)度等性能要求下，本發(fā)明優(yōu)選采用了中空結(jié)構(gòu)，減少材料用量，以降低制造成本和鞍座墊重量。

在本發(fā)明的一些具體實(shí)施例中，所述尼龍鞍座墊的實(shí)物照片如圖2～4所示；其中空結(jié)構(gòu)如圖5～7所示。

本發(fā)明以若干凹孔形成中空結(jié)構(gòu)，凹孔縱截面底邊平行于鞍座墊。其中，第一中木座具有第一方形凹孔和第二方形凹孔，兩者形狀相同且沿安裝中心線對稱分布；第一方形凹孔底部與中木座弧面的平均垂直距離，其與中木座最大高度的比例為30：107。第二中木座具有大凹孔和小凹孔，大凹孔與小凹孔之間的分布距離，其和第一方形凹孔與第二方向凹孔之間的分布距離相等；小凹孔底部與中木座弧面的平均垂直距離，其和第一方形凹孔底部與中木座弧面的平均垂直距離相等。

縱木座中部具有長凹孔，長凹孔兩邊對稱分布有相同的兩個(gè)短凹孔，這三個(gè)凹孔均為方形且高度相同；兩個(gè)短凹孔之間的最大水平距離，其與縱木座長度的比例為713：773。

并且，本發(fā)明實(shí)施例所述尼龍鞍座墊為單一基料一體成型制得，制備方法簡便易行，產(chǎn)品綜合性能較好，解決了鐵路罐車鞍座墊木易燃、易腐朽、易變形等問題。

為了進(jìn)一步理解本申請，下面結(jié)合實(shí)施例對本申請?zhí)峁┑蔫F路罐車尼龍鞍座墊的制備方法進(jìn)行具體地描述。

以下實(shí)施例中，所用的聚酰胺6為cas號為25308-54-4的尼龍材料，乙烯-丙烯-二烯三元共聚物為cas號為25038-36-2的增韌劑產(chǎn)品，紅磷為cas號為7723-14-0的產(chǎn)品。

實(shí)施例1

將70％的聚酰胺6、9％的乙烯-丙烯-二烯三元共聚物、20％的紅磷和1％的添加劑混合，得到物料。其中，所述添加劑包括0.5％鄰苯二甲酸二辛酯、0.3％馬來酸酐類相容劑(接枝率為0.8％)和0.2％環(huán)己烷二羧酸酯。

將所述物料于110℃烘干24小時(shí)，采用雙螺桿擠出，溫度設(shè)置為240～260℃；將擠出的物料注入鞍座墊模具，模具溫度為80℃，再施加200噸的壓力，保壓30分鐘，成型頂出模具。完成擠注后，將出模的擠注樣件按照常規(guī)工藝進(jìn)行水處理、機(jī)械加工，經(jīng)成品檢測后，得到尼龍鞍座墊樣件。

其中，中木座實(shí)物照片如圖2、3所示，縱木座實(shí)物照片如圖4所示。尼龍鞍座墊的尺寸適用于60噸類型的罐車，主要尺寸和中空結(jié)果參見圖5～7，圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的g60車型上的第一中木座的中空結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的g60車型上的第二中木座的中空結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的g60車型上的縱木座的中空結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明采用具有中空結(jié)構(gòu)的鐵路罐車尼龍鞍座墊，成本較低。

本發(fā)明將硬木與上述改性后的尼龍材料的性能進(jìn)行對比檢測，檢測結(jié)果參見表1：

表1硬木與本發(fā)明實(shí)施例1中鞍座墊材料的性能對比

以上測試結(jié)果表明，本發(fā)明所述鐵路罐車尼龍鞍座墊的性能滿足設(shè)計(jì)要求。并且，實(shí)際裝車試驗(yàn)結(jié)果也符合使用要求。

另外，本發(fā)明選用手持普通木工刨、通用角磨機(jī)，對尼龍鞍座墊進(jìn)行加工，研究其可刨、可研磨等現(xiàn)場加工特性。經(jīng)過現(xiàn)場操作試用，這兩種工具操作輕便，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場刨削、開槽、研磨，可滿足罐體裝配要求。同時(shí)，切削下來的碎屑為長條形片狀物，不會(huì)飛散到空氣中，對空氣無污染，對人體無危害。

實(shí)施例2

將67％的聚酰胺6、10％的乙烯-丙烯-二烯三元共聚物、21％的紅磷和2％的添加劑混合，得到物料。其中，所述添加劑包括0.6％磷酸三甲苯酯、0.2％馬來酸酐類相容劑(接枝率為1％)和0.2％多羥基二羧酸酰胺。

將所述物料于110℃烘干24小時(shí)，采用雙螺桿擠出，溫度設(shè)置為240～260℃；將擠出的物料注入鞍座墊模具，模具溫度為100℃，再施加200噸的壓力，保壓30分鐘，成型頂出模具。完成擠注后，將出模的擠注樣件按照常規(guī)工藝進(jìn)行水處理、機(jī)械加工，經(jīng)成品檢測后，得到尼龍鞍座墊樣件。

本發(fā)明將上述改性后的尼龍材料的性能進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果參見表2：

表2本發(fā)明實(shí)施例2中鞍座墊材料的性能

比較例1

替換為鋁鎂系阻燃劑，按照實(shí)施例2的方法，制備得到尼龍鞍座墊樣件。

比較例2

替換為苯乙烯-丁二烯熱塑性彈性體(sbs)增韌劑(cas：9003-55-8)，按照實(shí)施例2的方法，制備得到尼龍鞍座墊樣件。

將比較例1和比較例2的鞍座墊與實(shí)施例2進(jìn)行性能對比測試，結(jié)果如下：

表3比較例1、比較例2與本發(fā)明實(shí)施例2中鞍座墊材料的性能對比

由以上實(shí)施例可知，本發(fā)明主要以尼龍6為基料，并且采用乙烯-丙烯-二烯三元共聚物、紅磷阻燃劑及添加劑等對尼龍6進(jìn)行增韌、阻燃改性。改性后的材料具有良好的柔韌性和抗沖擊性，力學(xué)性能滿足設(shè)計(jì)要求；氧指數(shù)大于28，達(dá)到難燃級別；耐老化、耐腐蝕，使用壽命達(dá)10年以上。同時(shí)改性后的尼龍材料具有良好的機(jī)械加工性能，可以利用手持木工刨、角磨機(jī)等通用工具實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場簡易快捷加工、修形。此外，本發(fā)明鞍座墊用材料為熱塑性材料，可以回收再利用，不會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生污染。

本發(fā)明采用連續(xù)擠注生產(chǎn)，一臺(tái)擠注機(jī)通過軌道連續(xù)供10臺(tái)以上壓注設(shè)備，具有較高的生產(chǎn)效率。