SMC模压成型铁路货车下门.doc

1、SMC 模压成型铁路货车下门摘 要SMC 模压成型铁路货车下门，主要应用于铁路行业中，是专门作为铁路货物列车敞式车厢卸货开启用装置，是现在普遍应用的钢制铁路货车下门的理想替代产品。 产品以环氧树脂和酚醛树脂为基体材料，以耐磨、阻燃、耐候等材料为辅助材料，以带式纤维毡、优质玻璃纤维布等材料为增强材料，通过多种复合材料的最佳配比形成预浸料片材，以先进的模压工艺、层压自动复合技术制作而成，是现在普遍应用的铁制铁路货车下门的理想替代产品。 关键词SMC 械压成型 铁路货车下门 中图分类号：U465 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）15-0156-01 现铁路行业中，货运火车门板

2、普遍采用钢铁材料，在运输不同货物过程中存在着易生锈、不防腐、易变形、易丢失、重量大等问题，每年用于防锈刷漆维护的费用也相当可观，在当今世界性能源紧张的形势下，研制开发能够替代钢铁的新材料是作为解决新能源的有效途径，针对这一问题，研制开发“SMC 模压成型铁路货车下门” ，该产品是以树脂基复合材料生产而成，其充分利用复合材料特有的性能，在达到使用要求的同时，产品还具有重量轻，耐腐蚀、耐冲击、耐候性能好等特性。另外本产品只能回收粉碎后作为玻璃钢模压类产品辅料，这样在很大程度上解决了丢失的问题，减少了损失。因此开发该产品具有重大的现实意义和深远的社会效益。 一、主要技术内容 （一）产品结构设计 产品

3、为长方整体结构，设计规格为 1300990mm，主要由承压、密封保护两部分构成。 1. 外部结构 （1）整体结构 产品整体形状为长方体，四周为密封保护部分，中间为承压部分，呈双“回”字型外表结构。外部为密封保护部分，密封保护部分的周边增加厚度即防止变形又提高了密封性能；内部为承压部分，该部分向外凸出并设计骨架加强筋，使承压强度、抗冲击性能大大提高。 （2）承压部分 承压部分为长方体形状，为增加产品的承压、抗冲击能力，保证产品在使用过程中不变形，该部分分别设计了“米”字和“回”加强筋。 “米”字型加强筋设在产品的中间部位，加强筋由四条构成，其分布是：两条加强筋垂直交叉成“十”字型，另两条加强筋分

4、别交叉于“十”字型加强筋中间，与“十”字型加强筋中的横向筋成 30角。在“米”字型加强筋外部还设计了两道呈“回”字型分布的加强筋。在“米”字型周边的加强筋称为内口字筋，加强筋的横向分别平行设计了5 块（纵向）凹凸加强块；在承压部分边缘的加强筋称为外口字筋，加强筋上也设计了（横向）凹凸加强块，由 24 块组成，间隔为 135 MM；该设计结构牢固，形成相互纽合的有机整体，大幅度提高了综合性能。 （3）密封保护部分 产品的最外部为密封保护部分，密封保护部分的反面起到与车厢结合密封的作用，该部分各边宽度均为 25?L，厚度为25?L。在密封保护部分的正面又设计了一周宽度为 20?L、厚度为 10?L

5、 的加厚边沿，进一步提高了该部分的强度。 2.内部结构 产品内部结构由三部分构成，从外到内分别为外表层、加强层、内衬层。先分别制作各层所需的 SMC 片材，然后组合模压。 （1）外表层 外表层为耐磨、耐候片材，是以改性树脂胶液为主料，为增加抗冲击强度，采用玻璃纤维网格布为增强材料；添加耐磨材料和耐候剂增加耐磨强度和耐候性能。 （2）加强层 加强层为加强片材，是以改性树脂胶液为主料，采用长丝和短丝纤维为增强材料，连续、纵横交错铺设以达到增加强度的效果。 （3）内衬层 内衬层为耐磨、阻燃片材，是以改性树脂胶液为主料，采用高强度玻璃纤维毡为增强材料，以增加内衬层的强度，添加金钢粉增加耐磨强度，添加阻

6、燃剂增加阻燃效果。 （二）原材料改性 1.材料的选择与改性技术 （1）原材料的选择 根据产品的各项技术要求，在原材料选择上，研究小组对基体材料的性能进行了综合分析。 基体材料主要由环氧树脂和酚醛树脂等组成。 环氧树脂具有良好的物理化学性能，它对碱及大部分溶剂稳定，对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变定收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，能提高产品的抗冲击性能。 酚醛树脂为热固性树脂，具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能，与其它热固性树脂相比，具有明显的优点。一是，固化时不需要加入催化剂、促进剂，只需加热、加压，调整酚与醛的摩尔比与介质 pH 值，就可得到具

7、有不同性能的产物。二是，固化后密度小，机械强度、热强度高，变形倾向小，耐化学腐蚀及耐湿性高，是高绝缘材料。 经反复试验，对环氧树脂、酚醛树脂进行预处理形成预改性胶液，然后在预改性胶液中加入改性剂使其改性，提高产品的物理化学性能，加入高效耐磨填料、抗老化剂、阻燃剂、偶联剂，提高产品的耐候性、耐磨性和阻燃性，增长产品的使用寿命。 （2）基体材料改性技术 原材料的预处理技术 a、环氧树脂的化学名称为双酚 A 二缩水甘油醚。是双酚 A 和环氧氯丙烷在氢氧化钠的作用下生成环氧树脂粗品，其副产物为 NaCl 和 H2O，环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端

8、、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶的具有三向网状结构的高聚物。环氧树脂中加入一定比例的丙酮进行稀释，改变其环氧基团的原本特性，然后加入固化剂、耐候剂，形成以备改性的环氧树脂胶液。 b、热固性酚醛树脂，可根据需要制成固体、液体和乳液，都可在热或酸作用下不用交联剂即可交联固化。本产品所需的是对酚醛树脂进行高温脱水，然后加入 2%的硬脂酸锌，改变其原有特性，使其成为具有 B阶段固化状态以备改性的酚醛胶液。 原材料的改性 改性的第一步是基体材料混溶配比，就是将两种预处理的改性材料按一定比例配比，该配比一方面提高了抗拉、抗弯、抗压等性能

9、，另一方面增强耐腐蚀性和耐候性，实现了优势互补。 改性的第二步是加入偶联剂，形成具有全新特性的树脂胶液。 （2）预浸料、多层一次模压成型技术 模压过程中，首先采用纤维料模压法中的预浸料法备料，在备料过程中，纤维强度损失较小，物料质量均匀性较好，这样保证了产品的强度。模压时采用层压模压法，内层为耐磨、阻燃片材，中层为加强片材，外层为耐磨、阻燃片材，这样使产品在耐磨、阻燃、强度等各方面达到预期效果。三种片材的制作过程为： 1.耐磨、耐候片材制作。在改性后的基体材料中，加入 20%高效耐磨填料，按 2：100 加入耐候剂，并加入少量固化剂，形成耐磨、耐候片材。2.加强片材制作。改性后的基体材料与增强

10、材料带式纤维毡、优质玻璃纤维布、网格布、短切毡通过熟化制成加强片材。 3.耐磨、阻燃片材制作。在改性后的基体材料中，加入 2%的阻燃剂、20%高效耐磨填料后，与增强材料带式纤维毡、优质玻璃纤维布等纤维熟化制成预成型耐磨、阻燃 SMC 模压片材。 （3）冷模固化装备 产品采用高温模压成型工艺，成形脱模后由于温度骤然变化易出现翘棱变形现象，为此，研制了冷模定型固化装备，即产品从模压机中经过高温模压成型脱模后，放在预先做好的与产品尺寸相同的冷模上，用专用设备固定，进行缓慢冷却，内能逐步释放，翘棱变形问题得到有效解决。 （三）产品制作工艺 主要采取的是高温高压模压成型工艺。该模压工艺是一种机械高压成型工艺，能够保证产品加工过程中的稳定性，生产效率高，可实现专业化和自动化生产，无需第二次修整，节约人力、物力的消耗，缩短了生产周期，降低了生产成本。模压压力为 100Kg/cm2?1mm。