铁路集装箱运输防位移复合垫块及其制备工艺和应用.pdf

本发明公开了一种铁路集装箱运输防位移复合垫块(简称为铁路运输集装箱隔挡)及其制备工艺，该垫块为生物质挤压成型垫块，其内部为草末同节枝均匀混合结构，外部表面为挤压成型的平滑表面。在该垫块的表面设有防滑的凸起或者凹槽；该垫块上设有与集装箱和货物的外部形状匹配的凹槽和凸起；该垫块上设有拉手凸起或者拉手槽；或者该垫块上钉有钉子，并在钉子上系有塑料或绳索提手；该垫块形状有正方体、长方体、三角体、马鞍体、板状体、多状体、多面体、不规则体；该垫块的表面覆有不同颜色的可熔塑料薄膜；该发明生产的垫块可以低成本地代替木材品、塑料品，对集装箱的防位移能力强，便于运输和搬运，使用寿命长；十分利于推广应用，还用于如道路隔离带使用。

1、  一种铁路集装箱运输防位移复合垫块，其特征是：该垫块为生物质挤压成型垫块，其内部为草末同节枝均匀混合结构，外部表面为挤压成型的平滑表面，在该垫块的表面设有防滑的凸起和凹槽或该垫块上设有与集装箱和货物的外部形状匹配的凹槽或者凸起。

2、  根据权利要求1所述的铁路集装箱运输防位移复合垫块，其特征是：该垫块上设有拉手凸起或者拉手槽；或者该垫块上钉有钉子，并在钉子上系有塑料或绳索提手，或进一步该垫块的表面覆有可熔塑料薄膜层。

3、  根据权利要求1或3所述的铁路集装箱运输防位移复合垫块，其特征是：该垫块形状有正方体、长方体、三角体、马鞍体、板状体、多状体、多面体或不规则体。

4、  权利要求1-3的铁路集装箱运输防位移复合垫块，是由以下重量份原料制成的：植物性纤维100，粘合剂20—40，防潮剂0.5—3，防霉剂0.02-0.6，阻燃剂0.3—3，凝固剂2.5—6。

5、  根据权利要求4的铁路集装箱运输防位移复合垫块，是由以下重量份原料制成的：植物性纤维100，粘合剂30—40，防潮剂1—3，防霉剂0.05-0.4，阻燃剂0.5—3，凝固剂3—6。

6、  根据权利要求4或5的铁路集装箱运输防位移复合垫块，
所述植物性纤维是指农作物的秸杆、草或者木本植物的切碎物或其粗桔杆、植物枝条；所述粘合剂为脲醛树脂或无醛水性异氰酸酯；所述防潮剂为氯乙烯、二氧化硅或无水硫酸镁；所述防霉剂为异噻唑啉酮或双乙酸钠；所述阻燃剂为聚磷酸铵或红磷氢氧化铝；所述凝固剂为氯化铵或氟硅酸钠。

7、  权利要求1-6的一种铁路集装箱运输防位移复合垫块的制备方法，包括以下步骤：
(1)将植物性纤维粉粉碎，加入粗桔杆、植物枝条均匀混合；再加入粘合剂、凝固剂、防潮剂、阻燃剂；
(2)将上述原料注入模具中采用大于或者等于500KN液压、气压、水压、机械压高压方式进行压制成具有凹槽或凸起的不同形状的块状物，即得半成品；
(3)压制成型后放入高温炉中，加温至约100-200℃加速凝固；出炉、脱模；
(4)对产品进行覆膜：将产品放入融化的塑料液中，使产品外表均匀覆上一层薄膜，选择薄膜的颜色，产品提出塑料液池后在自然温度下发干固化。
或进一步：对出炉、脱模后的产品喷洒防霉剂；在产品钉上提带。

8、  根据权利要求7的铁路集装箱运输防位移复合垫块的制备方法，进一步包括：
将植物性纤维粉碎成5mm-50mm的碎状物，混入40-100mm长的粗桔杆、植物枝条，混入粗桔杆、植物枝条重量比比例为10-30％；所述植物性纤维是指农作物的秸杆、草或者木本植物的切碎物或粉碎物。

9、  根据权利要求8的铁路集装箱运输防位移复合垫块的制备方法，进一步包括：植物性纤维为稻、麦杆，玉米、高粱、小米、油菜秸杆，树木竹的枝条、叶片，野生的草茎。

10、  权利要求1-6的铁路集装箱运输防位移复合垫块在铁路的集装箱运输、道路隔离带方面的应用，用模具进行压制成需要形状的块状物，模具是按照公路交通隔离带的块状物形状要求制作的，通过模具使产品有孔或槽，便于用绳索连接固定，对产品外表均匀覆上一层聚丙稀塑料薄膜，薄膜根据交通标志的需要配制为不同颜色。

铁路集装箱运输防位移复合垫块及其制备工艺和应用
技术领域
本发明涉及一种铁路集装箱运输用的防位移垫块，特别是一种铁路集装箱运输防位移复合垫块(简称为铁路运输集装箱隔挡)及其制备工艺和应用。
背景技术
传统的运输方式中，特别是在铁路的集装箱运输方式中，由于运输过程中的前冲、刹车、转弯、侧倾、急停、上坡、下坡等运动，会造成集装箱或者货物发生位移，集装箱或者货物会冲击车箱体。因此，需要对集装箱及货物进行固定，尽可能减少集装箱同运输车箱之间的相对运动，缓解冲击力，以保障运输安全。而要减少集装箱位移，缓解冲击力，就需要使用加固材料，如绳索、固定用块件、挂钩等。
传统使用的固定块垫件大多使用成型木材，也使用少量的铁制品、塑料品、砂袋、草编品等，随着全球经济的发展，世界木材产量日益不敷使用；中国本身作为一个森林履盖率较低的国家，再加上环境保护要求的逐年提高，国家对木材砍伐限制日益严格，木材逐年短缺，木材价格大幅度上涨。其他产品要么价格高，要么使用作用有限，不能够满足安全要求。但与此同时，铁路及其他货物运输却随着经济发展而大幅度上升，公众对运输的安全性要求也更加严格。
在此背景下，导致货物运输中使用木材的替代品的技术应运而生。
为了解决上述问题，过去已有过一些研究，但要么采用的工艺设计粗糙，成品不能满足特定用途；也有的技术，其小规模实验室生产可能，但大规摸工业化生产则不可能，满足不了市场需求，因而不能代替木材制品。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题和不足，而作了全新的突破，提供了一种可替代木材、并且成本较低、结构变化多样、可以大批量生产的铁路集装箱运输防位移复合垫块。
本发明的技术方案是：一种铁路集装箱运输防位移复合垫块，简称为铁路运输集装箱隔挡，该垫块为生物质挤压成型垫块，其内部为草末同节枝均匀混合结构，外部表面为挤压成型的平滑表面。
在该垫块的表面设有防滑的凸起和凹槽。
该垫块上设有与集装箱和货物外部形状匹配的凹槽和凸起。
该垫块上设有拉手凸起或者拉手槽；或者该垫块上钉有钉子，并在钉子上系有塑料或绳索提手。
该垫块形状有正方体、长方体、三角体、马鞍体、板状体、多状体、多面体、不规则体。
该垫块的表面覆有可熔塑料薄膜。
本发明还提供了这样的铁路集装箱运输防位移复合垫块，是由以下重量成份原料制成的：植物性纤维100，粘合剂10—40，防潮剂0.3—3，防霉剂0.02-0.6，阻燃剂0.3—2，凝固剂2—7，优选植物性纤维100，粘合剂6—8，防潮剂1—2，防霉剂0.05-0.4，阻燃剂0.5—1，凝固剂3—5。
尤其是由以下重量成份原料制成的：：
植物性纤维100，粘合剂20—30，防潮剂0.5—2，防霉剂0.02-0.6，阻燃剂0.3—2，凝固剂2.5—5；或者优选：植物性纤维100，粘合剂30—40，防潮剂1—3，防霉剂0.05-0.4，阻燃剂0.5—3，凝固剂3—6。
所述植物性纤维是指农作物的秸杆、草或者木本植物的切碎物或其粗桔杆、植物枝条；所述粘合剂为脲醛树脂或无醛水性异氰酸酯；所述防潮剂为氯乙烯、二氧化硅或无水硫酸镁；所述防霉剂为异噻唑啉酮或双乙酸钠；所述阻燃剂为聚磷酸铵或红磷氢氧化铝；所述凝固剂为氯化铵或氟硅酸钠。
本发明还提供了上述铁路集装箱运输防位移复合垫块的制备方法，包括以下步骤：
(1)将植物性纤维粉碎，加入粗桔杆、植物枝条均匀混合；再加入粘合剂、凝固剂、防潮剂、阻燃剂；粗竿枝条同基础原料的均匀混合，传统的是采用整齐的筋条进行铺垫，很难进行液压压制，所以成本很高；
优选：将植物性纤维粉碎成5mm-50mm，最好10mm—30mm的碎状物，混入50-100mm长，如40-60mm的粗桔杆、植物枝条。混入粗桔杆、植物枝条重量比比例为10-50％，或20-40％，尤其25-35％；所述植物性纤维是指农作物的秸杆、草或者木本植物的切碎物或粉碎物，如稻、麦杆，玉米、高粱、小米、油菜秸杆，树木竹的枝条、叶片；野生的草茎如野燕麦草、稗草、狗尾草、刺蓼草、三棱草、牛毛草、苏丹草、杂交狼尾草、黑麦草、红三叶草、白三叶草、菊蓝草等。
(2)将上述原料注入模具中采用大于或者等于500KN液压、气压、水压、机械压等高压方式进行压制成具有凹槽或凸起的不同形状的块状物，即得半成品；钢模具化生产，效率高，可制成需要的形状；强力液压方式使蓬松的原料在粘合剂的作用下非常紧密的结合，生产效率高；
(3)压制成型后，连模具一起放入高温炉中，加温至约100-200℃加速凝固；约5小时—6小时后出炉，出炉后进行脱模。产品加温固化，快速去除水份和原、辅料的凝固结合。可以对出炉的产品进一步喷洒防霉剂，短期使用或者冬季也可不喷洒防霉剂；产品通过添加辅助物，凝固粘合，并且防潮、防霉、阻燃；
(4)对产品进行覆膜：将产品放入融化的聚丙稀塑料液，塑料液中添加了阻燃剂，使产品外表均匀覆上一层薄膜，产品提出塑料液池后在自然温度下发干固化，即得成品。聚丙稀塑料液可以根据交通标志的需要配制为不同颜色，例如红、白、蓝色等。
本发明选用粘合剂如脲醛树脂，以水为分散介质，使用方便，安全可靠，价格低廉，在本发明中的作用使草末、枝节紧密结合。防潮剂如过氯乙烯，主要特点：高稳定性、强防潮性、无污染性，在本发明中的作用是防止产品吸水受潮。防霉剂如异噻唑啉酮是一种广谱、高效、低毒、非氧化性杀生剂，广泛运用于油田、造纸、农药、切削油、皮革、油墨、染料、制革等行业，用于本发明防止产品发霉。阻燃剂如聚磷酸铵用于塑料、橡胶、纤维作阻燃处理剂；还可用于配制膨胀性防火涂料，用于船舶、火车、电缆及高层建筑的防火处理，也用于生产干粉灭火剂，用于煤田、油井、森林大面积灭火，用于本发明作用是防止产品进行燃烧或者对燃烧进行阻碍。凝固剂氯化铵，用于产品的加速凝固。上述单独的辅助物是现在选用的，实际中有许多可替代物，但本发明是特别选取的上述辅助物配合使用，更能达到本发明的要求。
本发明还提供了铁路集装箱运输防位移复合垫块在铁路的集装箱运输、道路隔离带方面的应用。即用模具进行压制成需要形状的块状物，模具是按照公路交通隔离带的块状物形状要求制作的，通过模具还可以使产品有孔、有槽，便于用绳索连接固定，对产品外表均匀覆上一层聚丙稀塑料薄膜，薄膜可以根据交通标志的需要配制为不同颜色。
本发明的有益效果：
1、替代木材、减少森林砍伐、保护环境。
2、采用生物质成型形成垫块，其价格大大低于木材、塑料、钢材的价格，运输的成本降低不少。
3、在垫块表面设置防滑的凸起和凹槽，可以增加该垫块的摩擦系数，提高其防位移的能力。
4、在垫块的表面设有拉手凸起或者拉手槽；或者该垫块上钉有钉子，并在钉子上系有塑料或绳索提手，是为了便于该垫块的搬移和运输。
5、垫块的表面覆有可熔塑料薄膜，可以防止掉渣，可以防水、阻燃，增加美观度，也使产品尽可能多次重复使用。
6、形状结构形式多样，能够满足不同的需求。
铁路集装箱运输防位移复合垫块的制备方法：
1、本发明工艺将植物性纤维粉碎，再混入不同比例、不同直径的粗桔杆、植物枝条等杆状纤维；如：以40吨的集装箱为例，标准产品制作成300×200×160mm的立体长方块，其产品的整体面可以抗击的压力需要达到300KN(千牛，1吨＝9.8KN)，因此需要掺混入约50-100mm长的粗桔杆、植物枝条，其比例为20％—30％。如果是20吨的集装箱，则可以掺混入40-60mm长的粗桔杆、植物枝条，比例为15％。如果是60吨的集装箱，则相应增加比例。粗杆纤维特别是木质的和竹质的混入原料中可以增加产品本身的拉紧力和结合度，增强支撑性，使产品有较强的抗冲击强度、抗压强度、抗挤度等。
2、将上述原料均匀混合后，添加同植物纤维有高度亲和力的粘合剂、凝固剂、防潮剂、阻燃剂，以使松散的植物纤维原料结合在一起，并且适于加工成不同形状，使产品在一般气候条件下不会松散、破碎，保持外观平整、美观。成品防潮、阻燃。
3、将上述原料注入模具中采用高压，如液压或者其他压力方式，进行压制成形，形成需要形状、需要规格的产品。通过模具设计，可以使产品外观美观，产生需要的凹槽或凸起，提高产品的防滑性，以及同被固定物特定形状的吻合，防止集装箱隔挡本身的滑移，同时增加了箱子、货物的阻力，防止移动，使产品的作用更易发挥。
4、通过模具的设计，可以压制出不同形状的隔挡块件，满足市场的不同需求。
5、采用模具化生产，小规格产品可以多块压制；大规格产品单块或多块压制，可以大大提高生产效率，减轻人工劳动强度，提高效率，降低成本，适于工业化规模生产。
6、压制成型后，因该半成品含水重，并且尚未凝固，因此连模具将其放入高温炉中进行加温，最佳温度在160—200℃之间，高温以植物不发生化学变化的临界温度为限，以去除水分和使粘合剂发生作用，加速凝固。
7、产品外表覆膜后，可以防止掉渣，也可以防水、阻燃，选用塑料液中也含阻燃剂，增加美观度，也使产品尽可能多次重复使用。
8、经上述技术和生产方法的综合应用后，可使产品具有足够的抗压、抗挤、抗冲击强度；产品本身运输、使用方便，不易燃烧，不受一般极端天气变化影响；可以规模化生产。同木材产品相比，成本大大下降，且节约了农作物桔杆等处理费用，还有利环境保护。本发明产品可以代替传统的木材，使用在货物集装箱等运输中的支垫物、隔离物、间隔物、缓冲物等情形下。
为证明本发明的效果，发明人对是实施例的有关产品进行了检测，该产品的检测方法：使用万能试验机、压力试验机、老化箱进行检验。对产品在干状态、湿状态下的摩擦系数、抗压强度、抗弯强度、弹性状态进行检验。结果表明检测结果均达到和超过以下基本数据：摩擦系数在干状态下0.61，湿状态下0.54；抗压强度在干状态31.5Mpa；抗弯强度在干状态为11.1Mpa；弹性状态优良。
附图说明
图1是本发明的结构示意图之一
图2是本发明的结构示意图之二
图3是本发明的结构示意图之三
图4是本发明的三角体的形状垫块的结构示意图
具体实施方式
实施例1
参见图1，该垫块为生物质挤压成型垫块，其内部为草末同节枝均匀混合结构，外部表面为挤压成型的平滑表面。本生物质垫块成型后外观形状是一种长方体3；外表1系草节末混合挤压后状态；2是内部形状，呈草末同节枝均匀混合状态。
实施例2
参见图2，该垫块为生物质挤压成型垫块，其内部为草末同节枝均匀混合结构，外部表面为挤压成型的平滑表面。在该垫块的表面设有防滑的凸起和凹槽。该垫块上设有与集装箱和货物外部形状匹配的凹槽和凸起。
根据产品的使用要求，图中凸起1和凹槽2主要起防滑作用；凹槽3系同集装箱或货物外部形状匹配的凹槽，使该垫块同货物、运输工具结合紧密。
实施例3
参见图3，该垫块为生物质挤压成型垫块，其内部为草末同节枝均匀混合结构，外部表面为挤压成型的平滑表面。该垫块上钉有钉子，并在钉子上系有塑料或绳索提手。
图3中一种2为板状体垫块，由于是板状，可钉铁钉，1为铁钉，以固定在货物或者运输工具的垫木等之上，防止移动。因为可以钉钉，也可以增加塑料或绳索提手，方便运输和使用过程中的垫块搬运。
实施例4
参见图4，该垫块为生物质挤压成型垫块，其内部为草末同节枝均匀混合结构，外部表面为挤压成型的平滑表面。该垫块的表面覆有可熔塑料薄膜。
图中一种三角体垫块1；所述的垫块成形后，浸入高温熔化的塑料液中，经过添加覆膜2后，产品可以防止掉渣、防水、阻燃，并且增加美观度。
实施例5
一种铁路集装箱运输防位移复合垫块的制备方法(按100份原料计算)
原料(kg)：玉米细秸杆50，小麦杆30，竹条20，粘合剂脲醛树脂25，防潮剂氯乙烯1，防霉剂异噻唑啉酮0.05，阻燃剂聚磷酸铵0.5，凝固剂氯化铵3。
具体步骤如下：
(1)将玉米秸、小麦杆粉碎为10mm-30mm长，加入60-80mm长竹条均匀混合；再加入粘合剂、凝固剂、防潮剂、阻燃剂；
(2)将上述原料注入模具中采用500KN液压或者机械压的高压方式进行压制成具有凹槽或凸起的不同形状的块状物，即得半成品；
(3)压制成型后放入高温炉中，加温至约160—200℃加速凝固；出炉、脱模；对出炉的产品喷洒防霉剂；
(4)对产品进行覆膜：将产品放入融化的聚丙稀塑料液中(熔点约170℃)，使产品外表均匀覆上一层薄膜，产品提出塑料液池后在自然温度下发干固化，在产品钉上提带，即得成品。
实施例6
一种铁路集装箱运输防位移复合垫块的制备方法(按100份原料计算)
原料(kg)：高粱秸杆100，粘合剂氯化铵30，防潮剂无水硫酸镁2，防霉剂双乙酸钠0.4，阻燃剂红磷氢氧化铝1，凝固剂氟硅酸钠5。
具体步骤如下：
(1)将高粱杆粉碎5mm-50mm和80-100mm高粱杆均匀混合，混合比例为80-100mm高粱杆占重量百分比的10％；再加入粘合剂、凝固剂、防潮剂、阻燃剂；
(2)将上述原料注入模具中采用1000KN气压的高压方式进行压制成具有凹槽或凸起的不同形状的块状物，即得半成品；
(3)压制成型后放入高温炉中，加温至约150—160℃加速凝固；出炉、脱模；对出炉的产品喷洒防霉剂；
(4)对产品进行覆膜：将产品放入融化的聚丙稀塑料液中，使产品外表均匀覆上一层薄膜，产品提出塑料液池后在自然温度下发干固化，即得成品。
实施例7
一种铁路集装箱运输防位移复合垫块的制备方法(按100份原料计算)
原料(kg)：油菜秸杆40，稻杆30，野草茎30，粘合剂无醛水性异氰酸酯24，防潮剂二氧化硅0.5，防霉剂异噻唑啉酮0.02，阻燃剂聚磷酸铵0.3，凝固剂氯化铵2。
具体步骤如下：
(1)将稻杆30，野草30粉碎为5mm-50mm，和80-100mm油菜秸杆40混合；再加入粘合剂、凝固剂、防潮剂、阻燃剂；
(2)将上述原料注入模具中采用600KN水压的高压方式进行压制成具有凹槽或凸起的不同形状的块状物，即得半成品；
(3)压制成型后连同模具放入高温炉中，加温至约160℃加速凝固；出炉、脱模；对脱模后的产品喷洒防霉剂；
(4)对产品进行覆膜：将产品放入融化的聚丙稀塑料液中，使产品外表均匀覆上一层薄膜，产品提出塑料液池后在自然温度下发干固化，即得成品。
实施例8
一种铁路集装箱运输防位移复合垫块的制备方法(按100份原料计算)
原料(kg)：油菜秸杆60，稻杆25，高粱秸杆15，粘合剂氯化铵30，防潮剂氯乙烯0.5，防霉剂异噻唑啉酮0.02，阻燃剂聚磷酸铵0.3，凝固剂氯化铵2。
具体步骤如下：
(1)将油菜秸杆，稻杆粉碎为15-20mm和60-80mm高粱杆均匀混合；再加入粘合剂、凝固剂、防潮剂、阻燃剂；
(2)将上述原料注入模具中采用1000KN机械压的高压方式进行压制成不同形状的块状物，即得半成品；
(3)压制成型后放入高温炉中，加温至约160℃加速凝固；出炉、脱模；对出炉的产品喷洒防霉剂。短期使用或者冬季也可不喷洒防霉剂；
(4)对产品进行覆膜：将产品放入融化的聚丙稀塑料液中，使产品外表均匀覆上一层薄膜，产品提出塑料液池后在自然温度下发干固化，即得成品。
实施例9：
实施例1-8的铁路集装箱运输防位移复合垫块在铁路的集装箱运输、道路隔离带方面的应用。这个产品能够推广到道路、人行道的隔离带使用，以代替混凝土制品，可以根据要求压制成不同形状，并且可以压孔，压槽，覆以不同颜色的塑料膜，使外观呈现不同的颜色，具有交通标志的提示作用。由于主要原料是普通植物纤维，比较钢筋混凝土，明显具有成本低的优势。而且产品富有弹性，在受汽车等冲击时也比较安全。由于产品的原料价格低廉，放置道路上产品的偷盗风险也比较小。
具体步骤如下：
(1)将农业秸杆、草杆粉碎为15-20mm长，和40-50mm长的竹、木杆均匀混合；再加入粘合剂、凝固剂、防潮剂、阻燃剂；所述粘合剂为脲醛树脂或无醛水性异氰酸酯；所述防潮剂为氯乙烯、二氧化硅或无水硫酸镁；所述防霉剂为异噻唑啉酮或双乙酸钠；所述阻燃剂为聚磷酸铵或红磷氢氧化铝；所述凝固剂为氯化铵或氟硅酸钠。
(2)将上述原料注入模具中采用1000KN液压的高压方式进行压制成需要形状的块状物，模具是按照公路交通隔离带的块状物形状要求制作的，使产品脱模后成需要形状，即半成品；通过模具还可以使产品有孔、有槽，便于用绳索连接固定；
(3)压制成型后连同模具放入高温炉中，加温至约160℃加速凝固；出炉、脱模；对出炉的产品喷洒防霉剂；
(4)对产品进行覆膜：将产品放入融化的聚丙稀塑料液，塑料液是添加阻燃剂中，使产品外表均匀覆上一层薄膜，产品提出塑料液池后在自然温度下发干固化，即得成品。聚丙稀塑料液可以根据交通标志的需要配制为不同颜色，例如红、白、蓝色等。