一種高強(qiáng)木塑復(fù)合快裝防眩裝置的制備方法

沈博文++王彥懿++吳慶定

【摘 要】簡要介紹了高強(qiáng)木塑復(fù)合快裝防眩裝置的制備工藝的技術(shù)關(guān)鍵與創(chuàng)新點(diǎn)，開發(fā)的高速公路快裝防眩裝置以速生木材和農(nóng)林剩余物為基材，采用了由木塑復(fù)合防眩葉板、基座、銷釘組成的組合結(jié)構(gòu)，木塑復(fù)合防眩葉板為芭蕉葉形層壓結(jié)構(gòu)，由3～5mm厚的防腐實(shí)木板中間層與兩層密度為75～160g/m2的超高分子量聚乙烯無緯布防護(hù)層組成，基座由扁平方管和定位芯塊組成，定位芯塊內(nèi)嵌入扁平方管的下部，木塑復(fù)合防眩葉板下部內(nèi)嵌入扁平方管的上部，扁平方管與定位芯塊及扁平方管與木塑復(fù)合防眩葉板之間均通過銷釘固定。獲得的防眩裝置成本低廉、安裝維護(hù)便捷，且具有防自然風(fēng)化腐蝕、抗強(qiáng)風(fēng)與高速沖擊、環(huán)保等特點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】防眩裝置 木塑復(fù)合材料 防風(fēng)化 高效 發(fā)明專利

1 技術(shù)背景

高速公路的不斷修建與貫通，無疑帶動了國民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，交通運(yùn)輸隨之變得日益繁忙，不僅白天交通量迅速增加，夜間交通量也迅速上升，交通量的增加帶來的嚴(yán)重問題便是交通事故的日益頻繁發(fā)生，重特大事故增加，給國家和人民的生命財(cái)產(chǎn)造成了巨大損失，尤其是夜間行車事故比例更是引人注目。國外事故統(tǒng)計(jì)資料表明，夜間交通量不足全天交通量的1/3，但夜間發(fā)生的交通事故數(shù)量卻占總事故量的1/2，且夜間事故死亡人數(shù)占總死亡人數(shù)的60%左右。在國內(nèi)，據(jù)上海市統(tǒng)計(jì)，夜間事故占交通事故總數(shù)的43.2%；沈大高速公路也是如此，夜間事故比白天多，夜間事故占交通事故總數(shù)的43.5%，死亡和傷殘人數(shù)分別占總數(shù)的65.7%和65%；湖南長潭高速，夜間事故占全天事故的62.1%。這些數(shù)據(jù)充分說明，應(yīng)當(dāng)充分重視夜間行車的安全問題。當(dāng)然，引發(fā)夜間事故的原因很多，例如：夜間車輛較少，管理較疏，司機(jī)易開快車超速行駛；夜間行車環(huán)境較差，不易發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)因素等等。不可否認(rèn)，夜間對向來車所產(chǎn)生的眩光，是使駕駛員造成一時(shí)視力喪失或降低是誘發(fā)事故的一個(gè)重要原因。由于迎面來車的大燈燈光所產(chǎn)生的眩光造成駕駛員目眩，導(dǎo)致能見度下降甚至喪失，極有可能誘發(fā)汽車失控造成嚴(yán)重交通事故。有統(tǒng)計(jì)資料表明，因眩光引發(fā)的交通事故占到所有交通事故的12%～15%?？梢姡９鈬?yán)重危及夜間行車安全，必須有效防止。目前，人們對眩光的預(yù)防主要集中在改良汽車前照燈系統(tǒng)、增設(shè)高速公路防眩設(shè)施兩大措施上。

對于汽車前照燈系統(tǒng)，研究設(shè)計(jì)人員提出了非對稱近光系統(tǒng)、偏振前照燈系統(tǒng)、自動調(diào)光前照系統(tǒng)等三種方案。對于增加公路防眩設(shè)施，人們已有在公路（特別是高速公路）的中間隔離帶種植灌木等植物或安裝防眩板等行之有效的方法。種植灌木等植物有美化與協(xié)調(diào)環(huán)境之作用，但灌木等植物很難密植到能很好的起到防眩作用的程度，且需要澆灌、養(yǎng)護(hù)，需長期花費(fèi)人力、物力和財(cái)力，運(yùn)營成本高。另外，這種綠化中間隔離帶需要有相應(yīng)的排水設(shè)施，否則雨天泥土將流向路面影響車輛通行，同時(shí)雨水也會滲進(jìn)路基影響路基的穩(wěn)定；然而排水設(shè)施的引入必然導(dǎo)致中間隔離帶泥土含水量降低，影響植灌木等植物的生長。

目前，防眩板大部分采用鋼鐵皮防眩板或者塑料玻璃鋼防眩板。其中鋼鐵皮防眩板由鋼板和外附著的其它合成材料制成，由于鋼板的熱膨脹系數(shù)高，長期受到酸雨、暴曬、雨雪等氣候條件的影響以及在風(fēng)力的作用下其底部容易振動，附著物會產(chǎn)生裂痕甚至剝落；并且由于鋼鐵皮防眩板的銹蝕損壞，需要重復(fù)維修更換，使成本不易控制。塑料玻璃鋼防眩板的材質(zhì)主要為玻璃鋼，玻璃鋼是由玻璃纖維、環(huán)氧樹脂和乙二胺固化制成，產(chǎn)品本身難以降解，極易對環(huán)境造成二次污染；且不能抵御紫外線照射，在其表面容易產(chǎn)生細(xì)紋而引起老化；在風(fēng)雪、暴曬、酸雨等自然氣候下也無法抵御侵蝕與破壞，極易出現(xiàn)老化、開裂、變色等現(xiàn)象，需經(jīng)常更換，導(dǎo)致其維護(hù)費(fèi)用高。

為最大限度的發(fā)揮高速公路的綜合效益，研發(fā)養(yǎng)護(hù)方便、造價(jià)低廉、耐高溫、抗收縮、抗風(fēng)力且與環(huán)境協(xié)調(diào)的高分子合成材料的防眩設(shè)施，就顯得非常重要和必不可少。一個(gè)時(shí)期以來，通過廣大科技人員與企業(yè)家的不懈努力，國內(nèi)外涌現(xiàn)出了多種高分子合成材料防眩設(shè)施，對于提高公路（特別是高速公路）夜間行車的安全性、舒適性，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全發(fā)揮了重要作用。但這些已有的高分子合成材料防眩設(shè)施，盡管維護(hù)成本相對綠化灌木等植物的養(yǎng)護(hù)成本要低得多，但在制造成本、材料強(qiáng)度、耐侯性、輕便美觀、施工難易程度和通視效果等方面還有待持續(xù)改進(jìn)。

2 所屬學(xué)科領(lǐng)域與采用的技術(shù)原理

本發(fā)明屬新材料及綠色制造關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種公益性極強(qiáng)的以農(nóng)林剩余物基材的高速公路防眩設(shè)施，特別涉及一種高強(qiáng)木塑復(fù)合快裝防眩裝置及其制造方法。所解決的問題是，創(chuàng)造性的利用農(nóng)林剩余物中的“木質(zhì)素”這種天然環(huán)保膠粘劑，運(yùn)用木材科學(xué)、金屬材料學(xué)等學(xué)科相關(guān)材料成形的理論與技術(shù)，針對現(xiàn)有防眩設(shè)施在制備、安裝與維護(hù)技術(shù)中存在的問題與缺陷，發(fā)明了一種高強(qiáng)木塑復(fù)合快裝防眩裝置，該裝置以速生木材和農(nóng)林剩余物為基材，成本低廉、安裝維護(hù)便捷，同時(shí)兼具防自然風(fēng)化腐蝕、抗強(qiáng)風(fēng)與高速沖擊、環(huán)保等特點(diǎn)，可在-100℃～70℃溫度環(huán)境下長期使用。

3 技術(shù)關(guān)鍵與創(chuàng)新點(diǎn)

本發(fā)明專利的技術(shù)關(guān)鍵在于防眩裝置的結(jié)構(gòu)、原輔材料組成和制造工藝方法的設(shè)計(jì)與優(yōu)選。其創(chuàng)新點(diǎn)體現(xiàn)在：高強(qiáng)木塑復(fù)合快裝防眩裝置（如圖1所示），其由木塑復(fù)合防眩葉板（1）、基座（2）、銷釘（3）組成：所述木塑復(fù)合防眩葉板（1）為芭蕉葉形層壓結(jié)構(gòu)，由3～5mm厚的防腐實(shí)木板中間層與兩層密度為75～160g/m2的超高分子量聚乙烯無緯布防護(hù)層組成，其下部預(yù)設(shè)1對固定銷孔；所述基座（2）由設(shè)有2對固定銷孔的扁平方管（21）和設(shè)有1對固定銷孔的定位芯塊（22）組成；所述定位芯塊（22）內(nèi)嵌入扁平方管（21）的下部，木塑復(fù)合防眩葉板（1）下部內(nèi)嵌入扁平方管（21）的上部，扁平方管（21）腔體的截面形狀、尺寸與定位芯塊（22）及木塑復(fù)合防眩葉板（1）下部的橫截面形狀、尺寸成間隙配合關(guān)系，且扁平方管（21）與定位芯塊（22）及扁平方管（21）與木塑復(fù)合防眩葉板（1）之間相對應(yīng)的固定銷孔均通過銷釘（3）連接固定。

另外，木塑復(fù)合防眩葉板（1）的防腐實(shí)木板中間層為速生楊樹、桉樹、松樹和柳樹板材中的一種，經(jīng)制材、脫脂干燥、防腐處理、指接成形獲得?；?）的扁平方管（21）和定位芯塊（22）均由農(nóng)林剩余物、高密度聚乙烯與顆粒增強(qiáng)因子的粉末經(jīng)均勻混合后熱壓成形獲得。

4 公益性與效果

本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）本發(fā)明提供的一種高強(qiáng)木塑復(fù)合快裝防眩裝置，該裝置無金屬零部件，成本低廉，且可有效避免銹蝕損壞現(xiàn)象，延長使用壽命，從而降低高速公路運(yùn)營成本。（2）本發(fā)明防眩裝置以速生木材、農(nóng)林剩余物、超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯和顆粒增強(qiáng)因子為原料制備零部件后組裝完成，可實(shí)現(xiàn)快裝，安裝維護(hù)便捷，更換容易，省時(shí)省力。（3）本發(fā)明防眩裝置的防眩葉板為芭蕉葉形層壓結(jié)構(gòu)，由3～5mm厚的防腐實(shí)木板中間層與兩層密度為75～160g/m2的超高分子量聚乙烯無緯布防護(hù)層組成，通過熱模壓成形處理提高了防眩葉板的承載能力，同時(shí)可在-100℃～70℃溫度環(huán)境下長期使用，具有良好的機(jī)械性能與耐候性；葉板表面葉筋及防腐實(shí)木板與超高分子量聚乙烯無緯布之間膠層的設(shè)置進(jìn)一步提高了防眩葉板的截面抗彎慣矩，從而提高了防眩葉板的安全與經(jīng)久耐用性能。防眩葉板截面形狀可以根據(jù)需要成形為波浪形，此種結(jié)構(gòu)更加利于入射強(qiáng)光的分散，從而產(chǎn)生較高質(zhì)量的防眩效果。且防眩葉板破損后可以作為其基座制備的原料回收再利用，符合目前所倡導(dǎo)的低碳環(huán)保要求。（4）本發(fā)明防眩裝置基座的扁平方管與定位芯塊全部以農(nóng)林剩余物、高密度聚乙烯和顆粒增強(qiáng)因子為原料制備得到，不僅實(shí)現(xiàn)了農(nóng)林與工業(yè)加工剩余物的二次回收利用，符合目前所倡導(dǎo)的低碳環(huán)保要求，而且由于添加的顆粒增強(qiáng)因子采用了納米剛玉粉、納米氧化銅、納米氧化鋅和聚乙烯醇的混合物，使得基座得以充分塑化、強(qiáng)度高、不霉變、難風(fēng)化、穩(wěn)定性好。（5）本發(fā)明提供的一種高強(qiáng)木塑復(fù)合快裝防眩裝置的制造方法，該方法中防眩葉板、扁平方管與定位芯塊等零件均采用一次性成形，加工效率高；所得零件精度高，裝配效率高。

5 結(jié)語

以速生木材和農(nóng)林剩余物為基材創(chuàng)新開發(fā)的高強(qiáng)木塑復(fù)合快裝防眩裝置及其制備方法專利技術(shù)（ZL201510207288.4），高效、環(huán)保、公益性強(qiáng)，極具推廣價(jià)值。

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