一種高強木塑復合快裝防眩裝置的制備方法

沈博文++王彥懿++吳慶定

【摘 要】簡要介紹了高強木塑復合快裝防眩裝置的制備工藝的技術關鍵與創新點，開發的高速公路快裝防眩裝置以速生木材和農林剩余物為基材，采用了由木塑復合防眩葉板、基座、銷釘組成的組合結構，木塑復合防眩葉板為芭蕉葉形層壓結構，由3～5mm厚的防腐實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層組成，基座由扁平方管和定位芯塊組成，定位芯塊內嵌入扁平方管的下部，木塑復合防眩葉板下部內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、安裝維護便捷，且具有防自然風化腐蝕、抗強風與高速沖擊、環保等特點。

【關鍵詞】防眩裝置 木塑復合材料 防風化 高效 發明專利

1 技術背景

高速公路的不斷修建與貫通，無疑帶動了國民經濟的迅猛發展，交通運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重問題便是交通事故的日益頻繁發生，重特大事故增加，給國家和人民的生命財產造成了巨大損失，尤其是夜間行車事故比例更是引人注目。國外事故統計資料表明，夜間交通量不足全天交通量的1/3，但夜間發生的交通事故數量卻占總事故量的1/2，且夜間事故死亡人數占總死亡人數的60%左右。在國內，據上海市統計，夜間事故占交通事故總數的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的43.5%，死亡和傷殘人數分別占總數的65.7%和65%；湖南長潭高速，夜間事故占全天事故的62.1%。這些數據充分說明，應當充分重視夜間行車的安全問題。當然，引發夜間事故的原因很多，例如：夜間車輛較少，管理較疏，司機易開快車超速行駛；夜間行車環境較差，不易發現危險因素等等。不可否認，夜間對向來車所產生的眩光，是使駕駛員造成一時視力喪失或降低是誘發事故的一個重要原因。由于迎面來車的大燈燈光所產生的眩光造成駕駛員目眩，導致能見度下降甚至喪失，極有可能誘發汽車失控造成嚴重交通事故。有統計資料表明，因眩光引發的交通事故占到所有交通事故的12%～15%。可見，眩光嚴重危及夜間行車安全，必須有效防止。目前，人們對眩光的預防主要集中在改良汽車前照燈系統、增設高速公路防眩設施兩大措施上。

對于汽車前照燈系統，研究設計人員提出了非對稱近光系統、偏振前照燈系統、自動調光前照系統等三種方案。對于增加公路防眩設施，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調環境之作用，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、養護，需長期花費人力、物力和財力，運營成本高。另外，這種綠化中間隔離帶需要有相應的排水設施，否則雨天泥土將流向路面影響車輛通行，同時雨水也會滲進路基影響路基的穩定；然而排水設施的引入必然導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高，長期受到酸雨、暴曬、雨雪等氣候條件的影響以及在風力的作用下其底部容易振動，附著物會產生裂痕甚至剝落；并且由于鋼鐵皮防眩板的銹蝕損壞，需要重復維修更換，使成本不易控制。塑料玻璃鋼防眩板的材質主要為玻璃鋼，玻璃鋼是由玻璃纖維、環氧樹脂和乙二胺固化制成，產品本身難以降解，極易對環境造成二次污染；且不能抵御紫外線照射，在其表面容易產生細紋而引起老化；在風雪、暴曬、酸雨等自然氣候下也無法抵御侵蝕與破壞，極易出現老化、開裂、變色等現象，需經常更換，導致其維護費用高。

為最大限度的發揮高速公路的綜合效益，研發養護方便、造價低廉、耐高溫、抗收縮、抗風力且與環境協調的高分子合成材料的防眩設施，就顯得非常重要和必不可少。一個時期以來，通過廣大科技人員與企業家的不懈努力，國內外涌現出了多種高分子合成材料防眩設施，對于提高公路（特別是高速公路）夜間行車的安全性、舒適性，保障人們的生命財產安全發揮了重要作用。但這些已有的高分子合成材料防眩設施，盡管維護成本相對綠化灌木等植物的養護成本要低得多，但在制造成本、材料強度、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改進。

2 所屬學科領域與采用的技術原理

本發明屬新材料及綠色制造關鍵技術領域，涉及一種公益性極強的以農林剩余物基材的高速公路防眩設施，特別涉及一種高強木塑復合快裝防眩裝置及其制造方法。所解決的問題是，創造性的利用農林剩余物中的“木質素”這種天然環保膠粘劑，運用木材科學、金屬材料學等學科相關材料成形的理論與技術，針對現有防眩設施在制備、安裝與維護技術中存在的問題與缺陷，發明了一種高強木塑復合快裝防眩裝置，該裝置以速生木材和農林剩余物為基材，成本低廉、安裝維護便捷，同時兼具防自然風化腐蝕、抗強風與高速沖擊、環保等特點，可在-100℃～70℃溫度環境下長期使用。

3 技術關鍵與創新點

本發明專利的技術關鍵在于防眩裝置的結構、原輔材料組成和制造工藝方法的設計與優選。其創新點體現在：高強木塑復合快裝防眩裝置（如圖1所示），其由木塑復合防眩葉板（1）、基座（2）、銷釘（3）組成：所述木塑復合防眩葉板（1）為芭蕉葉形層壓結構，由3～5mm厚的防腐實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層組成，其下部預設1對固定銷孔；所述基座（2）由設有2對固定銷孔的扁平方管（21）和設有1對固定銷孔的定位芯塊（22）組成；所述定位芯塊（22）內嵌入扁平方管（21）的下部，木塑復合防眩葉板（1）下部內嵌入扁平方管（21）的上部，扁平方管（21）腔體的截面形狀、尺寸與定位芯塊（22）及木塑復合防眩葉板（1）下部的橫截面形狀、尺寸成間隙配合關系，且扁平方管（21）與定位芯塊（22）及扁平方管（21）與木塑復合防眩葉板（1）之間相對應的固定銷孔均通過銷釘（3）連接固定。

另外，木塑復合防眩葉板（1）的防腐實木板中間層為速生楊樹、桉樹、松樹和柳樹板材中的一種，經制材、脫脂干燥、防腐處理、指接成形獲得。基座（2）的扁平方管（21）和定位芯塊（22）均由農林剩余物、高密度聚乙烯與顆粒增強因子的粉末經均勻混合后熱壓成形獲得。

4 公益性與效果

本發明的有益效果體現在以下幾方面：

（1）本發明提供的一種高強木塑復合快裝防眩裝置，該裝置無金屬零部件，成本低廉，且可有效避免銹蝕損壞現象，延長使用壽命，從而降低高速公路運營成本。（2）本發明防眩裝置以速生木材、農林剩余物、超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯和顆粒增強因子為原料制備零部件后組裝完成，可實現快裝，安裝維護便捷，更換容易，省時省力。（3）本發明防眩裝置的防眩葉板為芭蕉葉形層壓結構，由3～5mm厚的防腐實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，同時可在-100℃～70℃溫度環境下長期使用，具有良好的機械性能與耐候性；葉板表面葉筋及防腐實木板與超高分子量聚乙烯無緯布之間膠層的設置進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久耐用性能。防眩葉板截面形狀可以根據需要成形為波浪形，此種結構更加利于入射強光的分散，從而產生較高質量的防眩效果。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，符合目前所倡導的低碳環保要求。（4）本發明防眩裝置基座的扁平方管與定位芯塊全部以農林剩余物、高密度聚乙烯和顆粒增強因子為原料制備得到，不僅實現了農林與工業加工剩余物的二次回收利用，符合目前所倡導的低碳環保要求，而且由于添加的顆粒增強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、強度高、不霉變、難風化、穩定性好。（5）本發明提供的一種高強木塑復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 結語

以速生木材和農林剩余物為基材創新開發的高強木塑復合快裝防眩裝置及其制備方法專利技術（ZL201510207288.4），高效、環保、公益性強，極具推廣價值。

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