一种高强木塑复合快装防眩装置的制备方法

沈博文++王彦懿++吴庆定

【摘 要】简要介绍了高强木塑复合快装防眩装置的制备工艺的技术关键与创新点，开发的高速公路快装防眩装置以速生木材和农林剩余物为基材，采用了由木塑复合防眩叶板、基座、销钉组成的组合结构，木塑复合防眩叶板为芭蕉叶形层压结构，由3～5mm厚的防腐实木板中间层与两层密度为75～160g/m2的超高分子量聚乙烯无纬布防护层组成，基座由扁平方管和定位芯块组成，定位芯块内嵌入扁平方管的下部，木塑复合防眩叶板下部内嵌入扁平方管的上部，扁平方管与定位芯块及扁平方管与木塑复合防眩叶板之间均通过销钉固定。获得的防眩装置成本低廉、安装维护便捷，且具有防自然风化腐蚀、抗强风与高速冲击、环保等特点。

【关键词】防眩装置 木塑复合材料 防风化 高效 发明专利

1 技术背景

高速公路的不断修建与贯通，无疑带动了国民经济的迅猛发展，交通运输随之变得日益繁忙，不仅白天交通量迅速增加，夜间交通量也迅速上升，交通量的增加带来的严重问题便是交通事故的日益频繁发生，重特大事故增加，给国家和人民的生命财产造成了巨大损失，尤其是夜间行车事故比例更是引人注目。国外事故统计资料表明，夜间交通量不足全天交通量的1/3，但夜间发生的交通事故数量却占总事故量的1/2，且夜间事故死亡人数占总死亡人数的60%左右。在国内，据上海市统计，夜间事故占交通事故总数的43.2%；沈大高速公路也是如此，夜间事故比白天多，夜间事故占交通事故总数的43.5%，死亡和伤残人数分别占总数的65.7%和65%；湖南长潭高速，夜间事故占全天事故的62.1%。这些数据充分说明，应当充分重视夜间行车的安全问题。当然，引发夜间事故的原因很多，例如：夜间车辆较少，管理较疏，司机易开快车超速行驶；夜间行车环境较差，不易发现危险因素等等。不可否认，夜间对向来车所产生的眩光，是使驾驶员造成一时视力丧失或降低是诱发事故的一个重要原因。由于迎面来车的大灯灯光所产生的眩光造成驾驶员目眩，导致能见度下降甚至丧失，极有可能诱发汽车失控造成严重交通事故。有统计资料表明，因眩光引发的交通事故占到所有交通事故的12%～15%。可见，眩光严重危及夜间行车安全，必须有效防止。目前，人们对眩光的预防主要集中在改良汽车前照灯系统、增设高速公路防眩设施两大措施上。

对于汽车前照灯系统，研究设计人员提出了非对称近光系统、偏振前照灯系统、自动调光前照系统等三种方案。对于增加公路防眩设施，人们已有在公路（特别是高速公路）的中间隔离带种植灌木等植物或安装防眩板等行之有效的方法。种植灌木等植物有美化与协调环境之作用，但灌木等植物很难密植到能很好的起到防眩作用的程度，且需要浇灌、养护，需长期花费人力、物力和财力，运营成本高。另外，这种绿化中间隔离带需要有相应的排水设施，否则雨天泥土将流向路面影响车辆通行，同时雨水也会渗进路基影响路基的稳定；然而排水设施的引入必然导致中间隔离带泥土含水量降低，影响植灌木等植物的生长。

目前，防眩板大部分采用钢铁皮防眩板或者塑料玻璃钢防眩板。其中钢铁皮防眩板由钢板和外附着的其它合成材料制成，由于钢板的热膨胀系数高，长期受到酸雨、暴晒、雨雪等气候条件的影响以及在风力的作用下其底部容易振动，附着物会产生裂痕甚至剥落；并且由于钢铁皮防眩板的锈蚀损坏，需要重复维修更换，使成本不易控制。塑料玻璃钢防眩板的材质主要为玻璃钢，玻璃钢是由玻璃纤维、环氧树脂和乙二胺固化制成，产品本身难以降解，极易对环境造成二次污染；且不能抵御紫外线照射，在其表面容易产生细纹而引起老化；在风雪、暴晒、酸雨等自然气候下也无法抵御侵蚀与破坏，极易出现老化、开裂、变色等现象，需经常更换，导致其维护费用高。

为最大限度的发挥高速公路的综合效益，研发养护方便、造价低廉、耐高温、抗收缩、抗风力且与环境协调的高分子合成材料的防眩设施，就显得非常重要和必不可少。一個时期以来，通过广大科技人员与企业家的不懈努力，国内外涌现出了多种高分子合成材料防眩设施，对于提高公路（特别是高速公路）夜间行车的安全性、舒适性，保障人们的生命财产安全发挥了重要作用。但这些已有的高分子合成材料防眩设施，尽管维护成本相对绿化灌木等植物的养护成本要低得多，但在制造成本、材料强度、耐侯性、轻便美观、施工难易程度和通视效果等方面还有待持续改进。

2 所属学科领域与采用的技术原理

本发明属新材料及绿色制造关键技术领域，涉及一种公益性极强的以农林剩余物基材的高速公路防眩设施，特别涉及一种高强木塑复合快装防眩装置及其制造方法。所解决的问题是，创造性的利用农林剩余物中的“木质素”这种天然环保胶粘剂，运用木材科学、金属材料学等学科相关材料成形的理论与技术，针对现有防眩设施在制备、安装与维护技术中存在的问题与缺陷，发明了一种高强木塑复合快装防眩装置，该装置以速生木材和农林剩余物为基材，成本低廉、安装维护便捷，同时兼具防自然风化腐蚀、抗强风与高速冲击、环保等特点，可在-100℃～70℃温度环境下长期使用。

3 技术关键与创新点

本发明专利的技术关键在于防眩装置的结构、原辅材料组成和制造工艺方法的设计与优选。其创新点体现在：高强木塑复合快装防眩装置（如图1所示），其由木塑复合防眩叶板（1）、基座（2）、销钉（3）组成：所述木塑复合防眩叶板（1）为芭蕉叶形层压结构，由3～5mm厚的防腐实木板中间层与两层密度为75～160g/m2的超高分子量聚乙烯无纬布防护层组成，其下部预设1对固定销孔；所述基座（2）由设有2对固定销孔的扁平方管（21）和设有1对固定销孔的定位芯块（22）组成；所述定位芯块（22）内嵌入扁平方管（21）的下部，木塑复合防眩叶板（1）下部内嵌入扁平方管（21）的上部，扁平方管（21）腔体的截面形状、尺寸与定位芯块（22）及木塑复合防眩叶板（1）下部的横截面形状、尺寸成间隙配合关系，且扁平方管（21）与定位芯块（22）及扁平方管（21）与木塑复合防眩叶板（1）之间相对应的固定销孔均通过销钉（3）连接固定。

另外，木塑复合防眩叶板（1）的防腐实木板中间层为速生杨树、桉树、松树和柳树板材中的一种，经制材、脱脂干燥、防腐处理、指接成形获得。基座（2）的扁平方管（21）和定位芯块（22）均由农林剩余物、高密度聚乙烯与颗粒增强因子的粉末经均匀混合后热压成形获得。

4 公益性与效果

本发明的有益效果体现在以下几方面：

（1）本发明提供的一种高强木塑复合快装防眩装置，该装置无金属零部件，成本低廉，且可有效避免锈蚀损坏现象，延长使用寿命，从而降低高速公路运营成本。（2）本发明防眩装置以速生木材、农林剩余物、超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯和颗粒增强因子为原料制备零部件后组装完成，可实现快装，安装维护便捷，更换容易，省时省力。（3）本發明防眩装置的防眩叶板为芭蕉叶形层压结构，由3～5mm厚的防腐实木板中间层与两层密度为75～160g/m2的超高分子量聚乙烯无纬布防护层组成，通过热模压成形处理提高了防眩叶板的承载能力，同时可在-100℃～70℃温度环境下长期使用，具有良好的机械性能与耐候性；叶板表面叶筋及防腐实木板与超高分子量聚乙烯无纬布之间胶层的设置进一步提高了防眩叶板的截面抗弯惯矩，从而提高了防眩叶板的安全与经久耐用性能。防眩叶板截面形状可以根据需要成形为波浪形，此种结构更加利于入射强光的分散，从而产生较高质量的防眩效果。且防眩叶板破损后可以作为其基座制备的原料回收再利用，符合目前所倡导的低碳环保要求。（4）本发明防眩装置基座的扁平方管与定位芯块全部以农林剩余物、高密度聚乙烯和颗粒增强因子为原料制备得到，不仅实现了农林与工业加工剩余物的二次回收利用，符合目前所倡导的低碳环保要求，而且由于添加的颗粒增强因子采用了纳米刚玉粉、纳米氧化铜、纳米氧化锌和聚乙烯醇的混合物，使得基座得以充分塑化、强度高、不霉变、难风化、稳定性好。（5）本发明提供的一种高强木塑复合快装防眩装置的制造方法，该方法中防眩叶板、扁平方管与定位芯块等零件均采用一次性成形，加工效率高；所得零件精度高，装配效率高。

5 结语

以速生木材和农林剩余物为基材创新开发的高强木塑复合快装防眩装置及其制备方法专利技术（ZL201510207288.4），高效、环保、公益性强，极具推广价值。

参考文献：

[1]易钊，李城，李炯炯，等.高速公路防眩板生产制备与应用进展[J].中国人造板，2016（2）：5-7.

[2]孟利强.高速公路交通安全设施工程设计浅析[J].山西交通科技，2013（3）：96-99.

[3]梁宝贵.祁临高速公路防眩板安装技术要求及使用价值[J].山西建筑，2012（1）：156.

[4]李如强.防眩板的质量要求与施工监理[J].交通标准化，2014（17）：133-135.

[5]吴庆定，沈博文，王彦懿.一种高强木塑复合快装防眩装置及其制造方法：中国，ZL201510207288.4[P].2016-08-08.