CN106192815B - 一种防腐柔性护栏 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防腐柔性护栏，包括护拦板、立柱和防阻块组成，所述的护栏板是由柔性外层与支撑芯层复合而成；所述的立柱是由柔性外层与中间支撑层复合而成，所述的护拦板的柔性外层为超高分子量聚乙烯或改性超高分子量聚乙烯，所述的护拦板的支撑芯层为芳纶带或钢丝网；所述的立柱的柔性外层为超高分子量聚乙烯或改性超高分子量聚乙烯，所述的立柱的中间支撑层为钢板网。本发明提供的柔性护栏板、立柱和防阻块采用改性超高分子量聚乙烯与钢丝网或芳纶带共挤出一次成型，柔性护栏板和立柱的柔性外层能吸收碰撞能量，减小或甚至避免二次伤害。
Description
技术领域
本发明涉及护栏领域，具体涉及一种防腐柔性护栏及其制作方法。
背景技术
护栏的安全性是最重要性能之一，但在高速公路上行驶的有不同类型、不同吨位、不同车速的车辆，在什么地点发生事故，每次碰撞产生多大能量也不得而知。我国收费公路已超过16万公里。交通运输部2006年重新修改发布《公路交通安全设施设计规范》和《公路交通安全设施施工技术规范》中特别对高速公路护栏在使用多方面都提出了具体要求和规定。
现用的刚性混凝土护栏、半刚性波形梁护栏的缺点是：几乎不变形、对车辆成员伤害大；刚柔相兼、能吸收能量；
现用的柔性缆索护栏的缺点是：变形大、吸收能量大，钢质护栏的硬度、强度很大，在碰撞时容易对车辆、乘员造成二次伤害。
现用钢质护栏的缺点是：在30—50年内需要更换3—5次，要消耗大量人力、物力和财力。随着时间的延长维修费用逐年增加，造成社会资源的浪费。钢质护栏容易腐蚀。特别是沿海和潮湿地区更为严重，随着时间延长、防腐更换的维修费逐年增加、使用周期成本会越来越大、给养护单位和国家造成资源浪费。
现用超高分子材料制作护栏的两个弱点：1刚性差：不如钢制材料，但柔性可弥补，2、剪切性能弱：但汽车有相同共性、外表都是圆滑体、没有锋利的地方，直接剪断的概率很低。
发明内容
本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种防腐柔性护栏，它们的组成是即采用超高分子量聚乙烯(UPE)改性材料制造的护栏板和立柱，用高分子聚氨酯改性材料制造的防阻块。解决了现有护栏使用寿命短、安全性低、易腐蚀、易褪色的问题，达到以柔克刚、分解力的方向，提高安全性、实现有效拦截，吸收碰撞能量，减少碰撞事故对车辆，特别是对乘员的伤害程度，降低事故损失，同时提高了超高分子材料的刚性和剪切性能。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种防腐柔性护栏，包括护拦板、立柱和防阻块，所述的护栏板是由柔性外层与支撑芯层复合而成；所述的立柱是由柔性外层与中间支撑层复合而成，所述的护拦板的柔性外层为超高分子量聚乙烯或改性超高分子量聚乙烯，所述的护拦板的支撑芯层为芳纶带或钢丝网；所述的立柱的柔性外层为超高分子量聚乙烯或改性超高分子量聚乙烯，所述的立柱的中间支撑层为钢板网。
所述的护拦板的柔性外层和立柱的柔性外层的改性超高分子量聚乙烯组成及质量份如下：超高分子分子量聚乙烯100份、阻燃剂8份-12份、抗老化剂1-1.5份、抗紫外线剂1-1.2 份、抗氧剂0.8-1.4份、玻璃纤维10份、色母0.3份、硅烷偶联剂1-3份。
所述的护栏板的柔性外层与支撑芯层一次成型复合制成；所述的立柱是由柔性外层与中间支撑层一次成型复合制成。
所述的防阻块由改性聚氨酯(TPU)制成，所述的改性聚氨酯的组成及质量份如下：聚氨酯TPU-68D：100份、阻燃剂8份-12份、抗老化剂1-1.5份、抗紫外线剂1-1.2份、抗氧剂0.8-1.4份、色母0.3份、玻璃纤维10份、硅烷偶联剂1-3份。所述抗紫外线剂选自受阻胺类、苯并三唑中的至少一种。所述防霉剂选自硼酸锌、百菌清、灭菌丹中的至少一种。所述的抗老化剂选自受阻酚类、仲芳胺等氢给予体中的一种或两种。
一种防腐柔性护栏栏的制作方法，其步骤如下：分别制作护栏板、立柱和防阻块后将三者组装：
(1)护栏板的制作方法如下：
a.将权利要求2中所述的硅烷偶联剂1-5份用蒸馏水和乙醇稀释后的溶液与阻燃剂8份 -12份、抗老化剂1-1.5份、抗紫外线剂1-1.2份、抗氧剂0.8-1.4份、玻璃纤维10份、色母 0.3份，硅烷偶联剂1-3份充分混合、烘干，后与超高分子量聚乙烯100份加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为130-230℃，挤出速度为5-15Hz，挤出压力25-45Mpa；
b.用缠绕机将芳纶带固定，将步骤a中的制得的颗粒料输送到共挤螺杆挤出机组入料口，同时把固定好的三条芳纶带或钢丝网输送到共挤螺杆挤出机模具分配器上锁住，挤出温度为130-230℃，挤出速度为5-15Hz，挤出压力25-45Mpa；改性超高分子量聚乙烯与芳纶带或钢丝网同步模具，共挤出一体成型得到护栏板；
(2)立柱的制作方法如下：
a.将权利要求2中所述的硅烷偶联剂1-5份用蒸馏水和乙醇稀释后的溶液与阻燃剂8份 -12份、抗老化剂1-1.5份、抗紫外线剂1-1.2份、抗氧剂0.8-1.4份、玻璃纤维10份、色母 0.3份，硅烷偶联剂1-3份充分混合、烘干后与超高分子量聚乙烯100份加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为130-230℃，挤出速度为5-15Hz，挤出压力25-45Mpa；
b.将步骤a中的制得的颗粒料输送到共挤螺杆挤出机组入料口，同时将钢丝网层放置在共挤螺杆挤出机模具，挤出温度为130-230℃，挤出速度为5-15Hz，挤出压力25-45Mpa；改性超高分子量聚乙烯与芳纶带或钢丝网同步模具，共挤出一体成型得到立柱；
(3)防阻块的制作方法如下：将聚氨酯TPU-68D：100份、阻燃剂8份-12份、抗老化剂1-1.5份、抗紫外线剂1-1.2份、抗氧剂0.8-1.4份、色母0.3份、玻璃纤维10份，硅烷偶联剂1-3份，按比例混合均匀后加入注塑机中注塑制成，注塑温度为190-230℃，注塑压力为50-70Mpa。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1安全性能好：本发明提供的柔性护栏板、立柱和防阻块采用改性超高分子量聚乙烯与钢丝网或芳纶带共挤出一次成型，柔性护栏板和立柱的柔性外层能吸收碰撞能量，减小或甚至避免二次伤害。
2.耐久性能长，本发明的改性超高分子量聚乙烯耐酸碱盐，抗老化不变色、耐久性可长达(30—50年)，耐候性好(零下-70℃到零上110℃之间使用)，使用寿命是钢质材料的,3 —5倍。
3.养护维修费用低：免于平时防腐养护处理、可节省人力财力的支出，在轻微碰撞下 (极限内)、变形后可以回弹复位、不需要更换维修，重量轻、搬运方便：安装省工省力，效率高，运输费用低。
附图说明
图1是本发明的一种防腐柔性护栏的结构示意图；
图2是本发明的护栏板的结构示意图；
图3是本发明的防阻块的结构示意图；
图4是本发明的立柱的结构示意图；
其中：1护栏板，2防阻块，3立柱，11护栏板柔性外层，12护栏板支撑芯层， 31立柱柔性外层，32立柱中间支撑层。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
如图1所示，本发明提供一种防腐柔性护栏，包括护拦板、立柱和防阻块组成，所述的护栏板是由柔性外层与支撑芯层复合而成；所述的立柱是由柔性外层与中间支撑层复合而成，所述的护拦板的柔性外层为超高分子量聚乙烯或改性超高分子量聚乙烯，所述的护拦板的支撑芯层为芳纶带或钢丝网；所述的立柱的柔性外层为超高分子量聚乙烯或改性超高分子量聚乙烯，所述的立柱的中间支撑层为钢板网。所述的护拦板的柔性外层和立柱的柔性外层的改性超高分子量聚乙烯组成及质量份如下：超高分子分子量聚乙烯100份、阻燃剂8份-12 份、抗老化剂1-1.5份、抗紫外线剂1-1.2份、抗氧剂0.8-1.4份、玻璃纤维10份、色母0.3 份，硅烷偶联剂1-3份。所述的护栏板的柔性外层与支撑芯层一次成型复合制成；所述的立柱是由柔性外层与中间支撑层一次成型复合制成。
所述的防阻块由改性聚氨酯制成，所述的改性聚氨酯的组成及质量份如下：聚氨酯 TPU-68D：100份、阻燃剂8份-12份、抗老化剂1-1.5份、抗紫外线剂1-1.2份、抗氧剂0.8-1.4 份、色母0.3份、玻璃纤维10份、硅烷偶联剂1-3份。所述抗紫外线剂选自受阻胺类、苯并三唑中的至少一种。所述防霉剂选自硼酸锌、百菌清、灭菌丹中的至少一种。所述的抗老化剂选自受阻酚类、仲芳胺等氢给予体中的一种或两种。
一种防腐柔性护栏栏的制作方法，分别制作护栏板、立柱和防阻块后将三者组装，制作步骤如下：
(1)护栏板的制作方法如下：
a.将权利要求2中所述的硅烷偶联剂1-3份用蒸馏水和乙醇稀释后的溶液与阻燃剂8份 -12份、抗老化剂1-1.5份、抗紫外线剂1-1.2份、抗氧剂0.8-1.4份、玻璃纤维10份、色母 0.3份，硅烷偶联剂1-3份充分混合烘干后与超高分子量聚乙烯100份加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为130-230℃，挤出速度为5-15Hz，挤出压力25-45Mpa；
b.用缠绕机将芳纶带固定，将步骤a中的制得的颗粒输送到共挤螺杆挤出机组入料口，同时把固定好的三条芳纶带或钢丝网输送到共挤螺杆挤出机模具分配器上锁住，挤出温度为 130-230℃，挤出速度为5-15Hz，挤出压力25-45Mpa；改性超高分子量聚乙烯与芳纶带或钢丝网同步模具，共挤出一体成型得到护栏板。
(2)立柱的制作方法如下：
a.将权利要求2中所述的硅烷偶联剂1-3份用蒸馏水和乙醇稀释后的溶液与阻燃剂8份 -12份、抗老化剂1-1.5份、抗紫外线剂1-1.2份、抗氧剂0.8-1.4份、玻璃纤维10份、色母 0.3份，硅烷偶联剂1-3份，充分混合烘干后与超高分子量聚乙烯100份加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为130-230℃，挤出速度为5-15Hz，挤出压力25-45Mpa；
b.将步骤a中的制得的颗粒输送到共挤螺杆挤出机组入料口，同时将钢丝网层放置在共挤螺杆挤出机模具，挤出温度为130-230℃，挤出速度为5-15Hz，挤出压力25-45Mpa；改性超高分子量聚乙烯与芳纶带或钢丝网同步模具，共挤出一体成型得到立柱。
(3)防阻块的制作方法如下：将聚氨酯TPU-68D：100份、阻燃剂8份-12份、抗老化剂1-1.5份、抗紫外线剂1-1.2份、抗氧剂0.8-1.4份、色母0.3份、玻璃纤维10份硅烷偶联剂1-3份，按比例混合均匀后加入注塑机中注塑制成，注塑温度为190-230℃，注塑压力为 50-70Mpa。
本发明的护栏的加工方法：首先，对原料进行改性处理，即主要是添加材料、如玻璃纤维、芳纶带用硅烷KH-5700做交联嫁接.而后将所有的原料进行高混搅拌，将搅拌好的混合料，由双螺杆挤出造粒机挤出造成颗粒料，最后通过缠绕机把芳纶带固定，将颗粒料输送到挤出机组入料口，同时把固定好的三条芳纶带输送到挤出机组模具分配器上锁住，此刻挤出机组加温，按工艺流程确定的参数设定开机，原料与芳纶带通过模具，由挤出机组共挤成型，制造出护栏板，
实施例1-5：护栏板的制作
如图1所示，护栏板长度4320mm、护栏板宽度310mm、波高85mm，护栏板壁厚6-9mm。
表1：
制作步骤如下：
a.将上述表1中的助剂按上述质量份充分混合后与超高分子量聚乙烯一起加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为130-230℃，挤出速度为5-15Hz，挤出压力25-45Mpa；
b.用缠绕机将芳纶带固定，将步骤a中的制得的颗粒输送到共挤螺杆挤出机组入料口，同时把固定好的三条芳纶带或钢丝网输送到共挤螺杆挤出机模具分配器上锁住，挤出温度为 130-230℃，挤出速度为5-15Hz，挤出压力25-45Mpa；改性超高分子量聚乙烯与芳纶带或钢丝网同步模具，共挤出一体成型得到护栏板；
将以上实施例制得的护栏板的柔性外层的改性超高分子量聚乙烯进行性能测试，结果如表2：
表2
实施例6-10：在W形的腰上加一道纵筋护栏板的制作：
如图2所示，防腐柔性护栏板几何形状设计护栏板长度4320mm、护栏板宽度310mm、波高85mm，护栏板壁厚6-9mm。
表3
| UPE | 阻燃剂 | 抗老化剂 | 抗紫外线剂 | 抗氧剂 | 色母 | 玻璃纤维 | 硅烷偶联剂 | |
| 实施例6 | 100 | 8 | 1 | 1.1 | 0.8 | 0.3 | 10 | 2 |
| 实施例7 | 100 | 11 | 1.5 | 1 | 1.1 | 0.3 | 10 | 3 |
| 实施例8 | 100 | 12 | 1.1 | 1.2 | 1.2 | 0.3 | 10 | 1 |
| 实施例9 | 100 | 9 | 1.3 | 1 | 1.3 | 0.3 | 10 | 3 |
| 实施例10 | 100 | 10 | 1.2 | 1.1 | 1.4 | 0.3 | 10 | 1 |
制作步骤如下：
a.将上述表3中的助剂按上述质量份充分混合后与超高分子量聚乙烯一起加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为130-230℃，挤出速度为5-15Hz，挤出压力25-45Mpa；
b.用缠绕机将芳纶带固定，将步骤a中的制得的颗粒输送到共挤螺杆挤出机组入料口，同时把固定好的三条芳纶带或钢丝网输送到共挤螺杆挤出机模具分配器上锁住，挤出温度为 130-230℃，挤出速度为5-15Hz，挤出压力25-45Mpa；改性超高分子量聚乙烯与芳纶带或钢丝网同步模具，共挤出一体成型得到护栏板；
将以上实施例制得的护栏板的柔性外层的改性超高分子量聚乙烯进行性能测试，结果如表4：
表4
实施例11-15：防阻块的制作
如图3所示，护栏板(W型)防阻块几何形状是呈框架式，设计长度170mm、两端面呈钳形，宽度为长方形120mm*140mm、，板壁厚12mm。
实施例11-13的原材料及其加入的质量份为：
表5
制作步骤如下：将上述原材料表5中的质量份混合均匀后加入注塑机中注塑制成，注塑温度为，注塑压力为。
将以上实施例制得的防阻块进行性能测试，结果如下:
a.抗拉强度：280-300Mpa
b.断裂伸长率80％
c.抗冲击强度：180Kj/m2
d.硬度：邵氏72D
e.重量：0.99Kg/个。
f.耐候性：耐腐蚀50年、抗老化30年、不退色15年。
实施例16：立柱的制备方法：原材料与护栏板相同，测试结果相同。
立柱的制作方法如下：
a.立柱的柔性外层的改性UPE的制作步骤与护栏板的柔性外层相同；
b.将步骤a中的制得的颗粒输送到共挤螺杆挤出机组入料口，同时将钢丝网层放置在共挤螺杆挤出机模具，挤出温度为130-230℃，挤出速度为5-15Hz，挤出压力25-45Mpa；改性超高分子量聚乙烯与芳纶带或钢丝网同步模具，共挤出一体成型得到如图4所示的立柱。
经过测试，本发明提供的护栏板和立柱的柔性外层材料和防阻块的耐候性温度为零下 -70℃到零上110℃之间，阻燃等级为B级。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种防腐柔性护栏，包括护拦板、立柱和防阻块，其特征在于：所述的护栏板是由柔性外层与支撑芯层复合而成；所述的立柱是由柔性外层与中间支撑层复合而成，所述的护拦板的柔性外层为超高分子量聚乙烯或改性超高分子量聚乙烯，所述的护拦板的支撑芯层为芳纶带或钢丝网，所述的立柱的柔性外层为超高分子量聚乙烯或改性超高分子量聚乙烯，所述的立柱的中间支撑层为钢板网；所述的护拦板的柔性外层和立柱的柔性外层的改性超高分子量聚乙烯组成及质量份如下：超高分子分子量聚乙烯100份、阻燃剂8份-12份、抗老化剂1-1.5份、抗紫外线剂1-1.2份、抗氧剂0.8-1.4份、玻璃纤维10份、色母0.3份、硅烷偶联剂1-3份；所述的防阻块由改性聚氨酯制成，所述的改性聚氨酯的组成及质量份如下：TPU-68D：100份、阻燃剂8份-12份、抗老化剂1-1.5份、抗紫外线剂1-1.2份、抗氧剂0.8-1.4份、色母0.3份、玻璃纤维10份、硅烷偶联剂1-3份；
其制作方法的步骤如下：分别制作护栏板、立柱和防阻块后将三者组装，
(1)护栏板的制作方法如下：
a.将硅烷偶联剂1-5份用蒸馏水和乙醇稀释后的溶液与阻燃剂8份-12份、抗老化剂1-1.5份、抗紫外线剂1-1.2份、抗氧剂0.8-1.4份、玻璃纤维10份、色母0.3份，硅烷偶联剂1-3份充分混合和烘干，与超高分子量聚乙烯100份加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为130-230℃，挤出速度为5-15Hz，挤出压力5-25Mpa；
b.用缠绕机将芳纶带固定，将步骤a中的制得的颗粒输送到共挤螺杆挤出机组入料口，同时把固定好的三条芳纶带或钢丝网输送到共挤螺杆挤出机模具分配器上锁住，挤出温度为130-230℃，挤出速度为5-15Hz，挤出压力5-25Mpa；改性超高分子量聚乙烯与芳纶带或钢丝网同步模具，共挤出一体成型得到护栏板；
(2)立柱的制作方法如下：
a.将硅烷偶联剂1-5份用蒸馏水和乙醇稀释后的溶液与阻燃剂阻燃剂8份-12份、抗老化剂1-1.5份、抗紫外线剂1-1.2份、抗氧剂0.8-1.4份、玻璃纤维10份、色母0.3份，硅烷偶联剂1-3份充分混合和烘干，再与超高分子量聚乙烯100份加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为130-230℃，挤出速度为5-15Hz，挤出压力5-25Mpa；
b.将步骤a中的制得的颗粒输送到共挤螺杆挤出机组入料口，同时将钢丝网层放置在共挤螺杆挤出机模具，挤出温度为130-230℃，挤出速度为5-15Hz，挤出压力5-25Mpa；改性超高分子量聚乙烯与芳纶带或钢丝网同步模具，共挤出一体成型得到立柱；
(3)防阻块的制作方法如下：将TPU-68D：100份、阻燃剂8份-12份、抗老化剂1-1.5份、抗紫外线剂1-1.2份、抗氧剂0.8-1.4份、色母0.3份、玻璃纤维10份，硅烷偶联剂1-3份，按比例混合均匀后加入注塑机中注塑制成，注塑温度为190-230℃，注塑压力为50-70Mpa。
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