CN107189226A - 一种自发光耐老化公路护栏材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自发光耐老化公路护栏材料，包括以下重量份的原料：蓄光型发光材料4‑8份、植物纤维30‑40份、胶黏剂10‑16份、混合塑料粉粒50‑60份、氯丁橡胶10‑20份、阻燃剂5‑15份、助剂10‑12份、纳米二氧化钛5‑7份、偶联剂3‑5份。本发明的护栏材料具有防火、耐老化、防水性能较好的特点，不易发生翘曲变形，不开裂、不虫蛀、耐紫外光及热氧老化，此外其在夜晚还能发出微弱的光芒，使得行人车辆能够清晰分辨；同时本发明的制备方法其木材用量少，环境友好，节约了资源、保护了环境，材料成本较低、原料易得、且工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

Description

一种自发光耐老化公路护栏材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及护栏材料技术领域，具体涉及一种自发光耐老化公路护栏材料及其制备方法。
背景技术
交通护栏可分为中央隔离护栏、机动车与非机动车护栏、人行护栏、绿化护栏等，其主要起到安全防护和美观作用。按材料分，可分为水泥护栏、钢管护栏、铸铁护栏、塑料护栏、浸塑护栏和不锈钢护栏等。一些城市常常因为经济和条件的限制，采用了水泥护栏、钢管护栏、铸铁护栏，但由于缺乏详细设计，美观性很差，护栏的作用发挥得较差，也影响了城市环境；有些城市片面强调装饰性，而忽略了护栏固有的“安全”功能：如有些城市采用不锈钢护栏，但没有重视护栏的光学设计，不锈钢护栏反而带来光污染，造成眩目，影响了安全性；如塑料护栏，强度差，人力手工就能拆除分离连接部位，易损坏，形同虚设；而浸塑护栏，虽然兼具了安全和美观的优点，但是其制作工艺复杂，成本高，且由于护栏制作过程中焊接点多，底层未进行防腐表面处理，表面浸塑处理后，防腐能力低、易生锈、使用寿命短。
另一方面木塑复合材料作为一种新型材料，近年来深受人们的喜欢。其原料以生物秸秆等可再生生物资源及加工剩余木料为主，同时加入了一定比例的塑料，经过物理、化学等手段加工成型的一种可循环利用的新型材料。与普通材料相比，有很强的环保优势，一方面在于对森林资源的保护，另一方面是对废弃植物及塑料废弃物的利用。但虽则如此，塑木复合材料在使用过程中也存在一些明显不足，如长期使用，特别是露天使用时，在光、氧作用下容易发生开裂、褪色等老化现象，从而缩短了其使用寿命、限定了其使用范围。所以，对传统塑木复合材料进行改性，改善其耐老化性就十分必要。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种自发光耐老化公路护栏材料，该护栏材料具有防火、耐老化、防水性能较好的特点，不易发生翘曲变形，不开裂、不虫蛀、耐紫外光及热氧老化，此外其在夜晚还能发出微弱的光芒，使得行人车辆能够清晰分辨；同时本发明的的制备方法其木材用量少，环境友好，节约了资源、保护了环境，材料成本较低、原料易得、且工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种自发光耐老化公路护栏材料，包括以下重量份的原料：
蓄光型发光材料4-8份、植物纤维30-40份、胶黏剂10-16份、混合塑料粉粒50-60份、氯丁橡胶10-20份、阻燃剂5-15份、助剂10-12份、纳米二氧化钛5-7份、偶联剂3-5份。
优选地，所述自发光耐老化公路护栏材料包括以下重量份的原料：
蓄光型发光材料6份、植物纤维35份、胶黏剂13份、混合塑料粉粒55份、氯丁橡胶15份、阻燃剂10份、助剂11份、纳米二氧化钛6份、偶联剂4份。
优选地，所述蓄光型发光材料为硫化物体系蓄光型自发光材料、铝酸盐体系蓄光型自发光材料、硅酸盐体系蓄光型自发光材料中的一种或几种。
优选地，所述植物纤维为木粉、竹粉按照2:1组成的混合物。
优选地，所述胶黏剂为丙烯酸酯；所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种。
优选地，所述塑料粉粒为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯粉粒按照重量比1:2:1组成的混合物。
优选地，所述阻燃剂为八溴醚，磷酸三苯酯，聚磷酸铵按照重量比2:1:3组成的混合物。
优选地，所述加工助剂为抗氧剂、抗氧协效剂、分散剂、相容剂按照重量比3:1:2:2组成的混合物；所述抗氧剂为2、6- 二叔丁基对甲基苯酚，所述抗氧协效剂为硫代二丙酸二月桂酯，所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
本发明还提供一种自发光耐老化公路护栏材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将混合塑料粉粒A加入开炼机中，在温度为150-170℃下开炼10-20分钟，粉碎成200目的粉粒A；
步骤三，将氯丁橡胶、阻燃剂混合加入密炼机中加热至80-90℃，保温8-12分钟后，加入纳米二氧化钛、偶联剂、蓄光型发光材料、步骤一制备的粉粒A、植物纤维、胶黏剂助剂，搅拌30-40分钟，搅拌转速为300-400r/min，再升温至120-130℃，混炼10-15分钟，得到混炼物B；
步骤四，将混合物B加入到双螺旋挤出机中挤出，挤出温度为145-155℃，挤出速度为130-140r/min，机头压力为4-6MPa，挤出型材冷却定性后加入定长裁断机中切断得到发明的自发光耐老化公路护栏材料。
优选地，所述自发光耐老化公路护栏材料的制备步骤为：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将混合塑料粉粒A加入开炼机中，在温度为160℃下开炼15分钟，粉碎成200目的粉粒A；
步骤三，将氯丁橡胶、阻燃剂混合加入密炼机中加热至85℃，保温10分钟后，加入纳米二氧化钛、偶联剂、蓄光型发光材料、步骤一制备的粉粒A、植物纤维、胶黏剂助剂，搅拌35分钟，搅拌转速为350r/min，再升温至125℃，混炼13分钟，得到混炼物B；
步骤四，将混合物B加入到双螺旋挤出机中挤出，挤出温度为150℃，挤出速度为135r/min，机头压力为5MPa，挤出型材冷却定性后加入定长裁断机中切断得到发明的自发光耐老化公路护栏材料。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的一种自发光耐老化公路护栏材料采用了较少的植物纤维，木材使用量少，可减少木材的砍伐量，有利于水土保持、空气净化及环境保护，节约了资源，保护了环境，符合循环经济的理念，实现了可持续发展；此外以混合塑料粉粒为主体材料，辅助添加了其他助剂，对环境更加友好，模量更高，刚性更大，更加抗蠕变，不容易发生翘曲变形，不会象木材板材那样易开裂、虫蛀、翘曲变形等，无需进行防腐处理。
（2）本发明的一种自发光耐老化公路护栏材料添加的阻燃剂主要为八溴醚，磷酸三苯酯，聚磷酸铵组成的混合物，三者协同作用能够有效提高材料的耐火阻燃性能。
（3）本发明的一种自发光耐老化公路护栏材料添加的蓄光型发光材料，无需能源即可在夜晚发出光芒，增强行人车辆的识别能力，减少的事故的发生。
（4）本发明的一种自发光耐老化公路护栏材料添加了添加的助剂，能够有效提高材料的耐老化、耐光照、耐冷热冲击的的性能，提高了其耐候性能，延长了使用时间。
（5）本发明的一种自发光耐老化公路护栏材料具有防火、耐老化、防水性能较好的特点，不易发生翘曲变形，不开裂、不虫蛀、耐紫外光及热氧老化，此外其在夜晚还能发出微弱的光芒，使得行人车辆能够清晰分辨；同时本发明的的制备方法其木材用量少，环境友好，节约了资源、保护了环境，材料成本较低、原料易得、且工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的一种自发光耐老化公路护栏材料，包括以下重量份的原料：
蓄光型发光材料4份、植物纤维30份、胶黏剂10份、混合塑料粉粒50份、氯丁橡胶10份、阻燃剂5份、助剂10份、纳米二氧化钛5份、偶联剂3份。
本实施例中的蓄光型发光材料为硫化物体系蓄光型自发光材料。
本实施例中的植物纤维为木粉、竹粉按照2:1组成的混合物。
本实施例中的胶黏剂为丙烯酸酯；所述偶联剂为硅烷偶联剂。
本实施例中的塑料粉粒为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯粉粒按照重量比1:2:1组成的混合物。
本实施例中的阻燃剂为八溴醚，磷酸三苯酯，聚磷酸铵按照重量比2:1:3组成的混合物。
本实施例中的加工助剂为抗氧剂、抗氧协效剂、分散剂、相容剂按照重量比3:1:2:2组成的混合物；所述抗氧剂为2、6- 二叔丁基对甲基苯酚，所述抗氧协效剂为硫代二丙酸二月桂酯，所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
本实施例的一种自发光耐老化公路护栏材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将混合塑料粉粒A加入开炼机中，在温度为150℃下开炼10分钟，粉碎成200目的粉粒A；
步骤三，将氯丁橡胶、阻燃剂混合加入密炼机中加热至80℃，保温8分钟后，加入纳米二氧化钛、偶联剂、蓄光型发光材料、步骤一制备的粉粒A、植物纤维、胶黏剂助剂，搅拌30分钟，搅拌转速为300r/min，再升温至120℃，混炼10分钟，得到混炼物B；
步骤四，将混合物B加入到双螺旋挤出机中挤出，挤出温度为145℃，挤出速度为130r/min，机头压力为4MPa，挤出型材冷却定性后加入定长裁断机中切断得到发明的自发光耐老化公路护栏材料。
实施例2.
本实施例的一种自发光耐老化公路护栏材料，包括以下重量份的原料：
蓄光型发光材料8份、植物纤维40份、胶黏剂16份、混合塑料粉粒60份、氯丁橡胶20份、阻燃剂15份、助剂12份、纳米二氧化钛7份、偶联剂5份。
本实施例中的蓄光型发光材料为铝酸盐体系蓄光型自发光材料。
本实施例中的植物纤维为木粉、竹粉按照2:1组成的混合物。
本实施例中的胶黏剂为丙烯酸酯；所述偶联剂为硅烷偶联剂。
本实施例中的塑料粉粒为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯粉粒按照重量比1:2:1组成的混合物。
本实施例中的阻燃剂为八溴醚，磷酸三苯酯，聚磷酸铵按照重量比2:1:3组成的混合物。
本实施例中的加工助剂为抗氧剂、抗氧协效剂、分散剂、相容剂按照重量比3:1:2:2组成的混合物；所述抗氧剂为2、6- 二叔丁基对甲基苯酚，所述抗氧协效剂为硫代二丙酸二月桂酯，所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
本实施例的一种自发光耐老化公路护栏材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将混合塑料粉粒A加入开炼机中，在温度为170℃下开炼20分钟，粉碎成200目的粉粒A；
步骤三，将氯丁橡胶、阻燃剂混合加入密炼机中加热至90℃，保温12分钟后，加入纳米二氧化钛、偶联剂、蓄光型发光材料、步骤一制备的粉粒A、植物纤维、胶黏剂助剂，搅拌40分钟，搅拌转速为400r/min，再升温至130℃，混炼15分钟，得到混炼物B；
步骤四，将混合物B加入到双螺旋挤出机中挤出，挤出温度为155℃，挤出速度为140r/min，机头压力为6MPa，挤出型材冷却定性后加入定长裁断机中切断得到发明的自发光耐老化公路护栏材料。
实施例3.
本实施例的一种自发光耐老化公路护栏材料，包括以下重量份的原料：
蓄光型发光材料6份、植物纤维35份、胶黏剂13份、混合塑料粉粒55份、氯丁橡胶15份、阻燃剂10份、助剂11份、纳米二氧化钛6份、偶联剂4份。
本实施例中的蓄光型发光材料为硅酸盐体系蓄光型自发光材料。
本实施例中的植物纤维为木粉、竹粉按照2:1组成的混合物。
本实施例中的胶黏剂为丙烯酸酯；所述偶联剂为硅烷偶联剂。
本实施例中的塑料粉粒为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯粉粒按照重量比1:2:1组成的混合物。
本实施例中的阻燃剂为八溴醚，磷酸三苯酯，聚磷酸铵按照重量比2:1:3组成的混合物。
本实施例中的加工助剂为抗氧剂、抗氧协效剂、分散剂、相容剂按照重量比3:1:2:2组成的混合物；所述抗氧剂为2、6- 二叔丁基对甲基苯酚，所述抗氧协效剂为硫代二丙酸二月桂酯，所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
本实施例的一种自发光耐老化公路护栏材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将混合塑料粉粒A加入开炼机中，在温度为160℃下开炼15分钟，粉碎成200目的粉粒A；
步骤三，将氯丁橡胶、阻燃剂混合加入密炼机中加热至85℃，保温10分钟后，加入纳米二氧化钛、偶联剂、蓄光型发光材料、步骤一制备的粉粒A、植物纤维、胶黏剂助剂，搅拌35分钟，搅拌转速为350r/min，再升温至125℃，混炼13分钟，得到混炼物B；
步骤四，将混合物B加入到双螺旋挤出机中挤出，挤出温度为150℃，挤出速度为135r/min，机头压力为5MPa，挤出型材冷却定性后加入定长裁断机中切断得到发明的自发光耐老化公路护栏材料。
以上各实施例制得的自发光耐老化公路护栏材料的性能测试结果如下：
拉伸强度/MPa 断裂伸长率（%） 防火等级 环保等级
实施例1 33 9.2 B1 E1
实施例2 36 9.7 B1 E1
实施例3 34 9.3 B1 E1
对比例 25 8.4 B2 E2
本发明的一种自发光耐老化公路护栏材料具有防火、耐老化、防水性能较好的特点，不易发生翘曲变形，不开裂、不虫蛀、耐紫外光及热氧老化，此外其在夜晚还能发出微弱的光芒，使得行人车辆能够清晰分辨；同时本发明的的制备方法其木材用量少，环境友好，节约了资源、保护了环境，材料成本较低、原料易得、且工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种自发光耐老化公路护栏材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
蓄光型发光材料4-8份、植物纤维30-40份、胶黏剂10-16份、混合塑料粉粒50-60份、氯丁橡胶10-20份、阻燃剂5-15份、助剂10-12份、纳米二氧化钛5-7份、偶联剂3-5份。
2.根据权利要求1所述的一种自发光耐老化公路护栏材料，其特征在于，所述自发光耐老化公路护栏材料包括以下重量份的原料：
蓄光型发光材料6份、植物纤维35份、胶黏剂13份、混合塑料粉粒55份、氯丁橡胶15份、阻燃剂10份、助剂11份、纳米二氧化钛6份、偶联剂4份。
3.根据权利要求1或2所述的一种自发光耐老化公路护栏材料，其特征在于，所述蓄光型发光材料为硫化物体系蓄光型自发光材料、铝酸盐体系蓄光型自发光材料、硅酸盐体系蓄光型自发光材料中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的一种自发光耐老化公路护栏材料，其特征在于，所述植物纤维为木粉、竹粉按照2:1组成的混合物。
5.根据权利要求1或2所述的一种自发光耐老化公路护栏材料，其特征在于，所述胶黏剂为丙烯酸酯；所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种。
6.根据权利要求1或2所述的一种自发光耐老化公路护栏材料，其特征在于，所述塑料粉粒为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯粉粒按照重量比1:2:1组成的混合物。
7.根据权利要求1或2所述的一种自发光耐老化公路护栏材料，其特征在于，所述阻燃剂为八溴醚，磷酸三苯酯，聚磷酸铵按照重量比2:1:3组成的混合物。
8.根据权利要求1或2所述的一种自发光耐老化公路护栏材料，其特征在于，所述加工助剂为抗氧剂、抗氧协效剂、分散剂、相容剂按照重量比3:1:2:2组成的混合物；所述抗氧剂为2、6- 二叔丁基对甲基苯酚，所述抗氧协效剂为硫代二丙酸二月桂酯，所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
9.一种制备如权利要求1或2所述的自发光耐老化公路护栏材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将混合塑料粉粒A加入开炼机中，在温度为150-170℃下开炼10-20分钟，粉碎成200目的粉粒A；
步骤三，将氯丁橡胶、阻燃剂混合加入密炼机中加热至80-90℃，保温8-12分钟后，加入纳米二氧化钛、偶联剂、蓄光型发光材料、步骤一制备的粉粒A、植物纤维、胶黏剂助剂，搅拌30-40分钟，搅拌转速为300-400r/min，再升温至120-130℃，混炼10-15分钟，得到混炼物B；
步骤四，将混合物B加入到双螺旋挤出机中挤出，挤出温度为145-155℃，挤出速度为130-140r/min，机头压力为4-6MPa，挤出型材冷却定性后加入定长裁断机中切断得到发明的自发光耐老化公路护栏材料。
10.根据权利要求9所述的一种自发光耐老化公路护栏材料的制备方法，其特征在于，所述步骤为：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将混合塑料粉粒A加入开炼机中，在温度为160℃下开炼15分钟，粉碎成200目的粉粒A；
步骤三，将氯丁橡胶、阻燃剂混合加入密炼机中加热至85℃，保温10分钟后，加入纳米二氧化钛、偶联剂、蓄光型发光材料、步骤一制备的粉粒A、植物纤维、胶黏剂助剂，搅拌35分钟，搅拌转速为350r/min，再升温至125℃，混炼13分钟，得到混炼物B；
步骤四，将混合物B加入到双螺旋挤出机中挤出，挤出温度为150℃，挤出速度为135r/min，机头压力为5MPa，挤出型材冷却定性后加入定长裁断机中切断得到发明的自发光耐老化公路护栏材料。
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