本發(fā)明屬于交通設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及一種一體成型道路隔離欄的制備方法。
背景技術(shù)：
：目前，隔離欄常用于市政道路上，對機動車道之間的行駛方向進行分離，起到中心隔離的作用；或者是在學(xué)校、車站等人員車輛密集區(qū)，為保證行人安全和車輛行駛暢通，設(shè)置機動車道和非機動車道的隔離欄；或者圍護綠化帶等等?，F(xiàn)有隔離欄多采用塑鋼材料制成，零部件多，通過電焊或者螺母連接，安裝復(fù)雜耗時，根據(jù)現(xiàn)有報道，使用過程中容易松落造成安全隱患；特別是一旦發(fā)生車禍或者撞擊，原本是用來保護行車安全的高速路上的金屬護欄本，反而成為了致命幫兇，造成的二次傷害遠遠高于車禍本身帶來的傷害?？紤]到上述現(xiàn)狀，南京露泰交通設(shè)施有限公司長期進行隔離欄以及周邊產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)，積累了大量的行業(yè)經(jīng)驗，希望通過不斷的改進，研發(fā)、生產(chǎn)出更加美觀、實用性強、安全可靠的隔離欄，為本領(lǐng)域的進步以及人類交通安全創(chuàng)造更好的環(huán)境。首先考慮到的是采用工程塑料，畢竟中國塑料工業(yè)經(jīng)過長期的奮斗和面向全球的開放，已形成門類較齊全的工業(yè)體系，成為與鋼材、水泥、木材并駕齊驅(qū)的基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)，作為一種新型材料，其使用領(lǐng)域已遠遠超越上述三種材料進入21世紀以來，中國塑料工業(yè)取得了令世人矚目的成就，實現(xiàn)了歷史性的跨越。但實際中的塑料在各種性能方面均不能完全滿足要求。熱塑性塑料最初是以熱塑性樹脂主要成分，并添加各種助劑而配制成塑料。在一定的溫度條件下，塑料能軟化或熔融成任意形狀，冷卻后形狀不變；這種狀態(tài)可多次反復(fù)而始終具有可塑性，且這種反復(fù)只是一種物理變化。熱塑性材料可分別由聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛，聚碳酸酯，聚酰胺、丙烯酸類塑料、其它聚烯烴及其共聚物、聚砜、聚苯醚等合成。由于傳統(tǒng)塑料帶來的危害越來越嚴重，生物可降解的熱塑性材料進入人們的研究視野，目前應(yīng)用于生物可降解熱塑性材料的有淀粉，聚乳酸、聚己內(nèi)酯、纖維等，或者利用淀粉與改性聚乳酸共混制備復(fù)合膜材料，體系中可增加聚乙二醇和檸檬酸三丁酯作為增塑劑，提高熱塑性淀粉的分散性，提高了該符合材料的耐水性、斷裂伸長率和拉伸強度，但是該體系仍然無法工業(yè)生產(chǎn)，滿足不了工業(yè)使用，且聚乳酸和淀粉共混物的材料韌性不足。本公司發(fā)現(xiàn)利用殼聚糖酯替代部分淀粉酯，不僅可以改善淀粉酯容易吸水的缺點，而且可以減少淀粉酯在制備過程中的結(jié)晶，淀粉酯與殼聚糖酯兩者具有良好的相容性。但是淀粉酯與殼聚糖酯制備的生物可降解的熱塑性材料，韌性、穩(wěn)定性和防水性能還需進一步提高，才能滿足大規(guī)模應(yīng)用和生產(chǎn)的需求。本公司在研究生物可降解熱塑性材料的增塑劑時，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過改性的透明質(zhì)酸不僅起到了增塑劑的效果，還由于其特殊的結(jié)構(gòu)，改善了由淀粉酯和殼聚糖酯制備熱塑性材料的缺點。目前，本公司尚未發(fā)現(xiàn)將淀粉酯與殼聚糖酯、透明質(zhì)酸酯復(fù)配組成熱塑材料的相關(guān)報道。技術(shù)實現(xiàn)要素：發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種高性能、可降解、抗撞擊力強、并且久經(jīng)耐用的一體成型道路隔離欄的制備方法。技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一體成型道路隔離欄的制備方法，包含以下步驟：(1)融料的制備：稱取淀粉酯、殼聚糖酯和透明質(zhì)酸酯，加入到高速混合機中，加熱到110-120℃，以400-800轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，混合30-60分鐘；然后調(diào)整混合機內(nèi)混合物料溫度升至140-160℃，轉(zhuǎn)速調(diào)整至750-950轉(zhuǎn)/分鐘，混合30-60分鐘，停止混合，將混合物料取出，冷卻；然后將冷卻后的混合物料送入捏合機，開機運轉(zhuǎn)并對混合物加熱至90-110℃，對混合物捏合30-60分鐘，捏合后取出物料，送入雙螺桿擠出機，在140-160℃熔融造粒，即制成融料一種生物可降解的熱塑性材料；(2)熔融：熔融擠出包含步驟(1)中制備的生物可降解的熱塑性材料和助劑的組合物，熔融溫度為180—210℃，形成型坯；(3)擠出吹塑成形：擠出機擠出管坯，并垂掛在安裝于機頭正下方的預(yù)先分開的型腔中；當下垂的型坯達到規(guī)定的長度后立即合模將所述型坯夾入模具中，合模速度為20～35m/min，合模壓力為100-120MPa，形成合模型坯；從模具分型面的小孔通入壓縮空氣，使型坯吹脹緊貼模壁而成型；向合模型坯中注入壓縮空氣，得到具有所述模具形狀的膨脹型坯；(4)保壓，待制品在型腔中冷卻定型后開模取出制品，修邊即得到一體成型道路隔離欄。優(yōu)選的，步驟(1)中，所述淀粉酯、殼聚糖酯和透明質(zhì)酸酯的重量比為1-3:1-3:1。進一步優(yōu)選的，步驟(1)中，所述淀粉酯、殼聚糖酯和透明質(zhì)酸酯的重量比為2:2:1。優(yōu)選的，步驟(1)中，所述混合機內(nèi)混合物料溫度為150℃，熔融造粒溫度也為150℃。步驟(1)中的生物可降解的熱塑性材料使用淀粉酯、殼聚糖酯和透明質(zhì)酸酯制備的作為原材料，三者通過接枝改性，減少淀粉、殼聚糖、透明質(zhì)酸同類分子之間的氫鍵，更有利于工業(yè)生產(chǎn)，增加該材料的韌性。在殼聚糖酯替代淀粉酯增加材料防水性的基礎(chǔ)上，進一步加入透明質(zhì)酸酯原料，增加了三種組分之間的氫鍵數(shù)目，此種氫鍵的數(shù)目的增加，使得淀粉酯、殼聚糖酯、透明質(zhì)酸酯分子結(jié)合更加緊密。而在上述三種組分加工熱塑性材料時，不同分子間的氫鍵使得形成的材料更緊密，防水性能更加優(yōu)良。透明質(zhì)酸酯還可以起到增塑劑的效果，與淀粉酯和殼聚糖酯均能很好的相容，同時透明質(zhì)酸酯可以起到很好的分子阻隔和穩(wěn)定劑的作用，減少了淀粉酯與殼聚糖酯兩者制備的熱塑性材料的表面起毛和崩塌的缺陷。制備所得熱塑性材料可完全生物降解，是一種新型的環(huán)保材料。步驟(2)中，所述助劑包括增韌劑、炭黑、抗氧劑、聚乙烯蠟和顏料。步驟(2)中，所述組合物包括重量份數(shù)如下的各個組分：120-160份生物可降解的熱塑性材料、15-20份增韌劑、2-5份炭黑、3-5份抗氧劑、8-12份聚乙烯蠟和5-8份顏料。優(yōu)選的，步驟(2)中，所述組合物包括重量份數(shù)如下的各個組分：150份生物可降解的熱塑性材料、18份增韌劑、4份炭黑、4份抗氧劑、10份聚乙烯蠟和6份顏料。所述增韌劑優(yōu)選為ENR7270，所述抗氧劑優(yōu)選為抗氧劑1010。步驟(1)中，所述淀粉酯的制備方法為：向反應(yīng)釜內(nèi)加入甲醇作為反應(yīng)介質(zhì)，然后加入分子篩，再緩慢加入淀粉，使得淀粉均勻的分散在甲醇中，維持反應(yīng)釜中溫度50-60℃；將上述反應(yīng)釜中加入蓖麻油酸甲酯，使得m(淀粉)：m(蓖麻油酸甲酯)＝1:1-1.5，在50-60℃條件下反應(yīng)4-8h；反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)物用95％乙醇沉淀，離心，得到淀粉酯。所得淀粉酯取代度為0.5-0.7，平均分子量為50,000-60,000KD。步驟(1)中，所述殼聚糖酯的制備方法為：向反應(yīng)釜內(nèi)加入甲酰胺作為反應(yīng)介質(zhì)，然后加入分子篩，再緩慢加入殼聚糖，使得殼聚糖均勻的分散在甲酰胺中，維持反應(yīng)釜中溫度55-65℃；將上述反應(yīng)釜中加入蓖麻油酸甲酯，使得m(殼聚糖)：m(蓖麻油酸甲酯)＝1:1-1.5，在55-65℃條件下反應(yīng)4-8h；反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)物用95％乙醇沉淀離心，得到殼聚糖酯。所得殼聚糖酯取代度為0.3-0.5，平均分子量為100,000-120,000KD。步驟(1)中，所述透明質(zhì)酸酯的制備方法為：向反應(yīng)釜內(nèi)加入N,N-二甲基甲酰胺作為反應(yīng)介質(zhì)，加入分子篩，攪拌后緩慢加入透明質(zhì)酸，使得物料充分混合均勻，維持反應(yīng)釜中溫度50-65℃；將上述反應(yīng)釜中加入蓖麻油酸甲酯，使得m(透明質(zhì)酸)：m(蓖麻油酸甲酯)＝1:2-2.5，在50-65℃條件下反應(yīng)5-8h；將反應(yīng)物用95％乙醇沉淀，離心，得到透明質(zhì)酸酯。所得透明質(zhì)酸酯取代度為0.1-0.2，平均分子量為100,000-200,000KD。本發(fā)明中未說明的步驟或者參數(shù)均屬于常規(guī)操作就能達到的，還有沒有做特殊說明的原料均屬于市場可購買的即可。本發(fā)明制備所得一體成型隔離欄的結(jié)構(gòu)同專利201610274836X的隔離欄，單個長2-5m，一般為3m。有益效果：相比較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一體成型道路隔離欄采用一種全新的可降解熱塑性材料為原料，該材料具有優(yōu)良的韌性、優(yōu)異的防水性和穩(wěn)定性，有效的減少了該熱塑性材料的起毛和崩塌，并且可以完全生物降解，是一種新型環(huán)保材料。采用該材料制備所得一體成型道路隔離欄能夠滿足交通行業(yè)的相應(yīng)標準，具有優(yōu)良的防撞擊能力，并且韌性好，協(xié)同助劑的作用經(jīng)久耐用，不易老化破碎，能夠明顯改善現(xiàn)有隔離欄造成二次傷害的幾率，使得行車更安全，更全面的保障了駕乘人員的生命安全。具體實施方式根據(jù)下述實施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實施例所描述的內(nèi)容僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)當也不會限制權(quán)利要求書中所詳細描述的本發(fā)明。一、材料來源：分子篩為5A分子篩，購自開維化工科技有限公司。原材料準備：(1)淀粉酯的制備步驟如下：步驟一：向反應(yīng)釜內(nèi)加入甲醇作為反應(yīng)介質(zhì)，加入分子篩，再緩慢加入淀粉，使得淀粉均勻的分散在甲醇中，維持反應(yīng)釜中溫度50℃；步驟二：將上述反應(yīng)釜中加入蓖麻油酸甲酯，使得m(淀粉)：m(蓖麻油酸甲酯)＝1:1.2，在50℃條件下反應(yīng)6h；步驟三：反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)物用95％乙醇沉淀，離心，得到取代度為0.5-0.7，平均分子量為50,000-60,000KD的淀粉酯。(2)殼聚糖酯的制備步驟如下：步驟一：向反應(yīng)釜內(nèi)加入甲酰胺作為反應(yīng)介質(zhì)，加入分子篩，再加入殼聚糖，使得殼聚糖均勻的分散在甲酰胺中，維持反應(yīng)釜中溫度60℃；步驟二：將上述反應(yīng)釜中加入蓖麻油酸甲酯，使得m(殼聚糖)：m(蓖麻油酸甲酯)＝1:1.2，在60℃條件下反應(yīng)6h；步驟三：反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)物用95％乙醇沉淀，離心，得到取代度為0.3-0.5，平均分子量為100,000-120,000KD的殼聚糖酯。(3)透明質(zhì)酸酯的制備步驟如下：步驟一：向反應(yīng)釜內(nèi)加入N,N-二甲基甲酰胺作為反應(yīng)介質(zhì)，加入分子篩，攪拌后緩慢加入透明質(zhì)酸，，使得物料充分混合均勻，維持反應(yīng)釜中溫度60℃；步驟二：將上述反應(yīng)釜中加入蓖麻油酸甲酯，使得m(透明質(zhì)酸)：m(蓖麻油酸甲酯)＝1:2.3，在60℃條件下反應(yīng)6h；步驟三：將反應(yīng)物用95％乙醇沉淀，離心，得到取代度為0.1-0.2，平均分子量為100,000-200,000KD的透明質(zhì)酸酯。二、生物可降解的熱塑性材料的制備實施例實施例1：將上述制備所得淀粉酯、殼聚糖酯、透明質(zhì)酸酯按照重量比為1:1:1加入到高速混合機中，將高速混合機內(nèi)的物料加熱到110℃，以400轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，混合30分鐘；調(diào)整混合機內(nèi)混合物料溫度升至140℃，轉(zhuǎn)速調(diào)整至750轉(zhuǎn)/分鐘，混合30分鐘，停止混合，將混合物料取出，冷卻；將冷卻后的混合物料送入捏合機，開機運轉(zhuǎn)并對混合物加熱至90℃，對混合物捏合30分鐘，捏合后取出物料，送入雙螺桿擠出機，在140℃熔融造粒，即制成生物可降解的熱塑性材料。實施例2：淀粉酯：殼聚糖酯：透明質(zhì)酸酯為2:2:1；混合溫度為150℃；其余同實施例1。實施例3：淀粉酯：殼聚糖酯：透明質(zhì)酸酯為3:3:1；混合溫度為140℃；其余同實施例1。實施例4：淀粉酯：殼聚糖酯：透明質(zhì)酸酯為3:1:1；其余同實施例2。實施例5：淀粉酯：殼聚糖酯：透明質(zhì)酸酯為1:3:1；其余同實施例2。實施例6：淀粉酯：殼聚糖酯：透明質(zhì)酸酯為2:1:1；其余同實施例2。實施例7：淀粉酯：殼聚糖酯：透明質(zhì)酸酯為1:2:1；其余同實施例2。對比例1：組分中無透明質(zhì)酸酯，其余同實施例1。對比例2：組分中無透明質(zhì)酸酯，其余同實施例4。對比例3：組分中無透明質(zhì)酸酯，其余同實施例5。對比例4：組分中無透明質(zhì)酸酯，其余同實施例6。對比例5：組分中無透明質(zhì)酸酯，其余同實施例7。對比例6：組分中無殼聚糖酯，其余同實施例4。對比例7：組分中無淀粉酯，其余同實施例3。三、制備所得生物可降解的熱塑性材料的性能測定1、拉伸強度測定試驗方法參照GB/T1040.2-2006《塑料拉伸性能的測定第2部分：模塑和擠塑塑料的試驗條件》表1不同實施例拉伸強度測定結(jié)果2、伸長率試驗方法參照GB/T24721.1-2009《公路用玻璃纖維增強塑料產(chǎn)品第1部分：通則》表2不同實施例伸長率測定結(jié)果3、耐高溫及防水性能測定試驗方法：經(jīng)40±2℃，相對濕度93±2％,240h后，觀察實施例是否有侵蝕。表3不同實施例耐高溫及防水性能測定結(jié)果4、耐低溫沖擊性能測定低溫條件下材料的沖擊性能。試驗方法：材料放置于-40℃中2h，用1kg鐵球自1m高度處落下沖擊試樣。標準：以沖擊點為圓心半徑6mm區(qū)域無開裂、分層、剝離或其他破壞現(xiàn)象。表4不同實施例耐低溫沖擊性能測定結(jié)果本領(lǐng)域技術(shù)人員可以借鑒本發(fā)明的內(nèi)容適當改變原料、工藝條件等環(huán)節(jié)來實現(xiàn)相應(yīng)的其它目的，其相關(guān)改變都沒有脫離本發(fā)明的內(nèi)容，所有類似的替換和改動對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，都被視為包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。四、一體成型道路隔離欄的制備實施例實施例8一體成型道路隔離欄的制備方法，包括以下步驟：稱取下列重量份的原料：150份實施例2制備所得的生物可降解的熱塑性材料、18份增韌劑ENR7270、4份炭黑、4份抗氧劑1010、10份聚乙烯蠟和6份顏料；在180℃下熔融，形成型坯；通過擠出機擠出管坯，并垂掛在安裝于機頭正下方的預(yù)先分開的型腔中；當下垂的型坯達到規(guī)定的長度后立即合模將所述型坯夾入模具中，合模速度為25m/min，合模壓力為110MPa，形成合模型坯；從模具分型面的小孔通入壓縮空氣，使型坯吹脹緊貼模壁而成型；向合模型坯中注入壓縮空氣，得到具有所述模具形狀的膨脹型坯；保壓，待制品在型腔中冷卻定型后開模取出制品，修邊即得到一體成型道路隔離欄。單個長3.1m，高1.05m，厚0.1m。實施例9一體成型道路隔離欄的制備方法，包括以下步驟：稱取下列重量份的原料：120份實施例2制備所得的生物可降解的熱塑性材料、15份增韌劑ENR7270、2份炭黑、3份抗氧劑1010、8份聚乙烯蠟和5份顏料；在150℃下熔融，形成型坯；通過擠出機擠出管坯，并垂掛在安裝于機頭正下方的預(yù)先分開的型腔中；當下垂的型坯達到規(guī)定的長度后立即合模將所述型坯夾入模具中，合模速度為20m/min，合模壓力為100MPa，形成合模型坯；從模具分型面的小孔通入壓縮空氣，使型坯吹脹緊貼模壁而成型；向合模型坯中注入壓縮空氣，得到具有所述模具形狀的膨脹型坯；保壓，待制品在型腔中冷卻定型后開模取出制品，修邊即得到一體成型道路隔離欄。單個長3.1m，高1.05m，厚0.1m。實施例10一體成型道路隔離欄的制備方法，包括以下步驟：稱取下列重量份的原料：160份實施例2制備所得的生物可降解的熱塑性材料、20份增韌劑ENR7270、5份炭黑、5份抗氧劑1010、12份聚乙烯蠟和8份顏料；在210℃下熔融，形成型坯；通過擠出機擠出管坯，并垂掛在安裝于機頭正下方的預(yù)先分開的型腔中；當下垂的型坯達到規(guī)定的長度后立即合模將所述型坯夾入模具中，合模速度為35m/min，合模壓力為120MPa，形成合模型坯；從模具分型面的小孔通入壓縮空氣，使型坯吹脹緊貼模壁而成型；向合模型坯中注入壓縮空氣，得到具有所述模具形狀的膨脹型坯；保壓，待制品在型腔中冷卻定型后開模取出制品，修邊即得到一體成型道路隔離欄。單個長3.1m，高1.05m，厚0.1m。五、隔離欄性能測定對實施例8制備所得一體成型道路隔離欄進行試驗。試驗依據(jù)：1、交通行業(yè)標準JTGB05-01-2013《公路隔離欄安全性能評價標準》。2、交通行業(yè)標準JTG/TF83-2004《高速公路護欄安全性能評價標準》。試驗方法：實車足尺碰撞試驗。碰撞等級：TB級(一級0℃偏碰)。試驗條件：小型客車：1.49t，60.71km/h，0℃偏碰。試驗項目：防穿透功能、車輛行駛姿態(tài)、緩沖功能、乘員風險、試驗車輛描述和試驗隔離欄六項性能。檢測用主要儀器和設(shè)備序號名稱型號1鋼卷尺10000mm2鋼板尺1000mm3重心測試儀CBC-404碰撞試驗牽引系統(tǒng)2TPD15測速雷達Basic6試驗假人50％HybirdⅢ7位移傳感器50％HybirdⅢ8力學(xué)傳感器2121AJTF9加速度傳感器2000g試驗樣品說明：采用實施例8制備所得一體成型道路隔離欄，選擇10個組成30m長的隔離欄段。道路隔離欄由單個一體成型的隔離欄片和基座部分組成，每片隔離欄長3.1m，插入基座后由鋼絞線與基座連接；每個基座通過2個地腳螺栓固定于路面。檢測說明：1、車內(nèi)放置2個HybirdⅢ型假人，分別安置于主駕駛位和副駕駛位，使用安全帶固定；2、車體中心安裝三軸加速度傳感器，用于測試緩沖功能；3、假人頭部安裝三軸加速度傳感器、胸部安裝位移傳感器、腿部安裝力傳感器，用于測試乘員風險；試驗結(jié)果結(jié)論：經(jīng)實車足尺碰撞試驗，該隔離欄的防穿透功能、策劃來那個行駛姿態(tài)和緩沖功能指標符合JTGB05-01-2013《公路隔離欄安全性能評價標準》的要求；該隔離欄的乘員風險性能指標符合JTG/TF83-2004《高速公路護欄安全性能評價標準》的要求。當前第1頁1 2 3