CN101582219B - 轻质高强度道路交通标志板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及道路交通标志板，它包括板体及板体背面的固定装置，固定装置用于将板体固定于路旁的柱体上，所述板体是用以废旧线路板非金属材料作为填料的BMC复合材料模压成型的，板体厚度为3～5mm，所述固定装置包括至少两对螺栓和至少两个钢箍，螺栓的末端预埋于板体内，每对螺栓之间的距离与柱体的直径相适配。本发明道路交通标志板采用以废旧线路板非金属材料作为填料的BMC复合材料制成，重量轻，强度高，外形美观，且能防止被盗，不仅可以节约资源，降低产品成本，而且可以有效避免掩埋废旧线路板造成的环境污染。另外，其制造简单，安装和拆卸方便快捷。
Description
技术领域
本发明涉及道路交通标志板，特别是涉及一种以废旧线路板非金属材料作为填料的团状模压料玻璃纤维增强塑料在道路交通标志板上的应用。
背景技术
现行道路交通标志板多为金属材料，常采用角钢等加固件，其不仅存在重量大，变形后不能恢复形状，成本高等缺点，而且经常会被人盗去当废铁卖，一方面造成很大经济损失，另一方面如果修复不及时可能还会引发交通事故。另外，现有道路交通标志板制造、安装麻烦。
团状模压玻璃纤维增强塑料(Bulk Molding Compound，BMC)是一种欧冠以热固性树脂为基体的纤维增强复合材料，属热固性工程塑料。BMC主要是由不饱和聚酯树脂、短切纤维、粉状填料、固化剂及其他成分组成的纤维团状预成型材料，然后入模具经热压而成制品。它具有优良的综合性能和加工流动性，可成形整体形状复杂的制品，成型速度快，适合大批量生产；能成型带有嵌件，具有空洞、螺纹、筋和凸台等结构的复杂制品；制品耐热性、耐燃性、耐冲击性、电绝缘性等性能优良；制品的外观、尺寸精度和稳定性好；价格低廉。BMC制品已在电器、仪器、化工、汽车、军工等领域获得广泛应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种道路交通标志板，该道路交通标志板重量轻，强度高，制造、安装方便，成本低，而且不易被盗。
本发明道路交通标志板，包括板体、及板体背面的固定装置，固定装置用于将板体固定于路旁的柱体上，其特征在于：所述板体是用以废旧线路板非金属材料作为填料的BMC复合材料模压成型的，板体厚度为3～5mm，所述固定装置包括至少两对螺栓和至少两个钢箍，螺栓的末端预埋于板体内，每对螺栓之间的距离与柱体的直径相适配。安装时，将标志板放在路旁的柱体上使柱体嵌于标志板背面的螺栓之间，然后装上钢箍，用螺母将柱体锁紧在钢箍和板体之间即可，安装方便快捷。
对于面积较大的标志板，可以在板体背面设置加强筋以提高标志板的强度，还可以在螺栓的埋覆处设置凸台，以提高螺栓预埋件和标志板的连接强度。
构成上述标志板板体的BMC复合材料由25％～40％(重量)不饱和聚酯树脂、12％～20％(重量)长度为30～50mm的玻璃纤维、30％～40％(重量)废旧线路板非金属材料的粉料、10％～18％(重量)增稠剂、1％～2％(重量)固化剂、0.5％～1％(重量)促进剂、以及0.5％～1.5％(重量)的脱模剂组成。
所述增稠剂优选一种组合物，该组合物按重量计包括40％～50％苯乙烯、30％～35％聚苯乙烯、6％～15％叔丁醇、5％～10％乙醇。固化剂可以采用过氧化苯甲酰或过氧化苯甲酰叔丁酯。促进剂可以采用二甲基苯胺或二乙基苯胺。脱模剂采用硬脂酸钠。
本发明道路交通标志板采用以废旧线路板非金属材料作为填料的BMC复合材料制成，与现有的金属制成的交通标志板相比，其重量轻，强度高，外形美观，且能防止被盗。
由于其用废旧线路板非金属材料做填料，而且含量高达30％～40％，因此为废旧线路板非金属材料的利用提供了一种途径，不仅可以节约资源，降低产品成本，而且可以有效避免掩埋废旧线路板造成的环境污染。
本发明道路交通标志板采用一次模压成型，螺栓作为预埋件在模具中定位，在模压过程中与标志板连接固定，制造简单。其利用钢箍和螺栓配合，将标志板固定在路旁的柱体上，安装和拆卸方便快捷。
附图说明
图1为本发明实施例中道路交通标志板的后视图；
图2为其侧视图；
图3为其与柱体的固定示意图；
图4为图3的俯视图。
具体实施方式
参照图1-4，本道路交通标志板包括板体1、及板体背面的固定装置，固定装置用于将板体1固定于路旁的柱体3上，所述板体1是用以废旧线路板非金属材料作为填料的BMC复合材料模压成型的，板体1厚度为4mm，所述固定装置包括两对螺栓和两个钢箍4，螺栓2的末端预埋于板体1内，每对螺栓2、2’之间的距离与柱体3的直径相适配。安装时，将标志板放在路旁的柱体3上使柱体3嵌于标志板背面的螺栓2、2’之间，然后装上钢箍4，用螺母5将柱体3锁紧在钢箍4和板体1之间即可，安装方便快捷。
本实施例中，标志板1呈三角形，板厚4mm，在板体1背面设置加强筋11以提高标志板的强度，同时，在板体背面螺栓2、2’的埋覆处设置凸台12，以提高了螺栓预埋件和标志板的连接强度。
本发明道路交通标志板通过一次模压成型，不需要角钢等加固件，其上的螺栓2、2’作为预埋件在模具中定位，在模压过程中与标志板连接固定，制造简单方便。构成标志板板体1的BMC复合材料由25％～40％(重量)不饱和聚酯树脂、12％～20％(重量)长度为30～50mm的玻璃纤维、30％～40％(重量)废旧线路板非金属材料的粉料、10％～18％(重量)增稠剂、1％～2％(重量)固化剂、0.5％～1％(重量)促进剂、以及0.5％～1.5％(重量)的脱模剂组成。其中，增稠剂为一种组合物，该组合物按重量计包括40％～50％苯乙烯、30％～35％聚苯乙烯、6％～15％叔丁醇、5％～10％乙醇，其中，聚苯乙烯为固态，其它为液态，苯乙烯、叔丁醇和乙醇一方面起到溶剂作用，另一方面，在制作模压料时对不饱和聚酯树脂起稀释作用，在固化过程中，苯乙烯作为交联单体，还和不饱和聚酯树脂的双键进行游离基型共聚反应。固化剂可以采用过氧化苯甲酰或过氧化苯甲酰叔丁酯。促进剂可以采用二甲基苯胺或二乙基苯胺。脱模剂采用硬脂酸钠。
下面举例说明其制备方法。除另有说明外，所有百分比均按重量计。
实施例1：
将39％不饱和聚酯树脂、12％长度为30～50mm的玻璃纤维、31％线路板非金属粉料、14％增稠剂依次加入搅拌机中，以20～40r/min的速度搅拌15～20分钟，在搅拌混合的同时加入1％硬脂酸钠、2％过氧化苯甲酰和1％二甲基苯胺，使原料混合均匀，制成模压料；打开用于制造上述标志板的模具，清洁模具表面，在模具内相应位置放入8个M12螺栓，将模具预热到成型温度，并在模具表面涂凡士林油，然后，将制得的模压料放入模具中，由压力机压铸，同时模具的上模板温度保持在150℃，下模板温度为130℃，压力保持在20Mpa，成型时间为6～10分钟，脱模后在室温下空气中养护4～5天，即制得成品。
其中，线路板非金属粉料的微粒直径≤850μm，它是先通过破碎和粉碎工序将废旧线路板磨成粉料，再利用金属与非金属比重的不同分离出非金属粉末，过20目筛，得到微粒直径≤850μm的非金属粉末，干燥后制得的。增稠剂是用以下方法制得的：将苯乙烯、叔丁醇、乙醇及聚苯乙烯按比例依次加入容器中，以30～40r/min连续搅拌，使各种成分混合均匀，即制得增稠剂。本实施例中，苯乙烯、叔丁醇、乙醇及聚苯乙烯的重量比为：苯乙烯∶叔丁醇∶乙醇∶聚苯乙烯＝70∶12∶9∶49。
实施例2：
将30％不饱和聚酯树脂、14％长度为30～50mm的玻璃纤维、38％线路板非金属粉料、15％增稠剂依次加入搅拌机中，以20～40r/min的速度搅拌15～20分钟，在搅拌混合的同时加入1％硬脂酸钠、1.5％过氧化苯甲酰叔丁酯和0.5％二乙基苯胺，使原料混合均匀，制成模压料；打开用于制造上述标志板的模具，清洁模具表面，在模具内相应位置放入8个M12螺栓，将模具预热到成型温度，并在模具表面涂凡士林油，然后，将制得的模压料放入模具中，由压力机压铸，同时模具的上模板温度保持在150℃，下模板温度为130℃，压力保持在20Mpa，成型时间为6～10分钟，脱模后在室温下空气中养护4～5天，即制得成品。其中，线路板非金属粉料、增稠剂的制备方法与实施例1相同。制备增稠剂的原料中，苯乙烯、叔丁醇、乙醇及聚苯乙烯的重量比为：苯乙烯∶叔丁醇∶乙醇∶聚苯乙烯＝75∶15∶15∶45。
实施例3：
将28％不饱和聚酯树脂、20％长度为30～50mm的玻璃纤维、35％线路板非金属粉料、14％增稠剂依次加入搅拌机中，以20～40r/min的速度搅拌15～20分钟，在搅拌混合的同时加入1％硬脂酸钠、1.4％过氧化苯甲酰和0.6％二甲基苯胺，使原料混合均匀，制成模压料；打开用于制造上述标志板的模具，清洁模具表面，在模具内相应位置放入8个M12螺栓，将模具预热到成型温度，并在模具表面涂凡士林油，然后，将制得的模压料放入模具中，由压力机压铸，同时模具的上模板温度保持在150℃，下模板温度为130℃，压力保持在20Mpa，成型时间为6～10分钟，脱模后在室温下空气中养护4～5天，即制得成品。其中，线路板非金属粉料、增稠剂的制备方法与实施例1相同。制备增稠剂的原料中，苯乙烯、叔丁醇、乙醇及聚苯乙烯的重量比为：苯乙烯∶叔丁醇∶乙醇∶聚苯乙烯＝75∶15∶15∶45。
实施例4：
将25％不饱和聚酯树脂、14.7％长度为30～50mm的玻璃纤维、40％线路板非金属粉料、18％增稠剂依次加入搅拌机中，以30r/min的速度搅拌15～20分钟，在搅拌混合的同时加入0.5％硬脂酸钠、1％过氧化苯甲酰和0.8％二乙基苯胺，使原料混合均匀，制成模压料；打开用于制造上述标志板的模具，清洁模具表面，在模具内相应位置放入8个M12螺栓，将模具预热到成型温度，并在模具表面涂凡士林油，然后，将制得的模压料放入模具中，由压力机压铸，同时模具的上模板温度保持在150℃，下模板温度为130℃，压力保持在20Mpa，成型时间为6分钟，脱模后在室温下空气中养护5天，即制得成品。其中，线路板非金属粉料、增稠剂的制备方法与实施例1相同。制备增稠剂的原料中，苯乙烯、叔丁醇、乙醇及聚苯乙烯的重量比为：苯乙烯∶叔丁醇∶乙醇∶聚苯乙烯＝72∶27∶18∶63。
实施例5：
将38％不饱和聚酯树脂、16％长度为30～50mm的玻璃纤维、32％线路板非金属粉料、10％增稠剂依次加入搅拌机中，以30r/min的速度搅拌15～20分钟，在搅拌混合的同时加入1.5％硬脂酸钠、1.8％过氧化苯甲酰和0.7％二乙基苯胺，使原料混合均匀，制成模压料；打开用于制造上述标志板的模具，清洁模具表面，在模具内相应位置放入8个M12螺栓，将模具预热到成型温度，并在模具表面涂凡士林油，然后，将制得的模压料放入模具中，由压力机压铸，同时模具的上模板温度保持在150℃，下模板温度为130℃，压力保持在20Mpa，成型时间为10分钟，脱模后在室温下空气中养护4天，即制得成品。其中，线路板非金属粉料、增稠剂的制备方法与实施例1相同。制备增稠剂的原料中，苯乙烯、叔丁醇、乙醇及聚苯乙烯的重量比为：苯乙烯∶叔丁醇∶乙醇∶聚苯乙烯＝47∶15∶5∶33。
按照GB/T1446-83、GB/T1449-83、GB/T1450.2-83和GB/T1451-83国家标准对用实施例1-5配方制得的玻璃增强复合材料进行压缩性能试验(测定压缩强度和压缩弹性模量)、弯曲性能试验(测定弯曲强度和弯曲弹性模量)、冲压剪切强度试验(测定冲压剪切强度)和冲击韧性试验，测得用实施例1-5配方制得的玻璃增强复合材料的性能如表1所示：
表1
| 压缩强度(MPa) | 压缩弹性模量(MPa) | 弯曲强度(MPa) | 弯曲弹性模量(MPa) | 冲压剪切强度(MPa) | 冲击韧性(J/cm<sup>2</sup>) | |
| 实施例1 | 95.7 | 2469 | 50.5 | 5107 | 18.7 | 1.34 |
| 实施例2 | 99.8 | 2678 | 43.9 | 5418 | 20.5 | 0.67 |
| 实施例3 | 90 | 2900 | 63.8 | 6084 | 18.4 | 1.55 |
| 实施例4 | 99.6 | 2769 | 51 | 5187 | 21.3 | 1.08 |
| 实施例5 | 101.3 | 2541 | 57.8 | 5438 | 23.7 | 1.81 |
13级风速下本实施例中标志板承受的载荷为800N左右。经测试，实施例1-5复合材料标志板完全可以承受，且其性能满足对标志板机械性能的设计要求。
本发明道路交通标志板可以做成各种形状的标志板，可以取代现有的用金属制成道路交通标志板。
Claims (7)
1.一种轻质高强度道路交通标志板，包括板体、及板体背面的固定装置，固定装置用于将板体固定于路旁的柱体上，其特征在于：所述板体是用以废旧线路板非金属材料作为填料的BMC复合材料模压成型的，板体厚度为3～5mm，所述固定装置包括至少两对螺栓和至少两个钢箍，螺栓的末端预埋于板体内，每对螺栓之间的距离与柱体的直径相适配；
构成该标志板板体的BMC复合材料由25％～40％(重量)不饱和聚酯树脂、12％～20％(重量)长度为30～50mm的玻璃纤维、30％～40％(重量)废旧线路板非金属材料的粉料、10％～18％(重量)增稠剂、1％～2％(重量)固化剂、0.5％～1％(重量)促进剂、以及0.5％～1.5％(重量)的脱模剂组成；其中，
所述增稠剂为一种组合物，该组合物按重量计包括40％～50％苯乙烯、30％～35％聚苯乙烯、6％～15％叔丁醇、5％～10％乙醇。
2.根据权利要求1所述的轻质高强度道路交通标志板，其特征在于：所述板体背面设置加强筋，螺栓的埋覆处设置凸台。
3.根据权利要求1所述的轻质高强度道路交通标志板，其特征在于：所述固化剂为过氧化苯甲酰或过氧化苯甲酰叔丁酯。
4.根据权利要求1所述的轻质高强度道路交通标志板，其特征在于：所述促进剂为二甲基苯胺或二乙基苯胺。
5.根据权利要求1所述的轻质高强度道路交通标志板，其特征在于：所述脱模剂为硬脂酸钠。
6.根据权利要求1所述的轻质高强度道路交通标志板，其特征在于，该标志板由所述不饱和聚酯树脂、30～50mm的玻璃纤维、废旧线路板非金属材料的粉料、增稠剂、固化剂、促进剂、脱模剂和螺栓按以下步骤制得：
将不饱和聚酯树脂、30～50mm的玻璃纤维、线路板非金属粉料、增稠剂依次加入搅拌机中，以20～40r/min的速度搅拌15～20分钟，在搅拌混合的同时加入脱模剂、固化剂和促进剂，使原料混合均匀，制成模压料；
打开用于制造所述标志板的模具，清洁模具表面，在模具内相应位置放入螺栓，将模具预热到成型温度，并在模具表面涂凡士林油；
然后，将制得的模压料放入模具中，由压力机压铸，同时模具的上模板温度保持在150℃，下模板温度为130℃，压力保持在20Mpa，成型时间为6～10分钟，
脱模，在室温下空气中养护4～5天，即制得成品。
7.根据权利要求6所述的轻质高强度道路交通标志板，其特征在于，所述增稠剂是用以下方法制得的：将苯乙烯、叔丁醇、乙醇及聚苯乙烯按比例依次加入容器中，以30～40r/min连续搅拌，使各种成分混合均匀，即制得增稠剂。
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