一種高強度超輕型託盤及其製備方法
2023-05-12 06:13:06 3
專利名稱：一種高強度超輕型託盤及其製備方法
技術領域：
本發明涉及塑料託盤，尤其是涉及一種高強度超輕型託盤及其製備方法。
背景技術：
託盤主要用於物流周轉，生產運輸、物料存儲等領域，在現代工業和倉儲物流行業具有十分重要的作用。傳統的託盤為木質託盤，部分領域用到金屬制託盤，但木託盤外觀整潔度有待提高，邊角易出現毛刺；對於我們這個人口森林佔有率如此低的國家來說，木託盤也不利於長期發展。隨著石油工業的發展，各種塑料注塑託盤、塑料吸塑託盤、塑料吹塑託盤、芯層發泡複合託盤、木塑複合託盤等新型託盤也得到了越來也多的應用。中國專利CN101678919A公開了 一種吹塑成型的中控雙壁結構的託盤；中國專利CN1608822A公開了一種模壓複合材料託盤的製造方法，將塑料、木屑、玻璃纖維、高分子添加劑擠出共混、再經計量、模具鋪層，經過壓機熱壓成型製得成品；普通的塑料託盤雖然具有質量輕、防水、防蟲、防蛀等優點，但是一般成本較高、自身重量較重、成型時間較長、生產效率較低、承載的重量和力學強度方面還需要進一步提高。中國專利CN101765546A公開了一種託盤，該託盤包括板面、位於板面下方而隔開的相框和在板面與相框之間延伸的相互連接的塊狀體，利用纖維對製備託盤的熱塑性材料進行增強，採用為整體成型且通過在單一步驟中的注射成型而製成。但此託盤結構較為複雜，由於四周上下面全部平面連接，託盤內部筋位之間間距較小，造成注膠周期較長，生產效率較低，而且由於此產品受結構影響，產品重量較重，相對產品價格較昂貴，不利於空運，目前市場使用較少。中國專利CN1931564A公開了一種超強型玻璃纖維塑料託盤的生產工藝，超強型GFR-PP託盤所採用的材料為超強型GFR-PP的棒材和超強型GFR-PP板材，其製作包括超強型GFR-PP板材熔接成型工藝；成型的過程中採用制板材時連續一次成型或局部加熱後採用模具成型或採用一般機械方式成型。熔接方法採用超聲波，或採用普通的加熱使其熔化後施壓融合。由於加工工藝比較繁瑣，前期投資成本比較高，此託盤在市場上很少出現，國內90%的廠家也不具備加工此託盤的條件，前期模具投資費用也比較昂貴，大多數廠家不願意冒此風險開發此類託盤。市場使用率又不高，此產品基本上被淘汰。
發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種高強度超輕型託盤及其製備方法。相比現有技術本製備方法加工工藝較為簡單，注塑成型周期時間短，生產效率高，生產成本低；製得的產品重量輕，承載大，使用壽命相對較長，在航空行業，此託盤體現優勢較為明顯，它不僅可以減少物流成本，而且還可以大大減少整個空運貨物的重量，而且在物流周轉，生產運輸、物料存儲也較為便捷。由於此產品採用柵格結構，重量相對普通塑料託盤的1/3，由於重量較輕，在成型方面縮短了成型時間，可做到0.3S以內可成型一個產品。每天在可生產多達3000多個，可實現了大批量生產，滿足市場需要。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:
高強度超輕型託盤，由熱塑性複合材料注塑成型，其中上表面為平的，成方格形狀，方格之間的距離為40-60mm，方格之間為鏤空，柵格筋高度根據成本要求可控制在20-40mm，整個託盤筋位寬度可控制在2_3mm之間，託盤的四個側面留有叉車位置，方便工人任意方向使用。此託盤較輕，單個託盤堆放移動也比較方便，此託盤中間加強筋之間筋與筋成十字形狀，並通過柵格筋位延伸到側面，靜載最大可承載2T，託盤上表面與側面連接成90度直角，交界處圓角過度。側面與側面連接成90度直角，交界處圓角過度。側面與底面連接成90度直角，交界處圓角過度。底面由九個腳組成，其中託盤正中心有一個腳，其餘八個腳均勻分布在託盤的底面的四周，對稱排列，除正中心的腳外，周邊八個腳分別由連接筋連接。其中所述高強度超輕型託盤由聚烯烴增強材料注塑成型，優選玻璃纖維增強聚丙烯材料或玻璃纖維增強聚乙烯材料，也可採用其他熱塑性複合材料。所述高強度超輕型託盤上表面為平的，成方格形狀，也可設計成菱形。所述柵格筋的厚度為2-3.5mm。所述中間筋的厚度為1.5-2.5mm。所述高強度超輕型託盤採用聚烯烴增強材料製備，優選PP+20%玻纖。製作高強度超輕型託盤的方法，包括以下步驟:(I)製備聚烯烴增強材料:a、按照以下組分及重量份含量備料:聚烯烴65 95，填料0.01 10，玻璃纖維0.01 20，接枝物0.01 1.5，抗氧劑0.01 0.4，潤滑劑0.01 0.4，偶聯劑0.01 0.4，b、將除玻璃纖維原料由精密計量的餵料器送入雙螺杆擠出機中，玻璃纖維單獨從擠出機中部餵料孔加入，控制雙螺杆擠出機溫度為190-240 V，經雙螺杆擠出機高速剪切、混煉，由機頭擠出、拉條、風冷、切粒、乾燥得到聚烯烴增強材料；(2)製作託盤:將步驟(I)中製備聚烯烴增強材料加入注塑機，注塑成型，得到高強度超輕型託盤。所述的聚烯烴選自聚丙烯或聚乙烯中的一種或兩種。所述的填料選自碳酸鈣、滑石粉、雲母或矽灰石中的一種或幾種。所述的玻璃纖維為無鹼玻纖、中鹼玻璃纖維、短切纖維或連續纖維。所述的接枝物為馬來酸酐接枝的聚丙烯、馬來酸酐接枝的聚乙烯或雙馬來醯亞胺。所述的抗氧劑選自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯或硫代二丙酸雙十八醇酯中的一種或幾種。所述的潤滑劑選自硬脂酸鈣或N.N'-乙撐雙硬脂醯胺中的一種或兩種。所述的偶聯劑選自矽烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑或硼酸酯偶聯劑中的一種或幾種的混合物。所述的矽烷偶聯劑選自Υ_(甲基丙烯醯氧)丙基三甲氧基矽烷、Y-氨丙基三乙氧基矽烷、Y-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷或Y-縮水甘油醚氨丙基三甲氧基矽烷；所述的鈦酸酯偶聯劑為四異丙氧基鈦；所述的鋁酸酯偶聯劑為二硬脂醯氧異丙氧基鋁酸酯；所述的硼酸酯偶聯劑為二硬脂醯氧丙氧基硼酸酯。與現有技術相比，本發明具有以下優點:(I)本發明採用聚烯烴增強材料作為主要原料，提高了託盤的力學強度、承重能力，在保證託盤使用所需的力學強度的前提下，採用鏤空設計，大幅度降低了託盤的重量和生產成本；(2)由於此託盤較輕，單個託盤堆放移動也比較方便，此託盤中間加強筋之間筋與筋成十字形狀，並通過柵格筋位延伸到側面，並與側面成90度直角，整個託盤靠九腳支撐，由於此特殊設計，靜載最大可承載2T，動載最大可承載IT ；(3)本託盤堆放時間長，抗蠕變能力強，較為穩定，不易變形，可以長期承載較重的靜態壓力而不發生形變，便於貨物的長期儲存；(4)本託盤結構採用了逆向邏輯設計方案，外形美觀大方，抗衝擊較較好，承重大；(5)本託盤耐高低溫性能，耐摩擦性能也比較好,具有質輕、平穩、美觀、整體性好、無釘無刺、無味無毒、耐酸、耐鹼、耐腐蝕、易衝洗消毒、不腐爛、不助燃、無靜電火花、可回收等優點。
圖1為託盤的結構示意圖；圖2為託盤的結構示意圖；圖3為託盤的俯視結構示意圖；圖4為託盤的仰視結構示意圖；圖5為託盤的側視結構示意圖。圖中，I為上表面，2為側面、21為開孔、3為底面、4為柵格筋、5為連接筋、6為底腳。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。實施例1(I)稱取聚丙烯94.6份、滑石粉5份、馬來酸酐接枝的聚丙烯0.2份，抗氧劑1010
0.2份、潤滑劑EBS 0.1份和矽烷偶聯劑KH-550 ( Y -氨丙基三乙氧基矽烷)0.1份；(2)將上述原料由精密計量的餵料器送入雙螺杆擠出機中；(3)無鹼玻璃纖維10份單獨從擠出機中部餵料孔加入，經雙螺杆擠出機高速剪切、混煉，由機頭擠出、拉條、風冷、切粒、乾燥和包裝，得到聚烯烴增強材料；雙螺杆擠出機溫度為190-240°C ;該材料性能參數見表I所示；(4)將步驟製得的聚烯烴增強材料加入注塑機，注塑成型，得到高強度超輕型託盤。實施例2(I)稱取聚丙烯89.2份、滑石粉10份、馬來酸酐接枝的聚乙烯0.2份、抗氧劑1010 0.2份、潤滑劑EBS 0.2份和矽烷偶聯劑KH-570 (y-(甲基丙烯醯氧)丙基三甲氧基矽烷)0.4份；(2)將上述混合物由精密計量的餵料器送入雙螺杆擠出機中；(3)中鹼玻璃纖維5份單獨從擠出機中部餵料孔加入，經雙螺杆擠出機高速剪切、混煉，由機頭擠出、拉條、風冷、切粒、乾燥和包裝，得到聚烯烴增強材料；雙螺杆擠出機溫度為190-240°C ;該材料性能參數見表I所示；(4)將步驟製得的聚烯烴增強材料加入注塑機，注塑成型，得到高強度超輕型託盤。實施例3(I)稱取聚乙烯85.8份、滑石粉3份、抗氧劑1010 0.2份、馬來酸酐接枝聚丙烯I份、潤滑劑N.N'-乙撐雙硬脂醯胺0.01份、偶聯劑Y-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷
0.01份和無鹼短切玻璃纖維10份；(2)將上述混合物由精密計量的餵料器送入雙螺杆擠出機中，同時玻璃纖維由玻纖加入口加入；(3)經雙螺杆擠出機高速剪切、混煉，由機頭擠出、拉條、風冷、切粒、乾燥和包裝，得到聚烯烴增強材料；雙螺杆擠出機溫度為190-240°C ;該材料性能參數見表I所示；(4)將步驟製得的聚烯烴增強材料加入注塑機，注塑成型，得到高強度超輕型託盤。實施例4(I)稱取聚乙烯78.7份、碳酸鈣5份、抗氧劑1010 0.1份、抗氧劑168 0.2份、馬
來酸酐接枝PP I份、潤滑劑N.N'-乙撐雙硬脂醯胺0.4份、偶聯劑Y-縮水甘油醚氨丙基三甲氧基矽烷0.4份和無鹼連續玻璃纖維20份；各組分配比如下:(2)將上述混合物由精密計量的餵料器送入雙螺杆擠出機中，同時玻璃纖維由玻纖加入口加入；(3)經雙螺杆擠出機高速剪切、混煉，由機頭擠出、拉條、風冷、切粒、乾燥和包裝，得到聚烯烴增強材料；雙螺杆擠出機溫度為190-240°C ;該材料性能參數見表I所示；(4)將步驟製得的聚烯烴增強材料加入注塑機，注塑成型，得到高強度超輕型託盤。實施例5(I)稱取聚丙烯68.3份、碳酸鈣10份、抗氧劑1010 0.2份、雙馬來醯亞胺1.5份、潤滑劑硬脂酸鈣0.2份、偶聯劑四異丙氧基鈦0.2份和連續玻璃纖維20份；(2)將上述混合物由精密計量的餵料器送入雙螺杆擠出機中，同時玻璃纖維由玻纖加入口加入；(3)經雙螺杆擠出機高速剪切、混煉，由機頭擠出、拉條、風冷、切粒、乾燥和包裝，得到聚烯烴增強材料；雙螺杆擠出機溫度為190-240°C ;該材料性能參數見表I所示；(4)將步驟製得的聚烯烴增強材料加入注塑機，注塑成型，得到高強度超輕型託盤。實施例1-5中所述高強度超輕型託盤的結構如圖1-5所示，上表面I為平的，成方格形狀，方格之間的距離為50mm，方格之間為鏤空，鏤空結構的內部設置呈十字形狀的柵格筋4，柵格筋4高度為40_，側面2留有方便叉車使用的開孔21，方面工人任意方向使用。由於此託盤較輕，單個託盤堆放移動也比較方便，此託盤由於結構優勢，靜載最大可承載2T，上表面I與側面2連接成90度直角，交界處圓角過度。側面與側面連接成90度直角，交界處圓角過度。側面與底面連接成90度直角，交界處圓角過度。底面3由9個底腳6組成，其中一個底腳6設在中見位置，其餘的8個底腳6均勻設置在周邊並且經由連接筋5相連。柵格筋4厚度為2.5mm，連接筋5的厚度為2_。本發明已經通過參考優先的實拖類進行了圖示和描述，但是本專業普通技術人員應當了解，在權利要求書的範圍內，可做形式和細節的各種各樣的變化。表I
權利要求
1.一種高強度超輕型託盤，其特徵在於，該託盤由熱塑性複合材料注塑成型，由上表面、側面及底面構成， 上表面:呈鏤空結構的平面，鏤空結構之間及上表面的外沿設置由中間筋構成的鏤空條，鏤空結構的內部設置呈十字形狀的柵格筋； 側面:與上表面呈90°連接，連接處採用圓角過渡，側面上設有叉車用開孔，側面之間呈90°連接，連接處採用圓角過渡； 底面:設置有9個底腳，一個底腳設置在中心位置，另外8個底腳均勻分布在底面的四周並經連接筋連接。
2.根據權利要求1所述的一種高強度超輕型託盤，其特徵在於，所述的鏤空結構為方格形狀或菱形形狀，鏤空結構之間的距離為40-60mm。
3.根據權利要求1所述的一種高強度超輕型託盤，其特徵在於，所述的柵格筋的高度為 20-40mm,厚度為 2-3.5mm。
4.根據權利要求1所述的一種高強度超輕型託盤，其特徵在於，所述的中間筋的厚度為 1.5-2.Smnin
5.根據權利要求1所述的一種高強度超輕型託盤，其特徵在於，所述的熱塑性複合材料為聚烯烴增強材料，優選玻璃纖維增強聚丙烯材料或玻璃纖維增強聚乙烯材料。
6.一種製作權利要求1所述的高強度超輕型託盤的方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟: (1)製備聚烯烴增強材料: a、按照以下組分及重量份含量備料: 聚烯烴65 95，填料0.01 10，玻璃纖維0.01 20，接枝物0.01 1.5，抗氧劑0.01 0.4，潤滑劑0.01 0.4，偶聯劑0.01 0.4， b、將除玻璃纖維原料由精密計量的餵料器送入雙螺杆擠出機中，玻璃纖維單獨從擠出機中部餵料孔加入，控制雙螺杆擠出機溫度為190-240°C，經雙螺杆擠出機高速剪切、混煉，由機頭擠出、拉條、風冷、切粒、乾燥得到聚烯烴增強材料； (2)製作託盤: 將步驟(I)中製備聚烯烴增強材料加入注塑機，注塑成型，得到高強度超輕型託盤。
7.根據權利要求6所述的一種製作高強度超輕型託盤的方法，其特徵在於，所述的聚烯烴選自聚丙烯或聚乙烯中的一種或兩種。
8.根據權利要求6所述的一種製作高強度超輕型託盤的方法，其特徵在於，所述的填料選自碳酸鈣、滑石粉、雲母或矽灰石中的一種或幾種；所述的玻璃纖維為無鹼玻纖、中鹼玻璃纖維、短切纖維或連續纖維。
9.根據權利要求6所述的一種製作高強度超輕型託盤的方法，其特徵在於，所述的接枝物為馬來酸酐接枝的聚丙烯、馬來酸酐接枝的聚乙烯或雙馬來醯亞胺；所述的抗氧劑選自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯或硫代二丙酸雙十八醇酯中的一種或幾種；所述的潤滑劑選自硬脂酸鈣或N.N'-乙撐雙硬脂醯胺中的一種或兩種。
10.根據權利要求6所述的一種製作高強度超輕型託盤的方法，其特徵在於，所述的偶聯劑選自矽烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑或硼酸酯偶聯劑中的一種或幾種的混合物；所述的矽烷偶聯劑選自Y-(甲基丙烯醯氧)丙基三甲氧基矽烷、Y-氨丙基三乙氧基矽烷、Y -甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷或Y-縮水甘油醚氨丙基三甲氧基矽烷；所述的鈦酸酯偶聯劑為四異丙氧基鈦；所述的鋁酸酯偶聯劑為二硬脂醯氧異丙氧基鋁酸酯； 所述的硼酸酯偶聯劑為二硬脂醯氧丙氧基硼酸酯。
全文摘要
本發明涉及一種高強度超輕型託盤及其製備方法，由熱塑性複合材料注塑成型，上表面呈鏤空結構的平面，鏤空結構的內部設置呈十字形狀的柵格筋；側面與上表面呈90°連接，連接處採用圓角過渡，側面上設有叉車用開孔，側面之間呈90°連接，連接處採用圓角過渡；底面設置有9個底腳，一個底腳設置在中心位置，另外8個底腳均勻分布在底面的四周並經連接筋連接，首先製備聚烯烴增強材料，然後經注塑成型，得到高強度超輕型託盤。與現有技術相比，本發明注塑成型周期時間短，生產效率高，生產成本低；製得的產品重量輕，承載大，使用壽命相對較長。
文檔編號C08L23/06GK103183168SQ20111044514
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月27日 優先權日2011年12月27日
發明者王輝, 石允慧, 孫利明 申請人:合肥傑事傑新材料股份有限公司