CN104787427B - 一种物流容器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种物流容器，包括顶盖、围栏以及托盘，所述顶盖为压铸塑料顶盖，所述围栏为可折叠金属围栏且通过金属杆径向、纬向交织而成网状，所述托盘和顶盖的四周边沿均设置有供围栏插入的围栏槽；所述托盘壁由两侧的树脂层以及中间的钢架组成，所述钢架经硅烷化表面处理，按重量份数计，所述树脂层由以下组分组成：高分子塑料65～80份、补强材料6～20份、偶联剂3～12份、协同剂0.02～0.15份、抗氧化剂2～15份、填料5～20份、增塑剂3～10，其中所述补强材料由金属纤维和植物纤维组成；还涉及该物流容器的制备方法。本发明中的物流容器通过增强托盘的承载能力，增加了物流容器的承载能力，同时也解决了现有技术中不便于查看物流容器内部物体的问题，使其方便使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种物流容器，尤其涉及一种具有顶盖、围栏以及托盘的物流容器。
背景技术
物流容器是一种便于货物的装卸、运输和配送，同时能与叉车、货架等物流设备配套使用的物流工具，是现代化物流仓储中必不可少的物流设备之一。物流容器一般包括顶盖、围栏以及托盘等，按托盘的类型一般可分为：九脚型托盘容器、川字型托盘容器、田字型托盘容器和双面型托盘容器，托盘的材质一般为高密度低压高密度聚乙烯和聚丙烯。
高密度高密度聚乙烯是一种结晶度高、承载强度大的一种热塑性树脂，其高密度高分子量的特点具有很好的韧性，耐低温性能强，甚至在-40度也能保持良好的性能。重型物流容器应用于集装箱汽车配件货物运输中，能将不规则的重型汽车配件装载成整齐划一的运输单元，从而与运输车辆、集装箱、仓库等物流设施相配套，能最大程度上实现机械化操作，大大提高工作效率，但全封闭的塑料容器，查看内部装载物体不便，常规塑料材料自身也存在承载强度的问题。
专利号为ZL201220746034.1(授权公告号为CN 203020655U)的中国实用新型专利《一种1200*1000mm塑料物流器具》公开了一种物流器具，该物流器具具有塑料压铸顶盖、塑料围栏和塑料压铸托盘，公开了顶盖的外围、内围尺寸，围栏的尺寸以及托盘的外围、内围尺寸，从而实现货物配件与运载物流器具的最佳匹配，进而实现精密、高效的物流，但该专利中设置的围栏还是不方便查看内部装载的物体，同时托盘承载能力有限，还是未能解决物流容器承载强度不高的问题。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术而提供一种承载强度高的物流容器。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种上述物流容器的制备方法。
本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种物流容器，包括顶盖、围栏以及托盘，其特征在于，所述顶盖为压铸塑料顶盖，所述围栏为可折叠金属围栏且通过金属杆径向、纬向交织而成，所述托盘和顶盖的四周边沿均设置有供围栏插入的围栏槽；所述托盘壁由两侧的树脂层以及中间的钢架组成，所述钢架经硅烷化表面处理，按重量份数计，所述树脂层由以下组分组成：高分子塑料65～80份、补强材料6～20份、偶联剂3～12份、协同剂0.02～0.15份、抗氧化剂2～15份、填料5～20份、增塑剂3～10，其中所述补强材料由金属纤维和植物纤维组成。
作为优选，所述金属纤维与植物纤维的比例为1:2。
作为优选，所述金属纤维为不锈钢纤维，所述植物纤维为苎麻纤维，且所述金属纤维与植物纤维的直径均为6～100μm，长度均为0.2～6mm。
作为优选，所述协同剂是硬脂酸，所述抗氧化剂为DTBHQ(二叔丁基对苯二酚)，其外观呈淡黄色，为叔丁基对苯二酚聚合物，大分子量的DTBHQ能提供更为持久的抗氧化性能；所述填料为方解石粉或滑石粉中的至少一种；所述增塑剂为烃化油，能改善材料混炼加工性能。
由于紫外线照射是塑料老化的主要原因，因此所述树脂层表面喷涂有紫外线吸收涂层，该紫外线吸收涂层所使用的紫外线吸收涂料为UV-P(2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑)、UV-O(2,4-二羟基二苯甲酮)、UV-531(2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮)中的至少一种，紫外线吸收涂层能吸收绝大部分的照射紫外线，同时与树脂层内部的抗氧化剂协同作用，大大延缓托盘的老化程度，有效提高耐候性。
为使托盘的整体性能更加优良，所述两侧的树脂层分别为第一树脂层和第二树脂层，且所述托盘壁从上到下由第一树脂层、钢架以及第二树脂层组成，其中所述第一树脂层的高分子塑料为高密度聚乙烯，所述第二树脂层的高分子塑料为聚丙烯，第一树脂层利用高密度高密度聚乙烯的韧性好、耐低温能力强等特点，而第二树脂层利用聚丙烯抗冲击性能强、耐热性好的特点，第一树脂层与第二树脂层相互补长取短，同时辅以中间的硅烷化处理的加强钢架，使得制成的厚壁吸塑托盘整体性能更佳。
本发明解决第二个技术问题所采用的技术方案为：
上述物流容器的制备方法包括以下步骤：
(1)托盘成型：
a、按上述质量份数配制原料，将高分子塑料放入烘箱中，100～110℃下干燥8～10h，将植物纤维置入烘箱中，115～110℃下干燥9～10h；
b、将干燥后的高分子塑料、抗氧化剂、金属纤维、偶联剂以及增塑剂放入搅拌器中，在720-1200r/h转速下搅拌30-60min进行预混合；
c、将混合料置入双螺杆混炼机中进行充分混炼造粒，制得复合料；
d、在上述复合料中加入协同剂和植物纤维，混合均匀后放入双螺杆混炼机中，转速150～220r/min，模头温度150～230℃下挤出一侧树脂层；
e、在挤出的一侧树脂层上放置经硅烷化的钢架，再在钢架上按上述步骤挤出另一侧树脂层，复合而形成三层复合结构；
f、将制得的三层复合结构放置于吸塑机上，吸塑而成型厚壁托盘；
g、成型后进行修边处理，然后在托盘外侧进行8000～12000V电晕处理，接着再在托盘表面喷涂紫外线吸收涂料而形成厚度为0.1～2mm的紫外线吸收涂层，最终制成所需的厚壁吸塑托盘；
(2)围栏的成型和安装：所述围栏由两组栏网组成，每组栏网均包括两片相对设置的栏网，其中一组栏网按托盘的长度和物流容器的高度制作，另一组按托盘的宽度和物流容器的高度制作，将制作的栏网下端分别插入对应的托盘围栏槽中，相邻栏网之间通过铰链形成连接；
(3)顶盖的成型和安装：所述顶盖由聚丙烯压铸而成，将围栏的上端插入对应的顶盖围栏槽中，从而完成物流容器的制备。
如上所述，为使托盘的整体性能更加优良，所述一侧树脂层为第一树脂层而另一侧树脂层为第二树脂层，且所述托盘壁从上到下由第一树脂层、钢架以及第二树脂层组成，其中所述第一树脂层的高分子塑料为高密度聚乙烯，所述第二树脂层的高分子塑料为聚丙烯。
作为优选，上述制备方法中，所述金属纤维为不锈钢纤维，所述的植物纤维为苎麻纤维，该金属纤维和植物纤维的直径均为6～100μm，长度均为0.2～6mm；所述偶联剂为铝酸三异丙酯；所述协同剂为硬脂酸；所述抗氧化剂为DTBHQ；所述填料为方解石粉和滑石粉中的至少一种；所述增塑剂为烃化油；所述紫外线吸收涂料为UV-P、UV-O、UV-531中的至少一种。
硅烷化处理能增强界面的结合强度，本发明中钢架硅烷化处理的过程为：首先将钢架浸洗于弱酸液中25～40min，然后冲洗干净后再浸洗于稀碱溶液中5～10min，接着以0.8～1.2㎏f/㎝2压力用无磷低泡清洗剂于30～50℃连续喷淋3～5min,再用无磷除油粉于30～50℃左右浸泡处理10～20min，彻底脱除油脂，经清水冲洗干净后用压缩空气吹干。硅烷溶液的配制：采用环保XR-868硅烷处理剂(深圳兴瑞源科技有限公司)、配水稀释至浓度为4％～5％，其水解平衡反应式可简单表示为：
该硅烷处理剂一端与金属表面生成Si-O-Me共价键，远端形成环状Si-O-Si键，能增大与接触高分子树脂之间的交联程度，从而使得钢架与环氧树脂得到紧密粘结。其中主要的水解产物为SiOH,将前处理完的钢架置入该硅烷溶液中，在浸泡过程中，水解后的硅烷分子-Si(OR)3通过SiOH基团与钢架表面的MeOH(Me为钢架金属)基团形成氢键而快速吸附于钢架表面，浸泡处理5-10min后晾干，在晾干过程中SiOH基团和钢架表面的MeOH基团进一步凝聚，在界面上生成Si-O-Me共价键，其反应平衡式为：
另一方面剩余的硅烷分子通过SiOH基团之间的凝聚反应在金属表面上形成具有Si-O-Si三维网状结构的硅烷膜，其反应平衡式为：
与现有技术相比，本发明的优点在于：利用高分子塑料韧性好、耐高/低温能力强以及抗冲击性能强等特点，再在两层树脂层中铺以增加钢架而形成三层复合结构，从而获得承载能力强的托盘；进一步，树脂层中加入金属纤维和植物纤维作为补强材料起到复合增强作用，提高了材料的力学强度和韧性，偶联剂、协同剂以及填料相互作用，使得填料颗粒表面包覆以酯键和烷基为主的有机分子层，该有机分子层与基体分子间捏合后具缠结作用，各分子间得以扩展，从而增大与基体有机分子的联结，进一步增强了本材料的力学强度与韧性，因而进一步增强了托盘的承载能力，而托盘承载能力的加强解决了现有技术中物流容器承载能力弱的问题。同时，本发明中围栏为可折叠金属围栏且通过金属杆径向、纬向交织而成网状，托盘和顶盖的四周边沿均设置有供围栏插入的围栏槽，因此便于查看物流容器内部的物体。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：物流容器的制备：
(1)托盘成型：
a、按表1的质量份数配制原料，将高分子塑料放入烘箱中，100～110℃下干燥8～10h，将植物纤维置入烘箱中，115～110℃下干燥9～10h；
b、将干燥后的高密度聚乙烯、金属纤维、偶联剂、DTBHQ以及增塑剂放入搅拌器中，在720-1200r/h转速下搅拌30-60min进行预混合；
c、将干燥后的聚丙烯、石墨烯、偶联剂、DTBHQ以及增塑剂放入搅拌器中，在720-1200r/h转速下搅拌30-60min进行预混合；
d、分别将上述两种混合料置入双螺杆混炼机的不同料斗中，设定料筒和机头温度为180℃，螺杆转速为200r/min，进行充分混炼造粒，分别制得两种复合料；
e、在上述各复合料中均加入协同剂和植物纤维，混合均匀后放入双螺杆混炼机中，转速150-220r/min，模头温度150～230℃下分别挤出第一树脂层(以高密度聚乙烯为高分子塑料)和第二树脂层(以聚丙烯为高分子塑料)；
f、在挤出的第二树脂层上放置经硅烷化的钢架，再在钢架上挤出第一树脂层，复合而形成三层复合结构；
g、将制得的三层复合结构放置于吸塑机上，对应无钢架的空档位置通过吸塑而成型厚壁托盘；
h、成型后进行修边处理，然后在托盘外侧进行8000～12000V电晕处理，接着再在托盘表面喷涂紫外线吸收涂料而形成厚度为0.1～2mm的紫外线吸收涂层，该紫外线吸收涂料为UV-P、UV-O、UV-531中的至少一种，最终制成所需的厚壁吸塑托盘；
(2)围栏的成型和安装：所述围栏由两组的栏网组成，每组栏网均包括两片相对设置的栏网，其中一组栏网按托盘的长度和物流容器的高度制作，另一组按托盘的宽度和物流容器的高度制作，各栏网均由钢筋径向、纬向交织而成。将制作的栏网下端分别插入对应的托盘围栏槽中，相邻栏网之间通过铰链形成连接，该围栏使用时可将其上下端嵌入顶盖和托盘对应的围栏槽中，不使用时，可依次折叠进行收纳，从而减少占用空间，使用非常方便；
(3)顶盖的成型和安装：所述顶盖由聚丙烯置入压铸模具中，经一次压铸而成，将围栏的上端插入对应的顶盖围栏槽中，从而完成物流容器的制备。
上述钢架的硅烷化处理包括以下步骤：首先将钢架浸洗于弱酸液中25～40min，然后冲洗干净后再浸洗于稀碱溶液中5～10min，接着以0.8～1.2㎏f/㎝2压力用无磷低泡清洗剂于30～50℃连续喷淋3～5min,再用无磷除油粉于30～50℃左右浸泡处理10～20min，彻底脱除油脂，经清水冲洗干净后用压缩空气吹干。
使用时，将托盘水平放置于地面上，将钢筋围栏的下端依次嵌入托盘的围栏槽中，然后往托盘上依次摆放货物，并且使得货物的堆叠高度不超过钢筋围栏的高度。货物堆叠完成后，将顶盖盖于货物上，将顶盖的围栏槽槽口对准钢筋围栏的上端边沿并用力向下压，至围栏上端边沿嵌入顶盖的围栏槽中，即完成货物的装载。当卸货时，先将顶盖打开，再向上拔出围栏并折叠，然后从托盘上拿取货物。
实施例2～6的制备步骤参见上述实施例1，其具体原料组分及配方参见表1和表2。随后对上述各实施例中制备的树脂层进行性能测试，其中拉伸性能按ISO527-93要求进行测试，条件为50mm/min，弯曲性能按ISO178-93要求进行测试、条件为2mm/min，测试结果如表3和表4所示，对最后制成的物流容器进行载荷测试，测试结果如表5所示，由表3、4及5的实验结果可见，通过第一树脂层、第二树脂层且中间铺以增强钢架的三层复合结构，能显著提升托盘的力学强度与韧性，而由实施例5和实施例6可见加入铝酸三异丙酯和硬脂酸具有协同增强作用。
表1：实施例1～3中原料组分及配比
注：第1组为第一树脂层，第2组为第二树脂层
表2：实施例4～6中原料组分及配比
注：第1组为第一树脂层，第2组为第二树脂层
表3：实施例1～3中制备的树脂层的性能测试结果
注：第1组为第一树脂层，第2组为第二树脂层
表4：实施例4～6中制备的树脂层性能测试结果
注：第1组为第一树脂层，第2组为第二树脂层
表5：各实施例中制备的物流容器载荷测试结果
Claims (4)
1.一种物流容器的制备方法，其特征在于，所述物流容器包括顶盖、围栏以及托盘，所述顶盖为压铸塑料顶盖，所述围栏为可折叠金属围栏且通过金属杆径向、纬向交织而成网状，所述托盘和顶盖的四周边沿均设置有供围栏插入的围栏槽；
所述托盘壁由两侧的树脂层以及中间的钢架组成，所述钢架经硅烷化表面处理，按质量份数计，所述树脂层由以下组分组成：高分子塑料65～80份、补强材料6～20份、偶联剂3～12份、协同剂0.02～0.15份、抗氧化剂2～15份、填料5～20份、增塑剂3～10，其中所述补强材料由质量比为1:2的金属纤维和植物纤维组成；
上述偶联剂是铝酸三异丙酯，所述协同剂是硬脂酸，所述抗氧化剂为DTBHQ，所述填料为方解石粉或滑石粉中的至少一种，所述增塑剂为烃化油；所述树脂层表面喷涂有紫外线吸收涂层，该紫外线吸收涂层所使用的紫外线吸收涂料为UV-P、UV-O、UV-531中的至少一种；
包括以下步骤：
(1)托盘成型：
a、按上述质量份数配制原料，将高分子塑料放入烘箱中，100～110℃下干燥8～10h，将植物纤维置入烘箱中，115～110℃下干燥9～10h；
b、将干燥后的高分子塑料、抗氧化剂、金属纤维、偶联剂以及增塑剂放入搅拌器中，在720-1200r/h转速下搅拌30-60min进行预混合；
c、将混合料置入双螺杆混炼机中进行充分混炼造粒，制得复合料；
d、在上述复合料中加入协同剂和植物纤维，混合均匀后放入双螺杆混炼机中，转速150-220r/min，模头温度150-230℃下挤出一侧树脂层；
e、在挤出的一侧树脂层上放置经硅烷化的钢架，再在钢架上通过上述步骤挤出另一侧树脂层，复合而形成三层复合结构；
f、将制得的三层复合结构放置于吸塑机上，吸塑而成型厚壁托盘；
g、成型后进行修边处理，然后在托盘外侧进行8000～12000V电晕处理，接着再在托盘表面喷涂紫外线吸收涂料而形成厚度为0.1～2mm的紫外线吸收涂层，最终制成所需的厚壁吸塑托盘；
(2)围栏的成型和安装：所述围栏由两组栏网组成，每组栏网均包括两片相对设置的栏网，其中一组栏网按托盘的长度和物流容器的高度制作，另一组按托盘的宽度和物流容器的高度制作，将制作的栏网下端分别插入对应的托盘围栏槽中，相邻栏网之间通过铰链形成连接；
(3)顶盖的成型和安装：所述顶盖由聚丙烯压铸而成，将围栏的上端插入对应的顶盖围栏槽中，从而完成物流容器的制备。
2.如权利要求1所述的物流容器的制备方法，其特征在于，所述一侧树脂层为第一树脂层而另一侧树脂层为第二树脂层，且所述托盘壁从上到下由第一树脂层、钢架以及第二树脂层组成，其中所述第一树脂层的高分子塑料为高密度聚乙烯，所述第二树脂层的高分子塑料为聚丙烯。
3.如权利要求1或2所述的物流容器的制备方法，其特征在于，所述金属纤维为不锈钢纤维，所述的植物纤维为苎麻纤维，该金属纤维和植物纤维的直径均为6～100μm，长度均为0.2～6mm。
4.如权利要求1或2所述的物流容器的制备方法，其特征在于：所述钢架的硅烷化处理包括以下步骤，
首先将钢架浸洗于弱酸液中25～40min，然后冲洗干净后再浸洗于稀碱溶液中5～10min，接着以0.8～1.2㎏f/㎝2压力用无磷低泡清洗剂于30～50℃连续喷淋3～5min,再用无磷除油粉于30～50℃左右浸泡处理10～20min，彻底脱除油脂，经清水冲洗干净后用压缩空气吹干。
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