CN109575337B - 一种超轻超强高分子/无机材料复合托盘及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及超轻超强高分子/无机材料复合托盘，涉及托盘技术领域。一种超轻超强高分子/无机材料复合托盘包括托盘基体，托盘基体两个表面上均覆有附加层A和附加层B，其中，附加层A与托盘基体的表面贴合，且完全覆盖托盘基体的表面；附加层B与附加层A贴合，且完全覆盖其表面，所述附加层A的材质由环氧树脂漆与无机填料混合组成；所述附加层B的材质为特种工程塑料或聚脲漆，所述特种工程塑料为聚苯并咪唑、聚醚酮、聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜中的一种或几种混合。本发明将含有无机填料的环氧漆层引入到特种工程塑料与托盘基体之间，可以减少特种工程塑料的用量，节约生产成本。同时还能使最终制得的托盘具有优异的耐磨、抗冲以及轻量化的特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种超轻超强高分子/无机材料复合托盘及其制备方法，涉及托盘技术领域。
背景技术
目前，物流用托盘主要分为三大类。第一类为木质托盘，它的优点抗物品压力能力好，生产工艺绿色环保，托盘寿命到期后，可降解，对环境不会造成污染。但是，木制品不耐水，受潮后会引起腐烂，最终缩短托盘的使用寿命；并且，目前我国的原木产量绝对不足，需要从国外进口，生产成本显著提高；更重要的是，为了本国的环境保护和防止病原菌的传染，根据进口国和相对国对进入物品的检查规定，对出口物品中所使用的木材要进行高温的热处理或苛刻的卫生和消毒检查以避免木材中寄生生物体的流入导致生态环境的破坏，这更限制了木托盘的生产及使用。第二类托盘为钢材托盘，虽然具有优异的抗压以及耐磨性，但是其体积大、重量重以及制造费用高的缺点，很大程度上限制了其应用。第三类托盘产品为塑料托盘，主要是由EPS、聚氨酯发泡体、聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)制成，该类塑料托盘不仅生产成本较低，而且具有优异的耐水、耐溶剂性，而且运输过程中更加轻便，节省运输成本。塑料托盘的缺点是耐磨性差，易起皮，导致使用耐久性降低。
为了提高塑料托盘的耐磨性，目前大多采用高分子涂覆的方法。CN20110064520公开了一种提高塑料托盘耐磨性以及耐久性的涂覆物，该涂覆层为聚氨酯预聚物与多元胺及多元醇形成的聚脲高分子材料。聚脲在托盘上的涂覆工艺大都采用两步法：首先在托盘上涂覆一层聚氨酯预聚物；再涂覆一层多元胺以及扩链剂等物质；最终固化后得到聚脲涂层。聚脲的存在显著提高了托盘的耐磨性、抗冲击性、耐溶剂性以及抗水性等。但是，聚脲漆的价格较高，使得聚脲复合托盘生产成本显著增加。特种工程塑料，例如：聚苯并咪唑(PBI)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSU)、聚醚砜(PES)均具有优异的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性以及抗水性。但是其价格较高，不适合作为托盘材料使用。
发明内容
本发明旨在托盘基体与特种工程塑料附加层之间引入价格低廉的环氧树脂固化层，在不降低复合托盘力学性能的前提下，大幅度降低特种工程塑料复合托盘的生产成本。本发明的目的是为了提供一种具有类似三明治结构的、高耐磨、轻量化以及价格便宜的托盘。
为了实现上述目的，一种超轻超强高分子/无机材料复合托盘，所述复合托盘包括托盘基体，所述托盘基体两个表面上均覆有附加层A和附加层B，其中，附加层A与托盘基体的表面贴合，且完全覆盖托盘基体的表面；附加层B与附加层A贴合，且完全覆盖其表面，
其中，所述托盘基体材质为聚苯乙烯泡沫(EPS)、聚氨酯泡沫、聚丙烯(PP) 以及聚乙烯(PE)中的一种；
其中，所述附加层A的材质由环氧树脂漆与无机填料混合组成；
其中，所述附加层B的材质为特种工程塑料或聚脲漆，所述特种工程塑料为具有式(Ⅰ)所示化学结构式的聚苯并咪唑(PBI)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSU)、聚醚砜(PES)中的一种或几种混合，
式(I)中，n为50～200的整数。
本发明所述托盘基体可为现有技术提供的平托盘，包括单向叉入型、双向叉入型、四向叉入型三种。
本发明所述超轻超强高分子/无机材料复合托盘基体两个表面上均覆有附加层A和附加层B，形成类似“三明治”的结构。以平面托盘为例，其两个平面表面(第一表面和第二表面)均覆有附加层A和附加层B，形成五层结构。
本发明对所述超轻超强高分子/无机材料复合托盘中附加层A和附加层B的厚度没有特殊定，可以为本领域的常规选择，但为了使得这两层能够起到更好的协同配合作用，从而使得到的复合托盘能够更好地兼具优异的耐磨性和抗冲性，并具有较低的生产成本，优选情况下，所述附加层A的厚度为0.2～5mm，优选为0.2～3mm；附加层 B的厚度为0.05～5mm，优选为0.2～2mm。
本发明对所述托盘附加层A中无机填料的含量没有特殊限定，但为了使托盘具有就够的耐磨和抗冲击性，以100重量份附加层A为基准，无机填料的含量为0.1-50重量份，优选为0.5-25重量份。
本发明对托盘基体的材料没有特殊限定，只要能与附加层完美贴合，制得机械性能优异的复合托盘即可，优选为EPS、聚氨酯发泡体、PP以及PE中的一种。
本发明对复合托盘中附加层A的材质没有特殊限定，只要能与托盘基体以及附加层B完美贴合，制得机械性能优异的复合托盘即可，从成本考虑，优选为环氧漆，更优选为酚醛环氧树脂漆、E51双酚A型环氧树脂漆以及E20双酚A型环氧树脂漆中的一种或几种混合。
本发明对复合托盘中附加层A中的无机填料种类没有特殊限定，只要能在附加层A中分散均匀并使附加层A具有优异的抗冲击及耐磨性即可，优选地无机填料为玻璃纤维、蒙脱土、纳米二氧化硅以及凹凸棒土中的一种或者几种混合，更优选为玻璃纤维或凹凸棒土。
本发明的另一目的是提供上述超轻超强高分子/无机材料复合托盘的制备方法。
一种超轻超强高分子/无机材料复合托盘的制备方法，包括如下步骤：
(1)模塑成型步骤：将托盘基体材料模塑成型；
(2)干燥步骤：干燥后，形成托盘基体；
(3)涂塑步骤：对步骤(2)得到的托盘基体进行喷涂无机填料以及环氧漆：先对所述托盘基体的第一表面同时喷涂无机填料的分散液以及环氧漆，环氧漆与无机填料分散液分别以垂直和平行托盘基体方向进行喷涂，且无机填料喷枪的位置更加靠近托盘基体，待所述环氧漆固化之后，再对所述托盘基体的第二表面喷涂无机填料以及环氧漆，待所述环氧漆固化之后形成半加工托盘；
(4)涂塑步骤：对步骤(3)得到的半加工托盘进行喷涂具有式(Ⅰ)结构的特种工程塑料溶液或聚脲漆：先对所述半加工托盘的第一表面喷涂特种工程塑料溶液或聚脲漆，待溶剂挥发完全后，再对所述托盘的第二表面喷涂特种工程塑料溶液或聚脲漆，待溶剂挥发完全后形成所述托盘。
式(I)中，n为50～200的整数。
本发明所述托盘基体可为现有技术提供的平托盘，包括单向叉入型、双向叉入型、四向叉入型等三种。
本发明所述托盘基体可为现有技术提供的托盘，可为平面托盘或双面四向进叉托盘；可为九脚托盘、川字脚托盘、双面托盘等。优选为平面托盘。
本发明所述步骤(3)，对步骤(2)得到的托盘基体进行喷涂无机填料以及环氧漆：先对所述托盘基体的第一表面同时喷涂无机填料的分散液以及环氧漆，环氧漆与无机填料分散液分别以垂直和平行托盘基体方向进行喷涂，且无机填料喷枪的位置更加靠近托盘基体，待所述环氧漆固化之后，再对所述托盘基体的第二表面喷涂无机填料以及环氧漆，待所述环氧漆固化之后形成半加工托盘。
本发明对托盘基体的材料没有特殊限定，只要能与附加层完美贴合，制得机械性能优异的复合托盘即可，优选为EPS、聚氨酯发泡体、PP以及PE中的一种。
本发明对复合托盘中附加层A的材质没有特殊限定，只要能与托盘基体以及附加层B完美贴合，制得机械性能优异的复合平托盘即可，从成本考虑，优选为环氧漆，更优选为酚醛环氧树脂漆、E51双酚A型环氧树脂漆以及E20双酚A型环氧树脂漆中的一种或几种混合。
本发明对复合托盘中附加层A中的无机填料种类没有特殊限定，只要能在附加层A中分散均匀并使附加层A具有优异的抗冲击及耐磨性即可，优选地无机填料为玻璃纤维、蒙脱土、纳米二氧化硅以及凹凸棒土中的一种或者几种混合，更优选为玻璃纤维和凹凸棒土。
本发明对所述分无机填料在分散液中的质量浓度没有特殊限定，为本领域的常规选择，为了使得到的托盘具有更优异的力学性能，无机填料在分散液中的质量分数为0.1％-20％，优选为0.5％-10％。
本发明对复合托盘中附加层A中的无机填料的含量没有特殊限定，为本领域的常规选择，但为了使制得的复合托盘具有优异的抗冲击及耐磨性，以100重量份附加层 A为基准，无机填料的含量为0.1-50重量份，优选为0.5-25重量份。
本发明对复合托盘附加层B的材质没有特殊限定，只要可以与附加层A完整贴合，并具有优异的抗冲击及耐磨性即可，优选为具有式(Ⅰ)结构的特种工程塑料中的一种或几种混合。
式(I)中，n为50～200的整数。
本发明对附加层A以及附加层B的厚度没有特殊限定，为本领域的常规选择，但为了使得这两层能够起到更好的协同配合作用，从而使得到的复合托盘能够更好地兼具优异的耐磨性和抗冲性，并具有较低的生产成本，优选情况下，所述附加层A的厚度为0.1-10mm，优选为0.2-5mm；附加层B的厚度为0.05-5mm，优选为0.1-3mm。
根据本发明，所述涂塑步骤包括喷漆步骤，在所述喷漆步骤中，采用位于喷涂工位的喷涂机器人对所述托盘喷漆。
根据本发明，所述涂塑步骤还包括抓取步骤，在所述抓取步骤中，所述托盘由输送机器人抓取而输送至所述喷涂工位，并且所述托盘的所述第一表面或所述第二表面朝向所述喷涂机器人以在抓取的状态下喷漆。
根据本发明，所述输送机器人的抓取方式为真空吸附方式，和/或所述输送机器人为六轴工业机器人。
根据本发明，还包括在所述模塑成型步骤之后和所述涂塑步骤之前的托盘输送步骤，在所述托盘输送步骤中，采用输送平台传送所述托盘至所述输送机器人的抓放工位，并且在输送过程中进行所述干燥步骤。
根据本发明，还包括在所述制备托盘的步骤(3)中，为了使无机填料在附加层A 中分散均匀，采用位于喷涂工位的喷涂机器人对所述托盘基体进行喷漆，其中一个喷涂机器人以垂直方向向托盘表面喷环氧漆，同时，另一个喷涂机器人以平行托盘基体的方向进行喷无机填料。
根据本发明，在所述涂塑步骤(3)中，还包括第一固化步骤，在所述第一固化步骤中，所述第一表面喷漆之后的托盘由所述输送机器人输送至所述抓放工位并调节环境温度使所述环氧漆固化。所述固化温度为20-80℃，优选为25-60℃；固化时间为10s-10min，优选为15s-5min。
根据本发明，所述涂塑步骤(3)中，还包括第二固化步骤，在所述第二固化步骤中，所述第二表面喷漆之后的托盘由所述输送机器人输送至托盘架并调节环境温度使所述环氧漆固化。所述固化温度为20-80℃，优选为25-60℃；固化时间为10s-10min，优选为15s-5min。
根据本发明，在所述涂塑步骤(4)中，对所述特种工程塑料溶液的浓度没有特殊限定，为本领域的常规选择，优选为0.5％-20％，更优选为1％-10％。
根据本发明，在所述涂塑步骤(4)中，对所述溶解特种工程塑料的溶剂没有特殊限定，只要能使特种工程塑料完全溶解即可，可以为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、氯仿、二氯甲烷以及四氢呋喃中的一种或几种混合，优选N，N-二甲基甲酰胺(DMF)。
根据本发明，在所述涂塑步骤(4)中，还包括第一固化步骤，在所述第一固化步骤中，所述第一表面喷特种工程塑料溶液或聚脲漆之后的托盘由所述输送机器人输送至所述抓放工位并调节环境温度使溶剂挥发完全，所述加热温度为20-100℃，优选为 50-80℃；加热时间为1-30min，优选为5-20min。
根据本发明，在所述涂塑步骤(4)中，还包括第二固化步骤，在所述第二固化步骤中，所述第二表面喷特种工程塑料或聚脲漆之后的托盘由所述输送机器人输送至所述抓放工位并调节环境温度使溶剂挥发完全，所述加热温度为20-100℃，优选为 50-80℃；加热时间为1-30min，优选为5-20min。
根据本发明，重复所述涂塑步骤至少一次。
为了容易地完成复合托盘的制备，需要特定的机械设备：喷涂机器人配有双组分高压直喷枪。在此使用的设备最小压力是500psi以上，优选在1500-3500psi的高压下进行作业。其中，此外，为了方便环氧漆的固化以及特种工程塑料溶液中溶剂的挥发，在喷涂机器人装置后，配有加热装置(鼓风烘箱)。
本发明还提供了由上述制备方法制得的超轻超强高分子/无机材料复合托盘。
本发明还提供了上述超轻超强高分子/无机材料复合托盘在物流以及储藏领域的应用。
本发明的有益效果为：本发明所用环氧漆与托盘基体以及特种工程塑料层/聚脲的结合性非常好，而且在喷涂环氧漆以及无机填料的过程中，无机填料可以均匀地混在环氧漆并附着在托盘表面。环氧漆中引入无机填料后，提高了环氧漆层的力学性能。因此，将含有无机填料的环氧漆层引入到特种工程塑料/聚脲与托盘基体之间，可以减少特种工程塑料/聚脲的用量，节约生产成本。同时还能使最终制得的托盘具有优异的耐磨、抗冲以及轻量化的特性。
附图说明
图1为涂塑工位1涂塑示意图；
图2为涂塑工位2涂塑示意图；
图3为复合托盘横截面示意图，
附图标记如下：1-托盘基体，2-环氧喷漆枪，3-第一喷涂机器人，4-无机填料喷枪，5-第二喷涂机器人，6-环氧固化层(附加层A)，7-无机填料，8-PBI溶液喷枪，9-第三喷涂机器人，10-无机填料，11-特种工程塑料层/聚脲漆(附加层B)；
图4为复合托盘照片；
图5为复合托盘承重照片，从该图中可以看出本发明所提供的复合托盘具有非常优异的承重效果。
具体实施方式
以下实施例及对比例使用的聚脲漆的配方为常规配方，优选为：
A组分为：
二苯基甲烷二异氰酸酯预聚物 100份
B组分为：
以下实施例及对比例使用的环氧漆配方如下：
酚醛环氧树脂漆的配方，A组分为：
酚醛环氧树脂60份，钛白粉5份，炭黑2份，玻璃粉5份，滑石粉5份，活性稀释剂10份，分散剂3份，硅烷偶联剂5份，纳米硫酸钡5份。
B组分为：
C-1041腰果酚环氧树脂固化剂20份，环氧固化剂DMP3010份。
E51双酚A环氧树脂漆的配方，A组分为：
E51环氧树脂60份，钛白粉5份，炭黑2份，玻璃粉5份，滑石粉5份，活性稀释剂10份，分散剂3份，硅烷偶联剂5份，纳米硫酸钡5份。
B组分为：
环氧固化剂DMP30 20份。
E20双酚A环氧树脂漆的配方，A组分为：
E20环氧树脂60份，钛白粉5份，炭黑2份，玻璃粉5份，滑石粉5份，活性稀释剂10份，分散剂3份，硅烷偶联剂5份，纳米硫酸钡5份。
B组分为：
环氧固化剂DMP30 20份。
另外，聚苯并咪唑(PBI)和聚砜(PSU)购自苏威，聚醚砜(PES)以及聚醚醚酮(PEEK)购自德国巴斯夫。
由于环氧漆中A组分容易与B组分反应，并且反应活性较高，因此，在喷涂之前，需要将A组分和B组分分别地储存。通过不同的管路将两个组分分别地连接至喷涂机器人的喷枪。A组分和B组分在喷枪内的混合室实现均匀混合而后再喷涂至托盘的表面。
实施例1
以EPS发泡体为托盘基体，干燥后，利用输送机器人将其输送至涂塑工位1。第一喷涂机器人以垂直托盘表面方向对托盘一表面进行喷涂酚醛环氧树脂漆，同时，第二喷涂机器人位于第一喷涂机器人与托盘之间，以平行托盘方向进行喷涂玻璃纤维分散液，玻璃纤维的质量分数为5％(如图1所示)。喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为50℃，时间为1min。再将托盘传送至涂塑工位1，利用第一及第二喷涂机器人以同样的方式对托盘的另一表面进行喷涂酚醛环氧树脂漆以及玻璃纤维。待喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为50℃，时间为1min。将得到的托盘输送至涂塑工位2，第三喷涂机器人以垂直托盘表面方向对托盘一表面进行喷涂含有2％PBI的DMF溶液(如图2所示)，喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为80℃，时间为15min。再将托盘传送至涂塑工位2，利用第三喷涂机器人以同样的方式对托盘的另一表面进行喷涂含有2％PBI的DMF溶液，喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥，加热温度为80℃，时间为15min。最终得到具有类似三明治结构的复合托盘产品(如图3所示)。通过测量，环氧固化层的厚度为1.5mm，PBI层的厚度为0.3mm。其力学性能测试结果见表1。
实施例2
以EPS发泡体为托盘基体，干燥后，利用输送机器人将其输送至涂塑工位1。第一喷涂机器人以垂直托盘表面方向对托盘一表面进行喷涂E51双酚A环氧树脂漆，同时，第二喷涂机器人位于第一喷涂机器人与托盘之间，以平行托盘方向进行喷涂凹凸棒土分散液，其质量浓度为10％。喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为60℃，时间为30s。再将托盘传送至涂塑工位1，利用第一及第二喷涂机器人以同样的方式对托盘的另一表面进行喷涂E51双酚A环氧树脂漆以及凹凸棒土。待喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为60℃，时间为30s。将得到的托盘输送至涂塑工位2，第三喷涂机器人以垂直托盘表面方向对托盘一表面进行喷涂含有10％PEEK的DMF溶液，喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为60℃，时间为 20min。再将托盘传送至涂塑工位2，利用第三喷涂机器人以同样的方式对托盘的另一表面进行喷涂含有10％PEEK的DMF溶液，喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为60℃，时间为20min。最终得到复合托盘产品。通过测量，环氧固化层的厚度为2.1mm，PEEK层的厚度为0.8mm。其力学性能测试结果见表1。
实施例3
以EPS发泡体为托盘基体，干燥后，利用输送机器人将其输送至涂塑工位1。第一喷涂机器人以垂直托盘表面方向对托盘一表面进行喷涂E20双酚A环氧树脂漆，同时，第二喷涂机器人位于第一喷涂机器人与托盘之间，以平行托盘方向进行喷涂蒙脱土分散液，其质量浓度为1％。喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为70℃，时间为20s。再将托盘传送至涂塑工位1，利用第一及第二喷涂机器人以同样的方式对托盘的另一表面进行喷涂E20双酚A环氧树脂漆以及蒙脱土。待喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为70℃，时间为20s。将得到的托盘输送至涂塑工位2，第三喷涂机器人以垂直托盘表面方向对托盘一表面进行喷涂含有5％PSU的DMF溶液，喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为50℃，时间为20min。再将托盘传送至涂塑工位2，利用第三喷涂机器人以同样的方式对托盘的另一表面进行喷涂含有5％PSU的DMF溶液，喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为50℃，时间为20min。最终得到复合托盘产品。通过测量，环氧固化层的厚度为1.2mm，PEEK层的厚度为0.6mm。其力学性能测试结果见表1。
实施例4
与实施例1制备过程相同，只是在喷涂特种功能塑料溶液步骤中用同样浓度的PES取代了PBI。通过测量，环氧固化层的厚度为1.5mm，PES层的厚度为0.2mm。其力学性能测试结果见表1。
对比例1
以EPS发泡体作为托盘基体，干燥后，利用输送机器人将其输送至涂塑工位2，第三喷涂机器人以垂直托盘表面方向对托盘一表面进行喷涂2％PBI的DMF溶液，喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为80℃，时间为15min。再将托盘传送至涂塑工位2，利用第三喷涂机器人以同样的方式对托盘的另一表面进行喷涂2％PBI的DMF溶液，喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥，加热温度为80℃，时间为15min。最终得到复合托盘产品。经测量，PBI层的厚度为0.3mm。其力学性能测试结果见表1。
对比例2
与实施例1步骤相同，只是在第一步涂塑工艺中，未对托盘进行喷涂玻璃纤维分散液。经测量，环氧固化层的厚度为1.0mm，PBI层的厚度为0.3mm。其力学性能测试结果见表1。
表1
实施例5
以EPS发泡体为托盘基体，干燥后，利用输送机器人将其输送至涂塑工位1。第一喷涂机器人以垂直托盘表面方向对托盘一表面进行喷涂酚醛环氧树脂漆，同时，第二喷涂机器人位于第一喷涂机器人与托盘之间，以平行托盘方向进行喷涂玻纤分散液，玻纤的质量分数为5％(如图1所示)。喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为50℃，时间为1min。再将托盘传送至涂塑工位1，利用第一及第二喷涂机器人以同样的方式对托盘的另一表面进行喷涂酚醛环氧树脂漆以及玻纤。待喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为50℃，时间为1min。将得到的托盘输送至涂塑工位2，第三喷涂机器人以垂直托盘表面方向对托盘一表面进行喷涂聚脲漆，喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为55℃，时间为50s。再将托盘传送至涂塑工位2，利用第三喷涂机器人以同样的方式对托盘的另一表面进行喷涂聚脲漆，喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为55℃，时间为50s。最终得到复合平托盘产品。其力学性能测试结果见表2。
实施例6
以EPS发泡体为托盘基体，干燥后，利用输送机器人将其输送至涂塑工位1。第一喷涂机器人以垂直托盘表面方向对托盘一表面进行喷涂E51双酚A环氧树脂漆，同时，第二喷涂机器人位于第一喷涂机器人与托盘之间，以平行托盘方向进行喷涂凹凸棒土分散液，其质量浓度为10％。喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为60℃，时间为30s。再将托盘传送至涂塑工位1，利用第一及第二喷涂机器人以同样的方式对托盘的另一表面进行喷涂E51双酚A环氧树脂漆以及凹凸棒土。待喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为60℃，时间为30s。将得到的托盘输送至涂塑工位2，第三喷涂机器人以垂直托盘表面方向对托盘一表面进行喷涂聚脲漆，喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为50℃，时间为1min。再将托盘传送至涂塑工位2，利用第三喷涂机器人以同样的方式对托盘的另一表面进行喷涂聚脲漆，喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为50℃，时间为1min。最终得到复合平托盘产品。其力学性能测试结果见表2。
实施例7
以EPS发泡体为托盘基体，干燥后，利用输送机器人将其输送至涂塑工位1。第一喷涂机器人以垂直托盘表面方向对托盘一表面进行喷涂E20双酚A环氧树脂漆，同时，第二喷涂机器人位于第一喷涂机器人与托盘之间，以平行托盘方向进行喷涂蒙脱土分散液，其质量浓度为1％。喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为70℃，时间为20s。再将托盘传送至涂塑工位1，利用第一及第二喷涂机器人以同样的方式对托盘的另一表面进行喷涂E20双酚A环氧树脂漆以及蒙脱土。待喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为70℃，时间为20s。将得到的托盘输送至涂塑工位2，第三喷涂机器人以垂直托盘表面方向对托盘一表面进行喷涂聚脲漆，喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为60℃，时间为30s。再将托盘传送至涂塑工位2，利用第三喷涂机器人以同样的方式对托盘的另一表面进行喷涂聚脲漆，喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为60℃，时间为30s。最终得到复合平托盘产品。其力学性能测试结果见表2。
对比例3
以EPS发泡体为托盘基体，干燥后，利用输送机器人将其输送至涂塑工位2，第三喷涂机器人以垂直托盘表面方向对托盘一表面进行喷涂聚脲漆，喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为60℃，时间为30s。再将托盘传送至涂塑工位2，利用第三喷涂机器人以同样的方式对托盘的另一表面进行喷涂聚脲漆，喷涂完毕后，利用传输机器人将托盘，送至加热装置进行干燥固化，加热温度为60℃，时间为30s。最终得到复合平托盘产品。其力学性能测试结果见表1。
对比例4
与实施例1步骤相同，只是在第一步涂塑工艺中，未对托盘进行喷涂玻纤分散液。其力学性能测试结果见表2。
表2
低温冲击强度测试方法：产品符合标准为：GB/T2423.1-2008试验A、GB/T2423.2-2008试验B、GB-T10592-2008、GJB150.3-198、GJB360A-96方法107温度冲击试验的要求。测试时，将试件置于低温箱内，经过一段时间冷却后，将试件置于冲击机上规定的位置，在一定的高度落下，撞击试件。再按照试件的断裂长度和宽度计算出冲击强度。
由以上实施例和对比例可以看出，特种工程塑料复合托盘具有较高的邵氏硬度，在特种工程塑料复合托盘的特种功能塑料层与EPS层之间引入固化的环氧树脂层，可以提高托盘的拉伸强度和低温抗冲击强度，同时其邵氏硬度，没有下降。另一方面，当在环氧树脂层中引入无机纳米填料，可以显著提高托盘的邵氏硬度、低温抗冲击强度以及拉伸强度。更重要的是，环氧漆与特种工程塑料相比，价格低了几倍，因此，本发明提供了一种具有优异机械性能，而且价格低廉的复合托盘。
Claims (10)
1.一种超轻超强高分子/无机材料复合托盘，其特征在于，所述复合托盘包括托盘基体，所述托盘基体两个表面上均覆有附加层A和附加层B，其中，附加层A与托盘基体的表面贴合，且完全覆盖托盘基体的表面；附加层B与附加层A贴合，且完全覆盖其表面，
其中，所述托盘基体材质为聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫、聚丙烯以及聚乙烯中的一种；
其中，所述附加层A的材质由环氧树脂漆与无机填料混合组成；
其中，所述附加层B的材质为特种工程塑料，所述特种工程塑料为具有式(Ⅰ)所示化学结构式的聚苯并咪唑、聚醚酮、聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜中的一种或几种混合，
式(I)中，n为50～200的整数。
2.根据权利要求1所述的复合托盘，其特征在于，所述附加层A的厚度为0.2～5mm；附加层B的厚度为0.05～5mm。
3.根据权利要求1所述的复合托盘，其特征在于，所述附加层A中的环氧漆为酚醛环氧树脂漆、E51双酚A型环氧树脂漆以及E20双酚A型环氧树脂漆中的一种或几种混合；所述附加层A中无机填料为玻璃纤维、蒙脱土、纳米二氧化硅以及凹凸棒土中的一种或者几种混合；以100重量份附加层A为基准，无机填料的含量为0.1～50重量份。
4.一种超轻超强高分子/无机材料复合托盘的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)模塑成型步骤：将托盘基体材料模塑成型；
(2)干燥步骤：干燥后，形成托盘基体；
(3)涂塑步骤：对步骤(2)得到的托盘基体进行喷涂无机填料以及环氧漆：先对所述托盘基体的第一表面同时喷涂无机填料的分散液以及环氧漆，环氧漆与无机填料分散液分别以垂直和平行托盘基体方向进行喷涂，且无机填料喷枪的位置更加靠近托盘基体，待所述环氧漆固化之后，再对所述托盘基体的第二表面喷涂无机填料以及环氧漆，待所述环氧漆固化之后形成半加工托盘；
(4)涂塑步骤：对步骤(3)得到的半加工托盘进行喷涂具有式(Ⅰ)结构的特种工程塑料溶液：先对所述半加工托盘的第一表面喷涂特种工程塑料溶液，待溶剂挥发完全后，再对所述托盘的第二表面喷涂特种工程塑料溶液，待溶剂挥发完全后形成所述托盘，
式(I)中，n为50～200的整数。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述涂塑步骤包括喷漆步骤，在所述喷漆步骤中，采用位于喷涂工位的喷涂机器人对所述托盘喷漆。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述涂塑步骤还包括抓取步骤，在所述抓取步骤中，所述托盘由输送机器人抓取而输送至所述喷涂工位，并且所述托盘的所述第一表面或所述第二表面朝向所述喷涂机器人以在抓取的状态下喷漆。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的无机填料在分散液中的质量分数为0.1％-20％；涂塑步骤(4)中所述特种工程塑料的质量浓度为0.5％-20％；涂塑步骤(4)中溶解特种工程塑料溶剂为极性溶剂。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述涂塑步骤(3)中还包括第一固化步骤，在所述第一固化步骤中，所述第一表面喷含有无机填料的环氧漆之后的托盘由输送机器人输送至抓放工位并调节环境温度使所述环氧漆固化，固化温度为20-80℃；固化时间为10s-10min；
所述涂塑步骤(3)中还包括第二固化步骤，在所述第二固化步骤中，所述第二表面喷含有无机填料的环氧漆之后的托盘由输送机器人输送至抓放工位并调节环境温度使所述环氧漆固化，固化温度为20-80℃；固化时间为10s-10min。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述涂塑步骤(4)中还包括第一固化步骤，在所述第一固化步骤中，所述第一表面喷特种工程塑料溶液之后的托盘由输送机器人输送至抓放工位并调节环境温度使所述溶剂挥发完全，加热温度为20-100℃；加热时间为1-30min；所述涂塑步骤(4)中还包括第二固化步骤，在所述第一固化步骤中，所述第二表面喷特种工程塑料溶液之后的托盘由输送机器人输送至抓放工位并调节环境温度使所述溶剂挥发完全，加热温度为20-100℃；加热时间为1-30min。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，重复所述涂塑步骤至少一次。
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