CN110003570A - 一种纤维及玻璃微珠增强的滚塑托盘及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纤维及玻璃微珠增强的滚塑托盘及其制备方法，所述托盘包括如下成分：按重量份数计，热塑性树脂60‑70份，玻璃纤维20‑30份，增容剂4份，弹性体POE 4‑8份，稳定剂2份，色母粒1份。所述滚塑托盘通过将以上成分混合、采用双螺杆挤出机熔融共混造粒，料粒与玻璃微珠混合后滚塑成型制得。本发明将滚塑工艺用于托盘产品的制备，设备和模具投资少，且产品几乎无内应力，且制得的托盘产品不易变形；将玻璃微珠应用于托盘产品中，利用了玻璃微珠的中空结构，降低了产品的密度，实现在更低的重量下强度高的效果，降低了生产成本。

Description

一种纤维及玻璃微珠增强的滚塑托盘及其制备方法
技术领域
本发明属于托盘制备技术领域，尤其涉及一种纤维及玻璃微珠增强的滚塑托盘及其制备方法。
背景技术
滚塑又称旋转成型或回转成型，是一种有较长历史的塑料成型技术。滚塑工艺是将塑料粉末加入模具中，然后加热模具并使之沿两个互相垂直的轴连续旋转，模具内树脂在重力和热量的作用下逐渐均匀地涂布、熔融粘附在模具内表面上，形成所需要的形状。然后冷却模具，脱模得到制品。相对于注塑和吹塑成型工艺，滚塑的突出优点表现在设备和模具投资少，适用于中大型及形状复杂的塑料制品的生产，产品几乎无内应力及不易变形等。但用纯塑料和普通纤维增强的方法制作大尺寸产品的方法无法满足强度和质量的要求，滚塑厂家通常通过增加壁厚来提高刚性，这使得生产成本提高。
托盘作为一种运输载体，如能在保证较高强度的前提下降低自身重量，将为装载、运输等使用过程带来极大便利。
发明内容
为解决滚塑成型中纯塑料和普通纤维增强的方法无法满足强度和质量要求的问题，本发明提供一种纤维及玻璃微珠增强的滚塑托盘及其制备方法，在托盘制备过程中添加玻璃纤维和玻璃微珠，降低托盘的重量的同时有效增强产品的强度。
本发明提供了一种纤维及玻璃微珠增强的滚塑托盘，所述托盘包括如下成分：按重量份数计，组分一和玻璃微珠，所述组分一包括热塑性树脂60-70份，玻璃纤维20-30份，增容剂4份，弹性体POE 4～8份，稳定剂2份，色母粒1份，组分一与玻璃微珠的重量分数比例为(10～20):1。
优选的，所述热塑性树脂选自聚丙烯、低密度聚乙烯中的一种或两种的组合。
优选的，所述热塑性树脂由聚丙烯和低密度聚乙烯组成，所述聚丙烯和低密度聚乙烯的比例为(6～8):1。
优选的，所述增容剂为聚丙烯-马来酸酐共聚物或苯乙烯-马来酸酐共聚物的一种或两种的组合，弹性POE为乙烯-辛烯共聚物，稳定剂为受阻酚氧化剂、受阻氨氧化剂和亚磷酸盐共稳定剂的二元复合抗氧剂，或者三元复合抗氧剂。
玻璃微珠是一种独特而性能稳定的非金属中空微粒。空内含有氮和二氧化碳等惰性气体，主要由二氧化硅和三氧化二铝等组成，粒径范围为10-250μm，堆积密度为0.35-0.45g/cm2。空心玻璃微珠因其特殊的结构具有易分散性、流动性好、比重小、耐磨、耐高温、耐酸碱等特点。
本发明还提供了这种纤维及玻璃微珠增强的滚塑托盘的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、将聚丙烯、低密度聚乙烯、玻璃纤维、增容剂、弹性体POE、稳定剂和色母粒按照质量比例加入到高速混合机中混合3～5分钟；
步骤二、采用双螺杆挤出机熔融共混造粒，挤出机各段温度设定为加料口120～150℃，中间段160～180℃，前端190～240℃，模头200～240℃；螺杆转速为100～500r/min，制得料粒；
步骤三、将步骤二制得的料粒与玻璃微珠混合，质量比例为(10～20):1，将混合物磨粉，得到粒径为20～100目的粉料，置于托盘模具中滚塑成型得到托盘产品。
优选的，所述步骤二制得的料粒与玻璃微珠的混合比例为15:1；
优选的，所述步骤三中混合物磨粉后粒径大小为40目。
所述步骤三的滚塑工艺具体为：将粉料与玻璃微珠加入滚塑机内，调整主轴转速为6～15r/min，主副轴转速比(4～6):1，温度为250～350℃，时间为10min。经冷却脱模后得到托盘产品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明将滚塑工艺用于托盘产品的制备，设备和模具投资少，且产品几乎无内应力，且制得的托盘产品不易变形；
2.本发明提供的托盘产品加入了玻璃纤维，提高了产品强度；
3.本发明将玻璃微珠应用于托盘产品中，利用了玻璃微珠的中空结构，降低了产品的密度，实现在更低的重量下强度高的效果，降低了生产成本；
4.本发明采用滚塑工艺制备包含玻璃纤维和玻璃微珠的托盘产品，拉伸性能、弯曲强度、冲击强度均显著增加，产品性能明显改善；且工艺简单、生产效率高，产品性能高，适宜产品的大规模生产和应用。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本申请实施例中材料的厂家及型号为：聚丙烯：燕山石化PP-K9026、低密度聚乙烯：燕山石化LD-607、玻璃纤维：欧文斯科宁OC-SE4121、增容剂：KHPP010C、弹性体POE：陶氏化学8150、稳定剂：杜邦受阻酚抗氧剂1330，巴斯夫Tinuvin 152受阻胺光稳定剂，巴斯夫亚磷酸盐共稳定剂IRGAFOS 168、色母粒：山东鲁燕PP专用。
实施例1：
一种纤维及玻璃微珠增强的滚塑托盘，按重量份数计，包括以下成分：聚丙烯60份，玻璃纤维20份，增容剂聚丙烯-马来酸酐共聚物4份，乙烯-辛烯共聚物5份，稳定剂受阻酚氧化剂1份，色母粒1份。
实施例2：
一种纤维及玻璃微珠增强的滚塑托盘，按重量份数计，包括以下成分：热塑性树脂60份，玻璃纤维30份，增容剂苯乙烯-马来酸酐共聚物4份，弹性体POE 4份，稳定剂受阻氨氧化剂和亚磷酸盐共稳定剂的二元复合抗氧剂2份，色母粒1份。其中热塑性树脂为50份聚丙烯与10份低密度聚乙烯的混合物。
实施例3：
一种纤维及玻璃微珠增强的滚塑托盘，按重量份数计，包括以下成分：热塑性树脂70份，玻璃纤维20份，增容剂(聚丙烯-马来酸酐共聚物与苯乙烯-马来酸酐共聚物1:1混合物)4份，弹性体POE 8份，稳定剂受阻酚氧化剂、受阻氨氧化剂和亚磷酸盐共稳定剂的三元复合抗氧剂3份，色母粒1份。其中热塑性树脂为60份聚丙烯与10份低密度聚乙烯的混合物。
实施例4：
一种纤维及玻璃微珠增强的滚塑托盘，按重量份数计，包括以下成分：热塑性树脂70份，玻璃纤维30份，增容剂4份，弹性体POE 6份，稳定剂2份，色母粒1份。其中热塑性树脂为62份聚丙烯与8份低密度聚乙烯的混合物。
实施例5：
一种纤维及玻璃微珠增强的滚塑托盘的制备过程，将实施例1～4制得的混合物加入到高速混合机中混合3～5分钟。采用双螺杆挤出机熔融共混造粒，挤出机各段温度设定为加料口120～150℃，中间段160～180℃，前端190～240℃，模头200～240℃；螺杆转速为100-500r/min，制得料粒；将制得的料粒与玻璃微珠混合(实施例1混合物中加入玻璃微珠10份，实施例2混合物中加入玻璃微珠5份，实施例3混合物中加入玻璃微珠7.5份，实施例4混合物中加入玻璃微珠10份)，将混合物磨粉，粒径分别为20目、100目、40目和80目，将粉料与玻璃微珠加入滚塑机模具内，调整滚塑机主轴转速为6～15r/min，主副轴转速比(4～6):1，温度为250～350℃，时间为10min。经冷却脱模后得到托盘产品。
实施例6：
将实施例1～4比例的成分依照实施例5的步骤制备托盘，对所得产品的强度等质量参数进行测试，并与传统托盘制备工艺的产品参数对比，结果如下表：
可见，采用本发明提供的采用玻纤维及玻璃微珠的滚塑托盘产品各项性能指标较传统技术显著提高，拉伸试验可见：拉伸强度增加约一倍以上、断裂伸长率A50(％)增加约两倍、拉伸弹性模量Et增加约50％，弯曲试验弯曲强度增加约一倍、弯曲模量Ef(MP)增加约50％，冲击试验冲击强度(KJ/m2)增加约两倍。
由于采用玻璃纤维和玻璃微珠作为原料，减少了聚丙烯的使用量，生产成本降低15-20％的成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种纤维及玻璃微珠增强的滚塑托盘，其特征在于，包括如下成分：按重量份数计，组分一和玻璃微珠，所述组分一包括热塑性树脂60-70份，玻璃纤维20-30份，增容剂4份，弹性体POE4-8份，稳定剂2份，色母粒1份，组分一与玻璃微珠的重量分数比例为(10～20):1。
2.根据权利要求1所述一种纤维及玻璃微珠增强的滚塑托盘，其特征在于，所述热塑性树脂选自聚丙烯、低密度聚乙烯中的一种或两种的组合。
3.根据权利要求1所述一种纤维及玻璃微珠增强的滚塑托盘，其特征在于，所述热塑性树脂由聚丙烯和低密度聚乙烯组成，所述聚丙烯和低密度聚乙烯的比例为(6～8):1。
4.根据权利要求1所述一种纤维及玻璃微珠增强的滚塑托盘，其特征在于，所述增容剂为聚丙烯-马来酸酐共聚物或苯乙烯-马来酸酐共聚物的一种或两种的组合，弹性POE为乙烯-辛烯共聚物，稳定剂为受阻酚氧化剂、受阻氨氧化剂和亚磷酸盐共稳定剂的二元复合抗氧剂，或者三元复合抗氧剂。
5.一种制备根据权利要求1～5所述的纤维及玻璃微珠增强的滚塑托盘的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将聚丙烯、低密度聚乙烯、玻璃纤维、增容剂、弹性体POE、稳定剂和色母粒按照质量比例加入到高速混合机中混合3～5分钟；
步骤二、采用双螺杆挤出机熔融共混造粒，挤出机各段温度设定为加料口120～150℃，中间段160～180℃，前端190～240℃，模头200～240℃；螺杆转速为100～500r/min，制得料粒；
步骤三、将步骤二制得的料粒与玻璃微珠混合，质量比例为(10～20):1，将混合物磨粉，粒径为20～100目，置于托盘模具中滚塑成型得到托盘产品。
6.根据权利要求5所述的一种纤维及玻璃微珠增强的滚塑托盘的制备方法，其特征在于，所述步骤二制得的料粒与玻璃微珠的混合比例为15:1。
7.根据权利要求5所述的一种纤维及玻璃微珠增强的滚塑托盘的制备方法，其特征在于，所述步骤三中混合物磨粉后粒径大小为40目。
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