CN110105669A - 一种增强型塑料托盘及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种增强型塑料托盘及制备方法，按重量百分比计，所述托盘由以下原材料制成：热塑性树脂：75‑83％，长玻纤增强聚丙烯：14‑22％，POE：2.5‑6％，碳酸钙：0‑5％，色母粒：0.5‑1.5％；所述热塑性树脂为聚丙烯或高密度聚乙烯；其制备方法包括配料、储料、合模、压模、射出、开模、后处理等步骤；本发明提高了托盘承重能力，不需要加钢管，同时增加实用性能，提高了塑料托盘的制造水平及与物流行业匹配性。

Description

一种增强型塑料托盘及制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种增强型塑料托盘及制备方法。
背景技术
托盘作为储存运输的重要载体，作为与集装箱类似的一种集装设备，广泛应用于生产、运输、仓储和商品流通过程中。托盘作为物流运作过程中重要的装卸、储存和运输设备，与叉车配套使用在现代物流中发挥着巨大的作用。托盘给现代物流业带来的效益主要体现在：可以实现物品包装的单元化、规范化和标准化，保护物品，方便物流和商流。
目前塑料托盘主要原料为PP或PE，通过注塑、吹塑等工艺制作，在载重1吨以上货物，均需要插入钢管以提高托盘承重能力，生产成本较高，而且回收过程中，需要拔出钢管，费时费力。
热塑性复合材料以热塑性树脂为基体，纤维或其织物为增强体的复合材料，由于其具有环保、可回收利用的特点，在复合材料总量中比例呈逐年增长的趋势。
公开号为CN 104045900 A的中国专利公开了一种用于托盘的塑料复合材料，解决的技术问题是实现具有抗破裂和抗冲击性能、邵氏硬度及力学性能高的效果。该塑料复合材料主要由以下成份组成：高密度聚乙烯或聚丙烯；山梨醇酐单硬脂酸酯；聚四氟乙烯；乙烯- 甲基丙烯酸共聚物；硅烷偶联剂；纳米无机填料；合成橡胶；纤维；阻燃剂；抗氧化剂。其具有较高的抗破裂和抗冲击性能及邵氏硬度高的效果。但是其强度值还是略低，抗破裂、抗冲击性能仍然无法满足高吨位货物的承载。
发明内容
本发明的目的在于提供一种增强型塑料托盘及制备方法，提高了托盘承重能力，不需要加钢管，同时增加实用性能，提高了塑料托盘的制造水平及与物流行业匹配性。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种增强型塑料托盘，按重量百分比计，所述托盘由以下原材料制成：热塑性树脂：75-83％，长玻纤增强聚丙烯：14-22％，POE： 2.5-6％，碳酸钙：0-5％，色母粒：0.5-1.5％。
优选地，所述热塑性树脂为聚丙烯或高密度聚乙烯；所述聚丙烯为聚丙烯K8003、聚丙烯K7926、聚丙烯J340中的一种或几种；所述聚乙烯为高密度聚乙烯5000S、高密度聚乙烯7000F、高密度聚乙烯2480中的一种或几种。进一步优选地，所述热塑性树脂为聚丙烯K8003。
优选地，所述长玻纤增强聚丙烯的密度为1.33±0.02g/cm3，长度为12±1mm，玻纤含量50±2％，拉伸强度≥140Mpa，弯曲强度≥ 195Mpa，弯曲模量≥9000Mpa，悬臂梁缺口冲击强度≥30KJ/M2。
优选地，所述POE为美国杜邦陶氏化工公司的POE8999、 POE8150、POE8200中的一种或美国埃克森公司的5061、5371、 5181中的一种。
优选地，按重量百分比计，所述托盘由以下原材料制成：热塑性树脂：77.2％，长玻纤增强聚丙烯：17.8％，POE：3％，碳酸钙： 1.2％，色母粒：0.8％。
本发明上述增强型塑料托盘的制备方法，包括如下步骤：
将各原材料按配比加入到配料罐，均匀搅拌20-30分钟，形成混合物，通过上料机将原材料输送到料罐，注塑机储料，通过螺杆温度将原材料融化；储料完成后射出少部分，防止储料时进入空气，再次储料；
将模具合模并压模，通过螺杆将融化后的原材料射入到模具中，开模并将产品顶出；
将机械手进入模具内部，将其取出，放在平台，然后将浇口剪掉，砸入防滑垫，去掉毛边，既得所述增强型塑料托盘。
优选地，所述制备方法具体包括如下步骤：
(1)配料、储料：
将各原材料按配比加入到配料罐，将原材料均匀搅拌20-30分钟，搅拌混合均匀形成混合物；同时将模具和料筒温度加热到设定温度，并保温20-25分钟；打开出料口原材料进入上料机中，将上料机时间设定为所需要的上料时间间隔，通过上料机将混合物输送到料罐，注塑机储料，通过螺杆温度将原材料融化；
储料分为三段，压力分别为90bar、110bar、100bar，相对应的速度分别为45％、55％、45％，相对应的储料位置分别为50mm、 600mm、635mm；储料完成后射出少部分融化料，防止储料时进入空气，再次储料；
(2)合模、压模：
将模具合模并压模，合模分为三段，压力分别为45bar、100bar、 60bar，相对应的速度为30％、60％、50％；压模分为低压和高压，低压压力为15bar，速度为15％，高压压力为120bar，速度为35％；座台进到底，座台进分为两段，压力分别为50bar、40bar，相对应的速度为50％、30％；
(3)射出：
按下半自动，螺杆通过设置的数值将融化后的原材料分段射入到模具中；射出分为四段，压力分别为110bar、100bar、90bar、 90bar，相对应的速度分别为50％、45％、40％、35％，相应的射出转换位置分别为200mm、100mm、30mm、10mm；
(4)开模、后处理：
经过储前冷却，储料，开模，中子退并将产品顶出，中子控制为行程控制，压力为70bar，速度为55％；
退顶针顶出分为两段，压力分别为55bar、50bar，相对应速度为15％、35％，相对应的位置分别为8mm、138mm；
托模方式为定次，次数为1；顶针退回，退回分为两段，压力分别为30bar、35bar，相对应的速度为30％、35％，相对应的位置分别为55mm、1mm；
机械手进入模具内部，将其取出，放在平台，然后将浇口剪掉，砸入防滑垫，去掉毛边，既得所述增强型塑料托盘。
优选地，在所述增强型塑料托盘的上端面和/或底面固定防滑垫。
本发明的有益效果是：
本发明与现有技术相比，克服了传统塑料托盘承载刚性不足的缺陷，优化新原料配方，增强了塑料托盘的机械性能、抗冲击能力以及缺口冲击强度等，保持了托盘在装卸过程中所需的耐冲击性，优化的材料设计使力学性能提高了一至三倍，可达到插钢管的塑料托盘使用效果，以适应物流业的高强度作业，并保证托盘的周转率不受影响。同时制造成本降低，避免回收托盘过程中难以拔出钢管的缺陷。
本发明托盘整体性能好，面板与底部连板一体成型，生产效率高，所得产品质量稳定，重量控制精准。采用热流道模具，减少废品、废料，脱模后残余应力低，成品率高。本发明塑料托盘在叉车操作过程，部分结构的损伤不影响整体使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明增强型塑料托盘的俯视图；
图2为本发明增强型塑料托盘的仰视图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种增强型塑料托盘，按重量百分比计，托盘由以下原材料制成：聚丙烯K8003：77.2％，长玻纤增强聚丙烯：17.8％，POE：3％，碳酸钙：1.2％，色母粒：0.8％。
长玻纤增强聚丙烯的密度为1.33±0.02g/cm3，长度为12±1mm，玻纤含量50±2％，拉伸强度≥140Mpa，弯曲强度≥195Mpa，弯曲模量≥9000Mpa，悬臂梁缺口冲击强度≥30KJ/M2。
POE为美国杜邦陶氏化工公司的POE8999。
增强型塑料托盘的制备方法，包括如下步骤：
(1)配料、储料：
将各原材料按配比加入到配料罐，将原材料均匀搅拌20-30分钟，搅拌混合均匀形成混合物；同时将模具和料筒温度加热到设定温度，并保温20-25分钟；打开出料口原材料进入上料机中，将上料机时间设定为所需要的上料时间间隔，通过上料机将混合物输送到料罐，注塑机储料，通过螺杆温度将原材料融化；
储料分为三段，压力分别为90bar、110bar、100bar，相对应的速度分别为45％、55％、45％，相对应的储料位置分别为50mm、 600mm、635mm；储料完成后射出少部分融化料(约20mm)，防止储料时进入空气，再次储料；
(2)合模、压模：
将模具合模并压模，合模分为三段，压力分别为45bar、100bar、 60bar，相对应的速度为30％、60％、50％；压模分为低压和高压，低压压力为15bar，速度为15％，高压压力为120bar，速度为35％；座台进到底，座台进分为两段，压力分别为50bar、40bar，相对应的速度为50％、30％；
(3)射出：
按下半自动，螺杆通过设置的数值将融化后的原材料分段射入到模具中；射出分为四段，压力分别为110bar、100bar、90bar、 90bar，相对应的速度分别为50％、45％、40％、35％，相应的射出转换位置分别为200mm、100mm、30mm、10mm；
(4)开模、后处理：
经过储前冷却，储料，开模，中子退并将产品顶出，中子控制为行程控制，压力为70bar，速度为55％；
退顶针顶出分为两段，压力分别为55bar、50bar，相对应速度为15％、35％，相对应的位置分别为8mm、138mm；
托模方式为定次，次数为1；顶针退回，退回分为两段，压力分别为30bar、35bar，相对应的速度为30％、35％，相对应的位置分别为55mm、1mm；
机械手进入模具内部，将其取出，放在平台，然后将浇口剪掉，砸入防滑垫，去掉毛边，既得所述增强型塑料托盘。
实施例2：
一种增强型塑料托盘，按重量百分比计，托盘由以下原材料制成：聚丙烯K8003：79％，长玻纤增强聚丙烯：17.7％，POE：2.5％，色母粒：0.8％。
长玻纤增强聚丙烯的密度为1.33±0.02g/cm3，长度为12±1mm，玻纤含量50±2％，拉伸强度≥140Mpa，弯曲强度≥195Mpa，弯曲模量≥9000Mpa，悬臂梁缺口冲击强度≥30KJ/M2。
POE为美国杜邦陶氏化工公司的POE8200。
增强型塑料托盘的制备方法同实施例1。
实施例3：
一种增强型塑料托盘，按重量百分比计，托盘由以下原材料制成：聚丙烯J340：83％，长玻纤增强聚丙烯：14％，POE：2.5％，色母粒：0.5％。
长玻纤增强聚丙烯的密度为1.33±0.02g/cm3，长度为12±1mm，玻纤含量50±2％，拉伸强度≥140Mpa，弯曲强度≥195Mpa，弯曲模量≥9000Mpa，悬臂梁缺口冲击强度≥30KJ/M2。
POE为美国杜邦陶氏化工公司的POE8150。
增强型塑料托盘的制备方法同实施例1。
实施例4：
一种增强型塑料托盘，按重量百分比计，托盘由以下原材料制成：聚丙烯K7926：75％，长玻纤增强聚丙烯：20％，POE：4.5％，色母粒：0.5％。
长玻纤增强聚丙烯的密度为1.33±0.02g/cm3，长度为12±1mm，玻纤含量为50±2％，拉伸强度≥140Mpa，弯曲强度≥195Mpa，弯曲模量≥9000Mpa，悬臂梁缺口冲击强度≥30KJ/M2。
POE为美国埃克森公司的5061。
增强型塑料托盘的制备方法同实施例1。
实施例5：
一种增强型塑料托盘，按重量百分比计，托盘由以下原材料制成：聚丙烯K8003：76％，长玻纤增强聚丙烯：15％，POE：3％，碳酸钙：5％，色母粒：1％。
长玻纤增强聚丙烯的密度为1.33±0.02g/cm3，长度为12±1mm，玻纤含量为50±2％，拉伸强度≥140Mpa，弯曲强度≥195Mpa，弯曲模量≥9000Mpa，悬臂梁缺口冲击强度≥30KJ/M2。
POE为美国埃克森公司的5371。
增强型塑料托盘的制备方法同实施例1。
实施例6：
一种增强型塑料托盘，按重量百分比计，托盘由以下原材料制成：高密度聚乙烯5000S：76.5％，长玻纤增强聚丙烯：15％，POE： 6％，碳酸钙：1％，色母粒：1.5％。
长玻纤增强聚丙烯的密度为1.33±0.02g/cm3，长度为12±1mm，玻纤含量50±2％，拉伸强度≥140Mpa，弯曲强度≥195Mpa，弯曲模量≥9000Mpa，悬臂梁缺口冲击强度≥30KJ/M2。
POE为美国杜邦陶氏化工公司的POE8999。
增强型塑料托盘的制备方法同实施例1。
实施例7：
一种增强型塑料托盘，按重量百分比计，托盘由以下原材料制成：高密度聚乙烯2480：75％，长玻纤增强聚丙烯：18.5％，POE： 3％，碳酸钙：3％，色母粒：0.5％。
长玻纤增强聚丙烯的密度为1.33±0.02g/cm3，长度为12±1mm，玻纤含量为50±2％，拉伸强度≥140Mpa，弯曲强度≥195Mpa，弯曲模量≥9000Mpa，悬臂梁缺口冲击强度≥30KJ/M2。
POE为美国埃克森公司的5181。
增强型塑料托盘的制备方法同实施例1。
对于实施例1-7中制备得到的增强型塑料托盘，可在该增强型塑料托盘的上端面和/或底面固定防滑垫。固定时将防滑垫使用锤子将防滑垫使用锤子砸进即可。其中托盘上的固定孔为成型时预留的通孔。
对比例1：
一种增强型塑料托盘，按重量百分比计，托盘由以下原材料制成：聚丙烯K8003：91％，POE：6％，碳酸钙：2.2％，色母粒： 0.8％。
POE为美国杜邦陶氏化工公司的POE8999。
增强型塑料托盘的制备方法同实施例1。
性能测试：
实施例1-4以及对比例1中的塑料托盘的托盘大小规格为 1200mm×1000mm×150mm，重量为13.5±0.5kg的产品。具体结构如图1所示。
1、对实施例1-4以及对比例1中的塑料托盘的拉伸强度、弯曲强度、无缺口冲击强度、邵氏硬度进行测试。
其中，根据GB/T1447-2005对塑料托盘的拉伸强度进行测试，根据GB/T1449-2005对塑料托盘的弯曲强度进行测试，根据 GB/T1451-2005对塑料托盘的无缺口冲击强度进行测试，根据 GB/T2411-2008对塑料托盘的邵氏硬度进行测试。
实施例1-4以及对比例1中的塑料托盘的性能测试结果具体如表1所示。
表1塑料托盘性能对比
由表1可知，实施例1-4中各项力学性能均十分优异，而没有加入长玻纤增强聚丙烯对托盘的力学性能和硬度均具有一定影响，性能明显下降。
2、根据国家标准GB/T4995-2014联运通用平托盘性能要求和试验选择及GB/T4996-2014联运通平托盘试验方法进行测试。
实施例子1堆码试验极限载荷为9500KG，叉举试验极限载荷为6213KG。
实施例子2堆码试验极限载荷为9350KG，叉举试验极限载荷为6062KG。
实施例子3堆码试验极限载荷为8573KG，叉举试验极限载荷为5530KG。
实施例4堆码试验极限载荷为8790KG，叉举试验极限载荷为 5930KG。
对比例1堆码试验极限载荷为4000KG，叉举试验极限载荷为 1800KG。
由此可见，本发明中的塑料托盘配方配方使得托盘力学性能提高了一至三倍，可满足正常带拖运输货物的要求。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种增强型塑料托盘，其特征在于，按重量百分比计，所述托盘由以下原材料制成：热塑性树脂：75-83％，长玻纤增强聚丙烯：14-22％，POE：2.5-6％，碳酸钙：0-5％，色母粒：0.5-1.5％。
2.根据权利要求1所述的增强型塑料托盘，其特征在于，所述热塑性树脂为聚丙烯或高密度聚乙烯；所述聚丙烯为聚丙烯K8003、聚丙烯K7926、聚丙烯J340中的一种或几种；所述聚乙烯为高密度聚乙烯5000S、高密度聚乙烯7000F、高密度聚乙烯2480中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的增强型塑料托盘，其特征在于，所述热塑性树脂为聚丙烯K8003。
4.根据权利要求1所述的增强型塑料托盘，其特征在于，所述长玻纤增强聚丙烯的密度为1.33±0.02g/cm3，长度为12±1mm，玻纤含量为50±2％，拉伸强度≥140Mpa，弯曲强度≥195Mpa，弯曲模量≥9000Mpa，悬臂梁缺口冲击强度≥30KJ/M2。
5.根据权利要求1所述的增强型塑料托盘，其特征在于，所述POE为美国杜邦陶氏化工公司的POE8999、POE8150、POE8200中的一种或美国埃克森公司的5061、5371、5181中的一种。
6.根据权利要求1所述的增强型塑料托盘，其特征在于，按重量百分比计，所述托盘由以下原材料制成：热塑性树脂：77.2％，长玻纤增强聚丙烯：17.8％，POE：3％，碳酸钙：1.2％，色母粒：0.8％。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的增强型塑料托盘的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将各原材料按配比加入到配料罐，均匀搅拌20-30分钟，形成混合物，通过上料机将原材料输送到料罐，注塑机储料，通过螺杆温度将原材料融化；储料完成后射出少部分，防止储料时进入空气，再次储料；
将模具合模并压模，通过螺杆将融化后的原材料射入到模具中，开模并将产品顶出；
将机械手进入模具内部，将其取出，放在平台，然后将浇口剪掉，砸入防滑垫，去掉毛边，既得所述增强型塑料托盘。
8.根据权利要求7所述的增强型塑料托盘的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：
(1)配料、储料：
将各原材料按配比加入到配料罐，将原材料均匀搅拌20-30分钟，搅拌混合均匀形成混合物；同时将模具和料筒温度加热到设定温度，并保温20-25分钟；打开出料口原材料进入上料机中，将上料机时间设定为所需要的上料时间间隔，通过上料机将混合物输送到料罐，注塑机储料，通过螺杆温度将原材料融化；
储料分为三段，压力分别为90bar、110bar、100bar，相对应的速度分别为45％、55％、45％，相对应的储料位置分别为50mm、600mm、635mm；储料完成后射出少部分融化料，防止储料时进入空气，再次储料；
(2)合模、压模：
将模具合模并压模，合模分为三段，压力分别为45bar、100bar、60bar，相对应的速度为30％、60％、50％；压模分为低压和高压，低压压力为15bar，速度为15％，高压压力为120bar，速度为35％；座台进到底，座台进分为两段，压力分别为50bar、40bar，相对应的速度为50％、30％；
(3)射出：
按下半自动，螺杆通过设置的数值将融化后的原材料分段射入到模具中；射出分为四段，压力分别为110bar、100bar、90bar、90bar，相对应的速度分别为50％、45％、40％、35％，相应的射出转换位置分别为200mm、100mm、30mm、10mm；
(4)开模、后处理：
经过储前冷却，储料，开模，中子退并将产品顶出，中子控制为行程控制，压力为70bar，速度为55％；
退顶针顶出分为两段，压力分别为55bar、50bar，相对应速度为15％、35％，相对应的位置分别为8mm、138mm；
托模方式为定次，次数为1；顶针退回，退回分为两段，压力分别为30bar、35bar，相对应的速度为30％、35％，相对应的位置分别为55mm、1mm；
机械手进入模具内部，将其取出，放在平台，然后将浇口剪掉，砸入防滑垫，去掉毛边，既得所述增强型塑料托盘。
9.根据权利要求8所述的增强型塑料托盘的制备方法，其特征在于，在所述增强型塑料托盘的上端面和/或底面固定防滑垫。
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