CN111532589A - 一种纳米合成材料制成可循环使用的功能性保温箱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米合成材料制成可循环使用的功能性保温箱，属于冷链物流包装技术领域。包括聚乙烯膜或者聚丙烯膜，和聚乙烯发泡棉或者聚丙烯发泡棉，所述聚乙烯膜或者聚丙烯膜和所述聚乙烯发泡棉或者聚丙烯发泡棉有多层且间隔设置；所述聚乙烯膜或者聚丙烯膜是包括气凝胶的合成材料；和/或者所述聚乙烯发泡棉或者聚丙烯发泡棉是包括气凝胶的合成材料。本发明提供的纳米合成材料保温层轻薄且保温效果好，造价低，制成的保温箱运输体积小，降低运输成本。

Description

一种纳米合成材料制成可循环使用的功能性保温箱
技术领域
本发明涉及一种纳米合成材料制成可循环使用的功能性保温箱，属于冷链物流保温包装技术领域。
背景技术
随着物流行业的迅速崛起和快速发展，目前市场上需要冷链运输和保温运输的货品越来越多，而现有的运输包装保温箱存在多处“痛点”；
目前最经济的运输方式为采用一次性的泡沫箱，这类泡沫箱的大量使用，对人类环境造成日益严重巨大压力。市面上虽然也有保温箱的使用，但都不同程度地存在着造价高，保温性能欠佳的问题，为了增加保温效果，往往通过增加箱体厚度、增加冷媒等手段，导致箱身重，物流成本居高难下；
保温箱在循环使用中，其体积成为运输困难之一，当货物运输到目的地卸货后，如要将保温箱循环使用，由于其体积无法变小，运回过程中扔需要同等规格的车辆专程运送，物流成本增高；
保温箱应用功能单一，不同货品的运输不具备通用性，保温箱一般只有一个腔室，无法满足同时配送不同保温要求的货品；更无法满足特殊产品的运输要求，如高端水果、鲜花、鲜活水产、高端海鲜等；保温箱体积大、货物重时，搬运困难，增加员工的劳动强度等等。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种纳米合成材料的保温层，包括聚乙烯膜或者聚丙烯膜，和聚乙烯发泡棉或者聚丙烯发泡棉，所述聚乙烯膜或者聚丙烯膜和所述聚乙烯发泡棉或者聚丙烯发泡棉有多层且间隔设置；
所述聚乙烯膜或者聚丙烯膜是包括气凝胶的合成材料；
和/或者所述聚乙烯发泡棉或者聚丙烯发泡棉是包括气凝胶的复合材料。
本发明还提供了一种循环使用功能性保温箱，包括箱体和箱盖，所述箱体由保温板材拼接而成或者一体成型，所述保温板材包括：
内层：PP层或者PE层或者PP+PE复合材料层；
中间层：权利要求1所述的纳米合成材料保温层；
外层：PP层或者PE层或者PP+PE复合材料层或者中空板。
在本发明的一种实施方式中，所述箱体上开口的面积大于箱底的面积，配置为使相同规格的保温箱能堆叠。保温箱回收利用时能够有效减少运输体积。
在本发明的一种实施方式中，所述保温箱底部有可拆卸滑轮。方便搬运。
在本发明的一种实施方式中，所述保温箱内部有可拆卸温区分隔板，所述保温箱侧壁上有温区分隔板插槽。在同一个保温箱里，不同冷藏温度的货物可以分开储存，保温箱内部可以放置多个温区分隔板，保温箱侧壁上有多个温区分隔板插槽。
在本发明的一种实施方式中，所述箱体或者箱盖上有通气孔、通气阀或者通气膜。所述通气孔上有纳米材料制成的膜，能够单向排放废气，可以用于果蔬、鲜花的运输。
在本发明的一种实施方式中，所述箱体或者箱盖上有氧气泵。可以用于鲜活水产品的运输。
在本发明的一种实施方式中，所述箱盖上有堆叠卡口，所述箱体底部有相对应的堆叠卡块或者相对应的可拆卸滑轮。增加堆叠牢固度。
在本发明的一种实施方式中，所述保温箱的箱盖由保温板材组成为两片式，即包括两片箱盖，且两片箱盖铰接于箱体侧壁上，所述两片箱盖的面积之和大于或者等于箱体上开口的面积，所述两片箱盖盖合时覆盖箱体上开口。
在本发明的一种实施方式中，所述两片箱盖分别铰接于箱体的不相连接的两个侧壁上。
在本发明的一种实施方式中，所述两片箱盖可沿铰接的侧壁转动，转动的自由度为小于或等于从箱盖贴合侧壁转动到箱盖盖合箱体上开口。
在本发明的一种实施方式中，所述保温箱的侧壁上有用于加固箱盖盖紧的卡扣。
在本发明的一种实施方式中，所述保温箱的箱盖为一片盖板，所述盖板或者所述箱体的侧壁上有用于加固箱盖盖紧的卡扣。
在本发明的一种实施方式中，所述箱体上有用于搬动箱体的手扣凹槽。
有益技术效果：(1)本发明提供的纳米合成材料保温层轻质，以本发明的纳米合成材料保温层制造保温箱重量为同等体积保温箱的60％-80％，这在运输货物时有效的降低重量超载，采用本发明的纳米合成材料保温层制造保温箱，同等规格的运输车可以运输更多的货物；隔热保温性优异，导热系数0.03～0.032W/(m·K)；
(2)本发明提供的纳米合成材料保温层轻薄且保温效果好，本发明提供的纳米合成材料保温层6cm厚度便可达到普通泡沫箱10cm的保温效果；
(3)本发明提供的纳米合成材料保温层造价低，以本发明提供的纳米合成材料保温层制造的保温箱比同等规格普通保温箱造价低20％-30％。
(4)本发明还提供了保温箱的设计方案，上开口的面积大于底壁的面积，即使得相同规格的保温箱也能够摞起来。减小空箱运输体积，这样在保温箱的循环使用中，保温箱空箱的运输带来便捷，降低运输成本；底部有可拆卸滑轮，方便搬运。
(5)冷冻冷藏产品既可以单独存放也可以混装一箱，箱内有温区隔板，冷冻冷藏产品可以按所需空间置放；
(6)可以运输鲜活水产，保温箱有氧气泵安装位，有纳米膜制成的单向废气排气孔；
(7)可以运输水果蔬菜和鲜花，保温箱顶部设有纳米膜制成的单向乙烯排气孔。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的纳米合成材料保温层的结构示意图；
图2为本发明一种实施方式的保温箱主视图；
图3为本发明一种实施方式的保温箱俯视图；
图4为本发明一种实施方式的保温箱主视图；
图5为本发明一种实施方式的保温箱堆叠结构示意图；
图6为本发明另一实施方式的保温箱结构示意图。
图示：1、箱体；2、箱盖；3、卡扣；4、铰接连接部；11、外层；12、内层；13、中间层；5、滑轮；6、通气孔；7、堆叠卡口；8、氧气泵。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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做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。
实施例一
一种纳米气凝胶合成材料保温层，包括聚乙烯膜或者聚丙烯膜，和聚乙烯发泡棉或者聚丙烯发泡棉，所述聚乙烯膜或者聚丙烯膜和所述聚乙烯发泡棉或者聚丙烯发泡棉有多层且间隔设置。
所述聚乙烯膜或者聚丙烯膜是包括气凝胶的合成材料。
所述聚乙烯发泡棉或者聚丙烯发泡棉是包括气凝胶的合成材料。
所述聚乙烯膜或者聚丙烯膜或者聚乙烯发泡棉或者聚丙烯发泡棉的气凝胶复合材料制备方法如下：
步骤一，将硅源前驱体、溶剂、水和催化剂按照比例混合，通过溶胶-凝胶方法，在室温下搅拌30～60分钟得到二氧化硅溶胶。然后，加入表面改性剂，室温下搅拌得到改性二氧化硅溶胶。接着，将改性二氧化硅溶胶用溶剂稀释到SiO2固含量为30wt％备用。其中：硅源前驱体、溶剂、水和催化剂的体积比为1：(1-5)：(0.1-0.5)：(0.01-0.1)，每100份二氧化硅溶胶中加入5～10份的表面改性剂。
步骤二，将低密度聚乙烯粉或者聚丙烯粉与步骤一得到的改性二氧化硅溶胶按照一定比例进行混合，加入硅烷偶联剂作为分散剂和表面改性剂，过氧化二异丙苯作为引发剂、聚乙烯蜡作为有机助剂，通过混炼、造粒和烘干得到聚乙烯/气凝胶复合母粒。其中，低密度聚乙烯粉或聚丙烯粉、硅溶胶、硅烷偶联剂、过氧化二异丙苯、聚乙烯蜡的质量份数比为：100：(3-35)：(0.05-0.15)：2.4：(0.5-2)。
优选地，步骤一中所述硅源前驱体可以是正硅酸四乙酯、正硅酸四甲酯、工业水玻璃、硅溶胶或多聚硅其中的一种，优选正硅酸四乙酯和硅溶胶，因为正硅酸四乙酯和硅溶胶为源制备二氧化硅气凝胶的工艺更加成熟，成本更低。
优选地，步骤一中所述的溶剂可以是乙醇、甲醇、丙酮、异丙醇、水其中的一种，优选乙醇和水。
优选地，步骤一中所述催化剂，可以是酸性或碱性催化剂，酸性催化剂可以是盐酸、硝酸、醋酸和草酸中一种，碱性催化剂可以是氨水、氢氧化钠中的一种，优选0.01mol/L盐酸溶液、0.01mol/L冰醋酸溶液和10mol/L氨水。
优选地，步骤一中所述硅源前驱体、溶剂、水和催化剂的体积比为1：(1-5)：(0.1-0.5)：(0.01-0.1)。
优选地，步骤一中所述制备条件为：室温下混合搅拌，搅拌转速为300-500转/分钟，搅拌时间为30-60分钟。
优选地，步骤一中所述表面改性剂，可以是六甲基二硅氧烷、六甲基二硅氨烷和三甲基氯硅烷其中的一种。
优选地，步骤一中所述表面改性剂的添加量为：每100份溶胶中加入5～10份表面改性剂。
优选地，步骤二中所述的硅烷偶联剂可以是乙烯基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷或巯丙基三甲氧基硅烷中任一种，所述硅烷偶联剂可使硅气凝胶纳米颗粒与聚乙烯链接枝，起到二氧化硅溶胶纳米颗粒表面改性和分散的作用。
优选地，步骤二中所述硅烷偶联剂和低密度聚乙烯粉的质量份数为(0.05-0.15)：100。
优选地，步骤二中低密度聚乙烯粉和改性硅溶胶的质量分数为100：(3-35)，改性硅溶胶中SiO2固体含量与聚乙烯的质量比为0.9-10.5％。
优选地，步骤二中所述引发剂为过氧化二异丙苯，引发反应温度为120-150℃。
优选地，步骤二中所述引发剂的比例为：每100份的聚乙烯粉中加入2.4份的过氧化二异丙苯引发剂。
优选地，步骤二中所述有机助剂为聚乙烯蜡，分子量范围为1000～4000，加入聚乙烯中起到润滑和分散作用。
优选地，步骤二中所述有机助剂添加量为：每100份的聚乙烯粉中加入0.5～2份的聚乙烯蜡。
优选地，步骤二中所述混炼和造粒的条件为：将反应物均匀投入混炼机中，在120℃-150℃下混炼30-50分钟，然后投入双螺杆造粒机中造粒。
优选地，步骤二(2)中所述烘干的条件为：45-60℃下烘干，烘干时间为2～4小时。
优选地，步骤二(2)中得到的聚乙烯/气凝胶复合母粒为尺寸均匀的塑料颗粒，直径约为3-5mm。
将步骤二所制得颗粒加入或者不加入聚乙烯粉或者聚丙烯粉或者聚乙烯颗粒或者聚丙烯颗粒，进行流延拉膜制成隔热聚乙烯膜或者聚丙烯膜的气溶胶复合材料。
将步骤二中造粒得到的聚乙烯或者聚丙烯/气凝胶母粒与抗静电剂、发泡剂、滑石粉共同加入高压反应釜中，经过发泡、挤出成型、冷却、再延展、最后收卷，得到珍珠棉/气凝胶复合型保温材料。其中，聚乙烯或者聚丙烯/气凝胶母粒、抗静电剂、发泡剂、滑石粉的质量分数比为：100：(1-5)：(5-10)：(0.1-5)。
优选地，所述的抗静电剂为环氧乙烷和聚氧化乙烯，每100份聚乙烯或者聚丙烯/气凝胶母粒中加入0.3-2质量份的抗静电剂。
优选地，所述的滑石粉的加入量为：每100份聚乙烯或者聚丙烯/气凝胶母粒中加入0.2-1质量份的滑石粉。
优选地，所述的发泡剂为丁烷、二氧化碳、超临界氮气和超临界二氧化碳中的一种，优选丁烷，每100份聚乙烯或者聚丙烯/气凝胶母粒中加入5-10质量份的丁烷发泡剂。
优选地，发泡条件为：温度100-140℃，压力10-12MPa。
实施例二
一种循环使用功能性保温箱，包括箱体1和箱盖2，所述箱体1和/或所述箱2盖由保温板材拼接而成或者一体成型，所述保温板材包括：
内层：PP防水材料层；
中间层：实施例一的纳米气凝胶合成材料保温层；
外层：PP防水材料层。
所述保温箱的箱盖2为两片式，即包括两片箱盖2，且两片箱盖2铰接于箱体侧壁上，所述两片箱盖2的面积之和大于或者等于箱体上开口的面积，所述两片箱盖2盖合时覆盖箱体上开口。
如图1-2所示，箱盖2与箱体1通过铰接连接部4连接，所述两片箱盖分别铰接于箱体的不相连接的两个侧壁上。
所述两片箱盖可沿铰接的侧壁转动，转动的自由度为小于或等于从箱盖贴合侧壁转动到箱盖盖合箱体上开口。
所述箱体为上开口的面积大于底壁的面积。即使得相同规格的保温箱也能够摞起来，如图2-4所示。所述保温箱的侧壁上有用于加固箱盖盖紧的卡扣3。
实施例三
如图5所示，一种循环使用功能性保温箱，包括箱体1和箱盖2，所述箱体1和/或所述箱2盖由保温板材拼接而成或者一体成型，所述保温板材包括：
内层：PP防水材料层；
中间层：实施例一的纳米气凝胶合成材料保温层；
外层：中孔板外层。
所述保温箱的箱盖为一片盖板，所述盖板或者所述箱体的侧壁上有用于加固箱盖盖紧的卡扣。所述箱体上有用于搬动箱体的手扣凹槽(图中未展出)。
实施例四
一种循环使用功能性保温箱，包括箱体和箱盖，所述箱体由保温板材拼接而成或者一体成型，所述保温板材包括：
内层：PP+PE复合材料层；
中间层：实施例一的纳米气凝胶合成材料保温层；
外层：PP+PE复合材料层。
所述保温箱底部有可拆卸滑轮。方便搬运。
所述保温箱内部有可拆卸温区分隔板，所述保温箱侧壁上有温区分隔板插槽。在同一个保温箱里，不同冷藏温度的货物可以分开储存，保温箱内部可以放置多个温区分隔板，保温箱侧壁上有多个温区分隔板插槽。
所述箱体或者箱盖上有纳米材料通气孔。可以用于果蔬、鲜花的运输。
所述箱体或者箱盖上有氧气泵。可以用于鲜活水产品的运输。
所述箱盖上有堆叠卡口，所述箱体底部有相对应的堆叠卡块或者相对应的可拆卸滑轮。增加堆叠牢固度。
所述保温箱的箱盖由保温板材组成为两片式，即包括两片箱盖，且两片箱盖铰接于箱体侧壁上，所述两片箱盖的面积之和大于或者等于箱体上开口的面积，所述两片箱盖盖合时覆盖箱体上开口。
所述两片箱盖分别铰接于箱体的不相连接的两个侧壁上。
所述两片箱盖可沿铰接的侧壁转动，转动的自由度为小于或等于从箱盖贴合侧壁转动到箱盖盖合箱体上开口。
所述保温箱的侧壁上有用于加固箱盖盖紧的卡扣。
所述保温箱的箱盖为一片盖板，所述盖板或者所述箱体的侧壁上有用于加固箱盖盖紧的卡扣。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (14)

1.一种纳米合成材料保温层，其特征在于，包括聚乙烯膜或者聚丙烯膜，和聚乙烯发泡棉或者聚丙烯发泡棉，所述聚乙烯膜或者聚丙烯膜和所述聚乙烯发泡棉或者聚丙烯发泡棉有多层且间隔设置；
所述聚乙烯膜或者聚丙烯膜是包括气凝胶的合成材料；
和/或者所述聚乙烯发泡棉或者聚丙烯发泡棉是包括气凝胶的合成材料。
2.一种循环使用功能性保温箱，包括箱体和箱盖，其特征在于，所述箱体由保温板材拼接而成或者一体成型，所述保温板材包括：
内层：PP层或者PE层或者PP+PE复合材料层；
中间层：权利要求1所述的纳米合成材料保温层；
外层：PP层或者PE层或者PP+PE复合材料层或者中空板。
3.根据权利要求2所述的一种循环使用功能性保温箱，其特征在于，所述箱体上开口的面积大于箱底的面积，配置为使相同规格的保温箱能堆叠。
4.根据权利要求2所述的一种循环使用功能性保温箱，其特征在于，所述保温箱底部有可拆卸滑轮。
5.根据权利要求2所述的一种循环使用功能性保温箱，其特征在于，所述保温箱内部有可拆卸温区分隔板，所述保温箱侧壁上有温区分隔板插槽。
6.根据权利要求2所述的一种循环使用功能性保温箱，其特征在于，所述箱体或者箱盖上有通气孔、通气阀或者通气膜。
7.根据权利要求2所述的一种循环使用功能性保温箱，其特征在于，所述箱体或者箱盖上有氧气泵。
8.根据权利要求2所述的一种循环使用功能性保温箱，其特征在于，所述箱盖上有堆叠卡口，所述箱体底部有相对应的堆叠卡块或者相对应的可拆卸滑轮。
9.根据权利要求2所述的一种循环使用功能性保温箱，其特征在于，所述保温箱的箱盖由保温板材组成为两片式，即包括两片箱盖，且两片箱盖铰接于箱体侧壁上，所述两片箱盖的面积之和大于或者等于箱体上开口的面积，所述两片箱盖盖合时覆盖箱体上开口。
10.根据权利要求9所述的一种循环使用功能性保温箱，其特征在于，所述两片箱盖分别铰接于箱体的不相连接的两个侧壁上。
11.根据权利要求10所述的一种循环使用功能性保温箱，其特征在于，所述两片箱盖可沿铰接的侧壁转动，转动的自由度为小于或等于从箱盖贴合侧壁转动到箱盖盖合箱体上开口。
12.根据权利要求2所述的一种循环使用功能性保温箱，其特征在于，所述保温箱的侧壁上有用于加固箱盖盖紧的卡扣。
13.根据权利要求2所述的一种循环使用功能性保温箱，其特征在于，所述保温箱的箱盖为一片盖板，所述盖板或者所述箱体的侧壁上有用于加固箱盖盖紧的卡扣。
14.根据权利要求2-13任一所述的一种循环使用功能性保温箱，其特征在于，所述箱体上有用于锁住箱盖和搬动箱体的手扣凹槽。
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