CN112938081B - 一种抗压缩包装箱体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种抗压缩包装箱体，包括箱体和箱盖，箱体和箱盖都是由特定的发泡聚丙烯EPP材料制成。通过将特定组分的聚丙烯颗粒和发泡剂送至压力含浸槽中，采用加压、增压、泄压和保压四个阶段的特定压料工艺，使发泡剂与聚丙烯得到充分混合，再经过上下蒸汽冲刷，横向蒸汽穿透，对原料均匀加热膨胀，熔体强度高，形成的泡孔网络连续，由于采用这种材料制得的包装箱体，提高了箱体的抗压缩抗摔的性能，机械强度高，延长了箱体的使用寿命，且成本低，易加工。

Description

一种抗压缩包装箱体
技术领域
本发明涉及物流运输包装设备的技术领域，具体来说涉及一种抗压缩包装箱体。
背景技术
现有的产品在加工、生产完成后，通常采用泡塑制品进行防护、包装。对于高科技电子产品需要采用防静电的泡塑制品进行包装，同时也对泡塑制品的硬度也有所要求，以防止静电对高科技电子产品的性能的影响，同时能够避免外界冲击力对高科技电子产品的破坏。目前在包装领域，主要由发泡聚苯乙烯、发泡聚氨酯、发泡聚乙烯等泡塑材料，但发泡聚苯乙烯、发泡聚氨酯在使用过程中会对环境产生严重的污染，发泡聚氨酯在发泡过程中存在对人体有害的异氰酸酯残留物，不能被反复回收利用，发泡聚苯乙烯在发泡过程中通常会使用到氟氯烃化合物或丁烷，降解困难，容易造成白色污染。发泡聚乙烯塑料硬度较低，最高使用温度为80℃。而发泡聚丙烯EPP是一种环保材料，在制作过程中无毒无害，可回收再利用，且使用温度高，为性能卓越的高结晶型聚合物/气体复合材料，成为目前增长最快的环保新型抗压缓冲隔热材料。但现有的发泡聚丙烯EPP材料压缩强度低，硬度低，易变形，需要改善发泡聚丙烯EPP材料在成型中熔接不良、性能不稳、易变形等缺陷，提高发泡聚丙烯EPP箱体产品的熔接率和密度稳定性。
发明内容
本发明的目的提供一种抗压缩包装箱体，由发泡聚丙烯EPP材料制成，采用特定组成和特定的生产工艺，用于解决现有技术中包装箱体抗静电性一般，抗压缩强度不够，性能不稳定，易变形等问题，本发明获得的抗压缩包装箱体，具有表面外观优异，刚性大，压缩强度高、良好的抗静电效果等特点，延长了箱体的使用寿命，且成本低，易加工。
为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种抗压缩包装箱体，包括箱体和箱盖，其特征在于，所述箱体具有容置腔，所述箱盖盖合于所述箱体上，所述箱体和所述箱盖都是由发泡聚丙烯EPP材料制成，所述发泡聚丙烯EPP材料的生产工艺包括如下步骤：
(1)经上料系统将原料聚丙烯颗粒和发泡剂送至压力含浸槽中，经过特定的压料工艺参数处理，该特定的压料工艺为：
第一阶段：对含浸槽中的原料施加压力0.05MPa～0.1MPa，压制时间为35-45分钟；
第二阶段：待第一次压料结束后将压力增加到0.3-0.4MPa，压制180-200分钟；
第三阶段：待第二次压料后结束后将压力减少到0.2-0.25MPa，压制100-120分钟；
第四阶段：待第三次压料结束后将压力减少到0.1-0.15MPa，压制60-70分钟；
(2)原料压料工艺完成后，经料管输送系统输送至成型机料缸中，此过程有传感器实时监测料缸中原料含量，原料低于设定量后阀门自动开启，原料进入料缸；
(3)原料由料缸经料枪精确进入成型模腔内，由蒸汽高温加热后热塑成型；
(4)产品由模具上掉落后，置于专用烘干车中，经烘干处理后打包发货。
其中，所述聚丙烯颗粒的配方按重量份计由以下组分构成：丙烯与乙烯、1-戊烯的三元共聚物80-95份，聚乙烯辛烯弹性体5-10份，甲基丙烯酸缩水甘油醚接枝聚丙烯5-10份，二氧化硅2-5份，硅烷偶联剂0.1-0.3份，芳香酰胺类成核剂0.5-2份，抗静电剂1-2份。
所述芳香酰胺类成核剂为N,N二环己基对苯二甲酰胺、N,N-二环己基邻苯二甲酰胺、N,N-二苯胺基己二酰胺等，所述硅烷偶联剂为KH550、KH560或KH602，所述抗静电剂为N,N-二羟乙基十八胺。
所述丙烯与乙烯、1-戊烯的三元共聚物的熔点低于140℃，分子量分布Mw/Mn＝5-25，熔融指数为5-10g/10min。聚乙烯辛烯弹性体在丙烯共聚物中分散，能够提高其韧性，保证产品较好的抗冲击性能。二氧化硅不但能够增加熔体强度，提高刚性，其导热系数高，还能快速传递热量，节省蒸汽用量。甲基丙烯酸缩水甘油醚接枝聚丙烯为相容剂，调节组分间的相容性，硅烷偶联剂提高分散性，良好的相容性能够保证泡孔的生长密度和完整性。发泡聚丙烯的发泡倍率在15-50倍，密度为0.03-0.07g/cm3。所述发泡剂为超临界氮气流体，
其中，所述步骤(3)中包括如下步骤：a、蒸汽冲刷：打开蒸汽室上方的蒸汽进汽阀和下方的冷凝水排放阀蒸汽，使蒸汽从上至下冲刷，以将空气排出蒸汽室，冷凝水流出；
b、横向蒸汽：使蒸汽从蒸汽室的一边横扫向原料，穿透原料后到达另一边并喷出；
c、压力保持：横向通蒸汽后，模具内部的温度一般能达到140℃以上，打开上方蒸汽进汽阀，关闭下方冷凝水排放阀，使压力逐渐达到峰值0.9-1.5MPa，然后保持20-50s；
d、冷却稳定：采用冷却水喷淋的方式和真空负压吸收余热的方式，使模温下降至50-70℃左右，确保产品的顺利脱模；
e、脱模。
本发明的有益效果如下：本发明的包装箱体用发泡聚丙烯EPP材料制成，采用特定组成含量的配方，熔体强度高，相容性好，分散均匀，且导热良好，保证发泡泡孔的生长密度和完整性，箱体具有良好的防静电效果，在生产过程中无有毒物质参与，环保。并通过特定压料工艺，即加压、增压、泄压和保压四个阶段的特定压料工艺，可使发泡剂充分浸润聚丙烯中，有利于均匀发泡，使得材料密度均匀，整体材料性能稳定。再经过上下蒸汽冲刷，横向蒸汽穿透，使热量快速传递，聚丙烯均匀熔融膨胀粘合，最终获得的产品泡孔均匀完整，发泡倍率高，不易变形。通过泡孔中滞留的气体吸收能量，提供优异的抗压缓冲效果，均匀膨胀时填料很好的固定在发泡成型体中，形成连续网络，提供优异的表面外观和刚性，满足包装箱体的使用要求。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例只是本发明中的一部分实施例，而不是全部实施例。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其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种抗压缩包装箱体，包括箱体和箱盖，其特征在于，所述箱体具有容置腔，所述箱盖盖合于所述箱体上，所述箱体和所述箱盖都是由发泡聚丙烯EPP材料制成，所述发泡聚丙烯EPP材料的生产工艺包括如下步骤：
(1)经上料系统将原料聚丙烯颗粒和发泡剂送至压力含浸槽中，经过特定的压料工艺参数处理，该特定的压料工艺为：
第一阶段：对含浸槽中的原料施加压力0.05MPa，压制时间为35分钟；
第二阶段：待第一次压料结束后将压力增加到0.3MPa，压制180分钟；
第三阶段：待第二次压料后结束后将压力减少到0.2MPa，压制100分钟；
第四阶段：待第三次压料结束后将压力减少到0.1MPa，压制60分钟；
(2)原料压料工艺完成后，经料管输送系统输送至成型机料缸中，此过程有传感器实时监测料缸中原料含量，原料低于设定量后阀门自动开启，原料进入料缸；
(3)原料由料缸经料枪精确进入成型模腔内，由蒸汽高温加热后热塑成型；
(4)产品由模具上掉落后，置于专用烘干车中，经烘干处理后打包发货。
所述发泡剂为超临界氮气流体，所述聚丙烯颗粒的配方按重量份计由以下组分构成：丙烯与乙烯、1-戊烯的三元共聚物80份，聚乙烯辛烯弹性体5份，甲基丙烯酸缩水甘油醚接枝聚丙烯5份，二氧化硅2份，硅烷偶联剂KH550 0.1份，N,N二环己基对苯二甲酰胺0.5份，N,N-二羟乙基十八胺1份。
所述步骤(3)中包括如下步骤：a、蒸汽冲刷：打开蒸汽室上方的蒸汽进汽阀和下方的冷凝水排放阀蒸汽，使蒸汽从上至下冲刷，以将空气排出蒸汽室，冷凝水流出；
b、横向蒸汽：使蒸汽从蒸汽室的一边横扫向原料，穿透原料后到达另一边并喷出；
c、压力保持：横向通蒸汽后，打开上方蒸汽进汽阀，关闭下方冷凝水排放阀，使压力逐渐达到峰值0.9MPa，然后保持20s；
d、冷却稳定：采用冷却水喷淋的方式和真空负压吸收余热的方式，使模温下降至50左右，确保产品的顺利脱模；
e、脱模。
上述方法制备得到的发泡聚丙烯材料的发泡倍率为17.2倍，密度为0.067g/cm3，泡孔均匀，外观良好，ISO844测试方法测得的压缩强度MPa(25％变形)为1.2，ISO1798测试方法测得的拉伸强度为7.8MPa。
实施例2
一种抗压缩包装箱体，包括箱体和箱盖，其特征在于，所述箱体具有容置腔，所述箱盖盖合于所述箱体上，所述箱体和所述箱盖都是由发泡聚丙烯EPP材料制成，所述发泡聚丙烯EPP材料的生产工艺包括如下步骤：
(1)经上料系统将原料聚丙烯颗粒和发泡剂送至压力含浸槽中，经过特定的压料工艺参数处理，该特定的压料工艺为：
第一阶段：对含浸槽中的原料施加压力0.1MPa，压制时间为45分钟；
第二阶段：待第一次压料结束后将压力增加到0.4MPa，压制200分钟；
第三阶段：待第二次压料后结束后将压力减少到0.25MPa，压制120分钟；
第四阶段：待第三次压料结束后将压力减少到0.15MPa，压制70分钟；
(2)原料压料工艺完成后，经料管输送系统输送至成型机料缸中，此过程有传感器实时监测料缸中原料含量，原料低于设定量后阀门自动开启，原料进入料缸；
(3)原料由料缸经料枪精确进入成型模腔内，由蒸汽高温加热后热塑成型；
(4)产品由模具上掉落后，置于专用烘干车中，经烘干处理后打包发货。
所述发泡剂为超临界氮气流体，所述聚丙烯颗粒的配方按重量份计由以下组分构成：丙烯与乙烯、1-戊烯的三元共聚物95份，聚乙烯辛烯弹性体10份，甲基丙烯酸缩水甘油醚接枝聚丙烯10份，二氧化硅5份，硅烷偶联剂KH550 0.3份，N,N二环己基对苯二甲酰胺2份，N,N-二羟乙基十八胺2份。
所述步骤(3)中包括如下步骤：a、蒸汽冲刷：打开蒸汽室上方的蒸汽进汽阀和下方的冷凝水排放阀蒸汽，使蒸汽从上至下冲刷，以将空气排出蒸汽室，冷凝水流出；
b、横向蒸汽：使蒸汽从蒸汽室的一边横扫向原料，穿透原料后到达另一边并喷出；
c、压力保持：横向通蒸汽后，打开上方蒸汽进汽阀，关闭下方冷凝水排放阀，使压力逐渐达到峰值1.5Mpa，然后保持50s；
d、冷却稳定：采用冷却水喷淋的方式和真空负压吸收余热的方式，使模温下降至70℃左右，确保产品的顺利脱模；
e、脱模。
上述方法制备得到的发泡聚丙烯材料的发泡倍率为45倍，密度为0.034g/cm3，泡孔均匀，外观良好，ISO844测试方法测得的压缩强度MPa(25％变形)为0.4，ISO1798测试方法测得的拉伸强度为4.7MPa。
比较例1
与实施例1相比，步骤(1)为经上料系统将原料聚丙烯颗粒和发泡剂送至压力含浸槽中，对含浸槽中的原料直接施加压力至0.3MPa，压制375分钟。其余与实施例1相同。
制备得到的发泡聚丙烯材料的发泡倍率为14.2倍，密度为0.087g/cm3，泡孔不均匀，外观不好，ISO844测试方法测得的压缩强度MPa(25％变形)为0.7，ISO1798测试方法测得的拉伸强度为5.4MPa。
比较例2
与实施例1相比，步骤(1)为经上料系统将原料聚丙烯颗粒和发泡剂送至压力含浸槽中，对含浸槽中的原料施加压力0.1MPa，压制时间为75分钟，然后将压力增加到0.3MPa，压制300分钟。其余与实施例1相同。
制备得到的发泡聚丙烯发泡倍率为14.9倍，密度为0.074g/cm3，泡孔不均匀，外观不好，ISO844测试方法测得的压缩强度MPa(25％变形)为0.9，ISO1798测试方法测得的拉伸强度为5.9MPa。
比较例3
与实施例1相比，步骤(3)中没有进行蒸汽冲刷和横向蒸汽穿透步骤，直接打开上方蒸汽进汽阀，关闭下方冷凝水排放阀，使压力逐渐达到峰值0.9Mpa，然后保持20s。其余与实施例1相同。
制备得到的发泡聚丙烯材料的发泡倍率为14.5倍，密度为0.076g/cm3，泡孔不均匀，外观不好，ISO844测试方法测得的压缩强度MPa(25％变形)为0.8，ISO1798测试方法测得的拉伸强度为5.7MPa。
比较例4
与实施例1相比，所述聚丙烯颗粒的配方按重量份计由以下组分构成：丙烯与乙烯、1-戊烯的三元共聚物80份，聚乙烯辛烯弹性体5份，二氧化硅2份，N,N-二羟乙基十八胺1份。其余与实施例1相同。
制备得到的发泡聚丙烯材料的发泡倍率为17.6倍，密度为0.063g/cm3，但泡孔不够完整，形成的网络连续性不好，ISO844测试方法测得的压缩强度MPa(25％变形)为0.7，ISO1798测试方法测得的拉伸强度为4.5MPa。
以上仅为本发明的示例性实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种抗压缩包装箱体，包括箱体和箱盖，其特征在于，所述箱体具有容置腔，所述箱盖盖合于所述箱体上，所述箱体和所述箱盖都是由发泡聚丙烯EPP材料制成，所述发泡聚丙烯EPP材料的生产工艺包括如下步骤：
(1)经上料系统将原料聚丙烯颗粒和发泡剂送至压力含浸槽中，经过特定的压料工艺参数处理，该特定的压料工艺为：
第一阶段：对含浸槽中的原料施加压力0.05MPa～0.1MPa，压制时间为35-45分钟；
第二阶段：待第一次压料结束后将压力增加到0.3-0.4MPa，压制180-200分钟；
第三阶段：待第二次压料后结束后将压力减少到0.2-0.25MPa，压制100-120分钟；
第四阶段：待第三次压料结束后将压力减少到0.1-0.15MPa，压制60-70分钟；
(2)原料压料工艺完成后，经料管输送系统输送至成型机料缸中，此过程有传感器实时监测料缸中原料含量，原料低于设定量后阀门自动开启，原料进入料缸；
(3)原料由料缸经料枪精确进入成型模腔内，由蒸汽高温加热后热塑成型；
(4)产品由模具上掉落后，置于专用烘干车中，经烘干处理后打包发货；
其中，所述聚丙烯颗粒的配方按重量份计由以下组分构成：丙烯与乙烯、1-戊烯的三元共聚物80-95份，聚乙烯辛烯弹性体5-10份，甲基丙烯酸缩水甘油醚接枝聚丙烯5-10份，二氧化硅2-5份，硅烷偶联剂0.1-0.3份，芳香酰胺类成核剂0.5-2份，抗静电剂1-2份，所述发泡剂为超临界氮气流体；
所述步骤(3)中包括如下步骤：a、蒸汽冲刷：打开蒸汽室上方的蒸汽进汽阀和下方的冷凝水排放阀蒸汽，使蒸汽从上至下冲刷，以将空气排出蒸汽室，冷凝水流出；
b、横向蒸汽：使蒸汽从蒸汽室的一边横扫向原料，穿透原料后到达另一边并喷出；
c、压力保持：横向通蒸汽后，打开上方蒸汽进汽阀，关闭下方冷凝水排放阀，使压力逐渐达到峰值0.9-1.5MPa，然后保持20-50s；
d、冷却稳定：采用冷却水喷淋的方式和真空负压吸收余热的方式，使模温下降至50-70℃，确保产品的顺利脱模；
e、脱模。
2.根据权利要求1所述的抗压缩包装箱体，其特征在于，所述芳香酰胺类成核剂为N,N二环己基对苯二甲酰胺、N,N-二环己基邻苯二甲酰胺或N,N-二苯胺基己二酰胺。
3.根据权利要求1所述的抗压缩包装箱体，其特征在于，通入蒸汽后，模具内部的温度达到140℃以上。
4.根据权利要求1所述的抗压缩包装箱体，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH550、KH560或KH602。
5.根据权利要求1所述的抗压缩包装箱体，其特征在于，所述抗静电剂为N,N-二羟乙基十八胺。
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