CN115091675A - 一种竹塑托盘的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种竹塑托盘的制备方法，属于复合材料加工技术领域。本发明以挤出过程代替冷却和破碎工序，提高了制备效率，且挤出过程能量消耗低，相比冷却和破碎，能大幅度降低生产能耗；挤出后的热条形混合物不需要冷却直接用于模压成型，能够充分利用物料混炼的余热保持混合物料的流动性成型，可以进一步降低模压成型能耗。本发明将热条形混合料按照“回”字型放置于模压成型模具内，有助于提升混合物在模具整个幅面的模纹中流动效率，增加物料在模具中分布的均匀性，相比于颗粒状物料的模压成型，能够提高竹塑托盘的内结合强度、吸水厚度膨胀率，降低板面承载集中载荷。同时，本发明的制备原料中含有脱模剂，方便脱模，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料加工技术领域，特别涉及一种竹塑托盘的制备方法。
背景技术
竹塑托盘是以PP、PE、PVC等树脂或回收的废旧塑料与竹材纤维为主要原料，通过专用设备和一定的工艺制成型材。它综合了木托盘、塑料托盘及钢制托盘的优点，具有强度高、韧性好、不变形、不吸潮、不霉蛀、抗腐蚀、耐老化、易加工、低成本、可回收、无污染等优点，且价格更低，具有极大的市场推广价值。
普通竹塑托盘模压成型工艺包括加热混炼、冷却、破碎、加热模压、冷却定型等主要工序，成型过程经历热-冷-热-冷四个温度变化过程：首先将高分子材料与碎料纤维在混炼机里加热充分混合得到高分子材料与碎料纤维的混合物，再将混合物冷却后送入粉碎机粉碎成颗粒状物料，然后将颗粒状物料送入模压成型机加热模压处理，最后再通过模压成型机冷却系统冷却定型。此过程操作繁琐、能耗高、效率低。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种竹塑托盘的制备方法，本发明提供的方法能够降低竹塑托盘的生产能耗，提高生产效率，从而进一步降低竹塑托盘的成本。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种竹塑托盘的制备方法，包括以下步骤：
将聚合物树脂、竹纤维、改性剂和脱模剂依次进行热混炼和挤出，得到热条形混合料；
将所述热条形混合料按照“回”字型放置于模压成型模具内，进行模压成型，得到竹塑托盘。
优选的，所述热混炼的温度为120～250℃，时间为5～20min。
优选的，所述热条形混合料的长度为300～600mm。
优选的，所述模压成型的压力为0.5～1.5MPa，时间为25～45s。
优选的，所述模压成型的冷却方式为水冷；所述水冷后的温度为50～60℃。
优选的，所述竹塑托盘包括以下质量份的制备原料：
优选的，所述聚合物树脂为聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯中的一种或几种。
优选的，所述脱模剂为石蜡；
所述改性剂为EVA；所述EVA的数均分子量为342.43。
优选的，所述聚合物树脂的粒径为2～10目。
优选的，所述竹纤维的直径为20～60目。
本发明提供了一种竹塑托盘的制备方法，包括以下步骤：将聚合物树脂、竹纤维、改性剂和脱模剂依次进行热混炼和挤出，得到热条形混合料；将所述热条形混合料按照“回”字型放置于模压成型模具内，进行模压成型，得到竹塑托盘。本发明相比于现有竹塑托盘的制备方法，以挤出过程代替冷却和破碎工序，提高了制备效率，且挤出过程能量消耗低，相比冷却和破碎，能够大幅度降低生产能耗；本发明挤出后的热条形混合物不需要冷却直接用于模压成型，能够充分利用物料混炼的余热保持混合物料的流动性成型，可以进一步降低模压成型能耗。本发明将热条形混合料按照“回”字型放置于模压成型模具内，有助于提升混合物在模具整个幅面的模纹中流动效率，增加物料在模具中分布的均匀性，相比于颗粒状物料的模压成型，能够提高竹塑托盘的内结合强度、吸水厚度膨胀率，降低板面承载集中载荷。同时，本发明的制备原料中含有脱模剂，方便脱模，提高生产效率。实施结果表明，本发明提供的竹塑托盘的制备方法所得竹塑托盘能耗降低30％左右，成型效率提升40％左右，竹塑托盘的内结合强度、吸水厚度膨胀率明显提高，板面承载集中载荷显著降低。
具体实施方式
本发明提供了一种竹塑托盘的制备方法，包括以下步骤：
将聚合物树脂、竹纤维、改性剂和脱模剂依次进行热混炼和挤出，得到热条形混合料；
将所述热条形混合料按照“回”字型放置于模压成型模具内，进行模压成型，得到竹塑托盘。
本发明将聚合物树脂、竹纤维、改性剂和脱模剂依次进行热混炼和挤出，得到热条形混合料。
在本发明中，所述竹塑托盘包括以下质量份的制备原料：
以质量份数计，本发明提供的竹塑托盘优选包括30～65份的聚合物树脂，更优选为40～50份。在本发明中，所述聚合物树脂优选为聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯中的一种或几种。在本发明中，所述聚合物树脂的粒径优选为2～10目，更优选为3～5目。
以所述聚合物树脂的质量份数为基准，本发明提供的竹塑托盘优选包括22～64份的竹纤维，更优选为30～50份。在本发明中，所述竹纤维的直径优选为20～60目，更优选为30～50目。在本发明中，所述竹纤维的长度优选为0.25～14mm，更优选为1～10mm。
以所述聚合物树脂的质量份数为基准，本发明提供的竹塑托盘优选包括5～10份的改性剂，优选为6～8份。在本发明中，所述改性剂优选为EVA，所述EVA的数均分子量优选为342.43。在本发明中，所述EVA的作用是增韧、耐老化。
以所述聚合物树脂的质量份数为基准，本发明提供的竹塑托盘优选包括1～3份的脱模剂，更优选为2份。在本发明中，所述脱模剂优选为石蜡。
本发明将聚合物树脂、竹纤维、改性剂和脱模剂依次进行热混炼和挤出，得到热条形混合料。在本发明中，所述热混炼优选在混炼机中进行。在本发明中，所述热混炼的温度优选为120～250℃，更优选为150～200℃；时间优选为5～20min，更优选为10～15min。在本发明中，所述热混炼的速率优选为60～120转/分钟，更优选为80～100转/分钟。
本发明对所述挤出的方式没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的挤出方式即可。在本发明中，所述热条形混合料的长度优选为300～600mm，更优选为400～500mm。在本发明中，所述热条形混合料的直径优选为40～80mm。在本发明中，所述热条形混合料的温度优选为120～250℃，更优选为150～200℃。
本发明将所述热条形混合料按照“回”字型放置于模压成型模具内，进行模压成型，得到竹塑托盘。在本发明中，所述“回”字型放置具体为：使用四根热条形混合料围成第一方框，再使用热条形混合料在所述第一方框外侧围成第二方框、第三方框……所述方框的个数根据单次模压成型量进行设计即可。
在本发明中，所述模压成型的压力优选为0.5～1.5MPa，更优选为0.8～1.2MPa；时间为25～45s，更优选为30～40s。在本发明中，所述模压成型优选在常温下进行，即不需要对模压装置进行额外的加热。
在本发明中，所述模压成型的冷却方式优选为水冷；所述水冷后竹塑托盘的温度优选为50～60℃，更优选为55℃。
下面结合实施例对本发明提供的竹塑托盘的制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
(1)将5目的聚丙烯、20目的竹纤维、EVA、石蜡按照45:47:6:2的质量比同时送入混炼机，在180℃的温度下混炼10min，混炼速度70转/分钟；
(2)将混炼均匀挤出的柱状混合物截成500mm的混合物段；
(3)将混合物段趁热立刻送入模压成型机的模具，按照“回”字形放置；
(4)启动模压成型机加压，压力1.3MPa，加压到位后，保压时间25后开启模压成型机水冷却系统，使托盘迅速冷却至55℃后定型，得到竹塑托盘。
实施例2
(1)将7目的聚丙烯、30目的竹纤维、EVA、石蜡按照50:44:5:1的质量比同时送入混炼机，在170℃的温度下混炼12min，混炼速度85转/分钟；
(2)将混炼均匀挤出的柱状混合物截成450mm的混合物段；
(3)将混合物段趁热立刻送入模压成型机的模具，按照“回”字形放置；
(4)启动模压成型机加压，压力1.0MPa，加压到位后，保压时间30后开启模压成型机水冷却系统，使托盘迅速冷却至60℃后定型，得到竹塑托盘。
实施例3
(1)将10目的聚丙烯、50目的竹纤维、EVA、石蜡按照55:38:4:3的质量比同时送入混炼机，在130℃的温度下混炼10min，混炼速度105转/分钟；
(2)将混炼均匀挤出的柱状混合物截成400mm的混合物段；
(3)将混合物段趁热立刻送入模压成型机的模具，按照“回”字形放置；
(4)启动模压成型机加压，压力0.5MPa，加压到位后，保压时间45后开启模压成型机水冷却系统，使托盘迅速冷却至50℃后定型，得到竹塑托盘。
对比例1
与实施例1使用的原料相同，区别在于，制备方法如下：
将原料送入混炼机，在180℃的温度下混炼10min，混炼速度70转/分钟，混炼后经冷却、破碎后得到2.5～16目的颗粒状混合料，再将颗粒状混合料平铺在模压机的模具上，启动模压成型机加压，压力1.3MPa，加压到位后，保压时间25后开启模压成型机水冷却系统，使托盘迅速冷却至55℃后定型，得到竹塑托盘。
对比例2
与实施例2使用的原料相同，区别在于，制备方法如下：
将原料送入混炼机，在170℃的温度下混炼12min，混炼速度85转/分钟，混炼后经冷却、破碎后得到2.5～16目的颗粒状混合料，再将颗粒状混合料平铺在模压机的模具上，启动模压成型机加压，压力1.0MPa，加压到位后，保压时间30后开启模压成型机水冷却系统，使托盘迅速冷却至60℃后定型，得到竹塑托盘。
对比例3
与实施例3使用的原料相同，区别在于，制备方法如下：
将原料送入混炼机，在130℃的温度下混炼10min，混炼速度105转/分钟，混炼后经冷却、破碎后得到2.5～16目的颗粒状混合料，再将颗粒状混合料平铺在模压机的模具上，启动模压成型机加压，压力0.5MPa，加压到位后，保压时间45后开启模压成型机水冷却系统，使托盘迅速冷却至50℃后定型，得到竹塑托盘。
性能测试
按照GB/T 41231-2021对实施例1～3、对比例1～3所得竹塑托盘的内结合强度、板面承载集中载荷进行测试，并计算竹塑托盘的吸水厚度膨胀率、单个成型能耗，所得结果见表1。
表1竹塑托盘的性能测试结果
由表1可以看出，本发明提供的方法能够降低竹塑托盘的生产能耗，并提高竹塑托盘的品质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种竹塑托盘的制备方法，包括以下步骤：
将聚合物树脂、竹纤维、改性剂和脱模剂依次进行热混炼和挤出，得到热条形混合料；
将所述热条形混合料按照“回”字型放置于模压成型模具内，进行模压成型，得到竹塑托盘。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热混炼的温度为120～250℃，时间为5～20min。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热条形混合料的长度为300～600mm。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述模压成型的压力为0.5～1.5MPa，时间为25～45s。
5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述模压成型的冷却方式为水冷；所述水冷后的温度为50～60℃。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述竹塑托盘包括以下质量份的制备原料：
7.根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物树脂为聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯中的一种或几种。
8.根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，所述脱模剂为石蜡；
所述改性剂为EVA；所述EVA的数均分子量为342.43。
9.根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物树脂的粒径为2～10目。
10.根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，所述竹纤维的直径为20～60目。
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