專利名稱：一種高強度超輕型托盤及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑料托盤，尤其是涉及一種高強度超輕型托盤及其制備方法。
背景技術(shù)：
托盤主要用于物流周轉(zhuǎn)，生產(chǎn)運輸、物料存儲等領(lǐng)域，在現(xiàn)代工業(yè)和倉儲物流行業(yè)具有十分重要的作用。傳統(tǒng)的托盤為木質(zhì)托盤，部分領(lǐng)域用到金屬制托盤，但木托盤外觀整潔度有待提高，邊角易出現(xiàn)毛刺；對于我們這個人口森林占有率如此低的國家來說，木托盤也不利于長期發(fā)展。隨著石油工業(yè)的發(fā)展，各種塑料注塑托盤、塑料吸塑托盤、塑料吹塑托盤、芯層發(fā)泡復(fù)合托盤、木塑復(fù)合托盤等新型托盤也得到了越來也多的應(yīng)用。中國專利CN101678919A公開了 一種吹塑成型的中控雙壁結(jié)構(gòu)的托盤；中國專利CN1608822A公開了一種模壓復(fù)合材料托盤的制造方法，將塑料、木屑、玻璃纖維、高分子添加劑擠出共混、再經(jīng)計量、模具鋪層，經(jīng)過壓機熱壓成型制得成品；普通的塑料托盤雖然具有質(zhì)量輕、防水、防蟲、防蛀等優(yōu)點，但是一般成本較高、自身重量較重、成型時間較長、生產(chǎn)效率較低、承載的重量和力學(xué)強度方面還需要進(jìn)一步提高。中國專利CN101765546A公開了一種托盤，該托盤包括板面、位于板面下方而隔開的相框和在板面與相框之間延伸的相互連接的塊狀體，利用纖維對制備托盤的熱塑性材料進(jìn)行增強，采用為整體成型且通過在單一步驟中的注射成型而制成。但此托盤結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，由于四周上下面全部平面連接，托盤內(nèi)部筋位之間間距較小，造成注膠周期較長，生產(chǎn)效率較低，而且由于此產(chǎn)品受結(jié)構(gòu)影響，產(chǎn)品重量較重，相對產(chǎn)品價格較昂貴，不利于空運，目前市場使用較少。中國專利CN1931564A公開了一種超強型玻璃纖維塑料托盤的生產(chǎn)工藝，超強型GFR-PP托盤所采用的材料為超強型GFR-PP的棒材和超強型GFR-PP板材，其制作包括超強型GFR-PP板材熔接成型工藝；成型的過程中采用制板材時連續(xù)一次成型或局部加熱后采用模具成型或采用一般機械方式成型。熔接方法采用超聲波，或采用普通的加熱使其熔化后施壓融合。由于加工工藝比較繁瑣，前期投資成本比較高，此托盤在市場上很少出現(xiàn)，國內(nèi)90%的廠家也不具備加工此托盤的條件，前期模具投資費用也比較昂貴，大多數(shù)廠家不愿意冒此風(fēng)險開發(fā)此類托盤。市場使用率又不高，此產(chǎn)品基本上被淘汰。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種高強度超輕型托盤及其制備方法。相比現(xiàn)有技術(shù)本制備方法加工工藝較為簡單，注塑成型周期時間短，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低；制得的產(chǎn)品重量輕，承載大，使用壽命相對較長，在航空行業(yè)，此托盤體現(xiàn)優(yōu)勢較為明顯，它不僅可以減少物流成本，而且還可以大大減少整個空運貨物的重量，而且在物流周轉(zhuǎn)，生產(chǎn)運輸、物料存儲也較為便捷。由于此產(chǎn)品采用柵格結(jié)構(gòu)，重量相對普通塑料托盤的1/3，由于重量較輕，在成型方面縮短了成型時間，可做到0.3S以內(nèi)可成型一個產(chǎn)品。每天在可生產(chǎn)多達(dá)3000多個，可實現(xiàn)了大批量生產(chǎn)，滿足市場需要。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
高強度超輕型托盤，由熱塑性復(fù)合材料注塑成型，其中上表面為平的，成方格形狀，方格之間的距離為40-60mm，方格之間為鏤空，柵格筋高度根據(jù)成本要求可控制在20-40mm，整個托盤筋位寬度可控制在2_3mm之間，托盤的四個側(cè)面留有叉車位置，方便工人任意方向使用。此托盤較輕，單個托盤堆放移動也比較方便，此托盤中間加強筋之間筋與筋成十字形狀，并通過柵格筋位延伸到側(cè)面，靜載最大可承載2T，托盤上表面與側(cè)面連接成90度直角，交界處圓角過度。側(cè)面與側(cè)面連接成90度直角，交界處圓角過度。側(cè)面與底面連接成90度直角，交界處圓角過度。底面由九個腳組成，其中托盤正中心有一個腳，其余八個腳均勻分布在托盤的底面的四周，對稱排列，除正中心的腳外，周邊八個腳分別由連接筋連接。其中所述高強度超輕型托盤由聚烯烴增強材料注塑成型，優(yōu)選玻璃纖維增強聚丙烯材料或玻璃纖維增強聚乙烯材料，也可采用其他熱塑性復(fù)合材料。所述高強度超輕型托盤上表面為平的，成方格形狀，也可設(shè)計成菱形。所述柵格筋的厚度為2-3.5mm。所述中間筋的厚度為1.5-2.5mm。所述高強度超輕型托盤采用聚烯烴增強材料制備，優(yōu)選PP+20%玻纖。制作高強度超輕型托盤的方法，包括以下步驟:(I)制備聚烯烴增強材料:a、按照以下組分及重量份含量備料:聚烯烴65 95，填料0.01 10，玻璃纖維0.01 20，接枝物0.01 1.5，抗氧劑0.01 0.4，潤滑劑0.01 0.4，偶聯(lián)劑0.01 0.4，b、將除玻璃纖維原料由精密計量的喂料器送入雙螺桿擠出機中，玻璃纖維單獨從擠出機中部喂料孔加入，控制雙螺桿擠出機溫度為190-240 V，經(jīng)雙螺桿擠出機高速剪切、混煉，由機頭擠出、拉條、風(fēng)冷、切粒、干燥得到聚烯烴增強材料；(2)制作托盤:將步驟(I)中制備聚烯烴增強材料加入注塑機，注塑成型，得到高強度超輕型托盤。所述的聚烯烴選自聚丙烯或聚乙烯中的一種或兩種。所述的填料選自碳酸鈣、滑石粉、云母或硅灰石中的一種或幾種。所述的玻璃纖維為無堿玻纖、中堿玻璃纖維、短切纖維或連續(xù)纖維。所述的接枝物為馬來酸酐接枝的聚丙烯、馬來酸酐接枝的聚乙烯或雙馬來酰亞胺。所述的抗氧劑選自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯或硫代二丙酸雙十八醇酯中的一種或幾種。所述的潤滑劑選自硬脂酸鈣或N.N'-乙撐雙硬脂酰胺中的一種或兩種。所述的偶聯(lián)劑選自硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑或硼酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種的混合物。所述的硅烷偶聯(lián)劑選自Υ_(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或Y-縮水甘油醚氨丙基三甲氧基硅烷；所述的鈦酸酯偶聯(lián)劑為四異丙氧基鈦；所述的鋁酸酯偶聯(lián)劑為二硬脂酰氧異丙氧基鋁酸酯；所述的硼酸酯偶聯(lián)劑為二硬脂酰氧丙氧基硼酸酯。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:(I)本發(fā)明采用聚烯烴增強材料作為主要原料，提高了托盤的力學(xué)強度、承重能力，在保證托盤使用所需的力學(xué)強度的前提下，采用鏤空設(shè)計，大幅度降低了托盤的重量和生產(chǎn)成本；(2)由于此托盤較輕，單個托盤堆放移動也比較方便，此托盤中間加強筋之間筋與筋成十字形狀，并通過柵格筋位延伸到側(cè)面，并與側(cè)面成90度直角，整個托盤靠九腳支撐，由于此特殊設(shè)計，靜載最大可承載2T，動載最大可承載IT ；(3)本托盤堆放時間長，抗蠕變能力強，較為穩(wěn)定，不易變形，可以長期承載較重的靜態(tài)壓力而不發(fā)生形變，便于貨物的長期儲存；(4)本托盤結(jié)構(gòu)采用了逆向邏輯設(shè)計方案，外形美觀大方，抗沖擊較較好，承重大；(5)本托盤耐高低溫性能，耐摩擦性能也比較好,具有質(zhì)輕、平穩(wěn)、美觀、整體性好、無釘無刺、無味無毒、耐酸、耐堿、耐腐蝕、易沖洗消毒、不腐爛、不助燃、無靜電火花、可回收等優(yōu)點。


圖1為托盤的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為托盤的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為托盤的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為托盤的仰視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為托盤的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I為上表面，2為側(cè)面、21為開孔、3為底面、4為柵格筋、5為連接筋、6為底腳。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實施例1(I)稱取聚丙烯94.6份、滑石粉5份、馬來酸酐接枝的聚丙烯0.2份，抗氧劑1010
0.2份、潤滑劑EBS 0.1份和硅烷偶聯(lián)劑KH-550 ( Y -氨丙基三乙氧基硅烷)0.1份；(2)將上述原料由精密計量的喂料器送入雙螺桿擠出機中；(3)無堿玻璃纖維10份單獨從擠出機中部喂料孔加入，經(jīng)雙螺桿擠出機高速剪切、混煉，由機頭擠出、拉條、風(fēng)冷、切粒、干燥和包裝，得到聚烯烴增強材料；雙螺桿擠出機溫度為190-240°C ;該材料性能參數(shù)見表I所示；(4)將步驟制得的聚烯烴增強材料加入注塑機，注塑成型，得到高強度超輕型托盤。實施例2(I)稱取聚丙烯89.2份、滑石粉10份、馬來酸酐接枝的聚乙烯0.2份、抗氧劑1010 0.2份、潤滑劑EBS 0.2份和硅烷偶聯(lián)劑KH-570 (y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷)0.4份；(2)將上述混合物由精密計量的喂料器送入雙螺桿擠出機中；(3)中堿玻璃纖維5份單獨從擠出機中部喂料孔加入，經(jīng)雙螺桿擠出機高速剪切、混煉，由機頭擠出、拉條、風(fēng)冷、切粒、干燥和包裝，得到聚烯烴增強材料；雙螺桿擠出機溫度為190-240°C ;該材料性能參數(shù)見表I所示；(4)將步驟制得的聚烯烴增強材料加入注塑機，注塑成型，得到高強度超輕型托盤。實施例3(I)稱取聚乙烯85.8份、滑石粉3份、抗氧劑1010 0.2份、馬來酸酐接枝聚丙烯I份、潤滑劑N.N'-乙撐雙硬脂酰胺0.01份、偶聯(lián)劑Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷
0.01份和無堿短切玻璃纖維10份；(2)將上述混合物由精密計量的喂料器送入雙螺桿擠出機中，同時玻璃纖維由玻纖加入口加入；(3)經(jīng)雙螺桿擠出機高速剪切、混煉，由機頭擠出、拉條、風(fēng)冷、切粒、干燥和包裝，得到聚烯烴增強材料；雙螺桿擠出機溫度為190-240°C ;該材料性能參數(shù)見表I所示；(4)將步驟制得的聚烯烴增強材料加入注塑機，注塑成型，得到高強度超輕型托盤。實施例4(I)稱取聚乙烯78.7份、碳酸鈣5份、抗氧劑1010 0.1份、抗氧劑168 0.2份、馬
來酸酐接枝PP I份、潤滑劑N.N'-乙撐雙硬脂酰胺0.4份、偶聯(lián)劑Y-縮水甘油醚氨丙基三甲氧基硅烷0.4份和無堿連續(xù)玻璃纖維20份；各組分配比如下:(2)將上述混合物由精密計量的喂料器送入雙螺桿擠出機中，同時玻璃纖維由玻纖加入口加入；(3)經(jīng)雙螺桿擠出機高速剪切、混煉，由機頭擠出、拉條、風(fēng)冷、切粒、干燥和包裝，得到聚烯烴增強材料；雙螺桿擠出機溫度為190-240°C ;該材料性能參數(shù)見表I所示；(4)將步驟制得的聚烯烴增強材料加入注塑機，注塑成型，得到高強度超輕型托盤。實施例5(I)稱取聚丙烯68.3份、碳酸鈣10份、抗氧劑1010 0.2份、雙馬來酰亞胺1.5份、潤滑劑硬脂酸鈣0.2份、偶聯(lián)劑四異丙氧基鈦0.2份和連續(xù)玻璃纖維20份；(2)將上述混合物由精密計量的喂料器送入雙螺桿擠出機中，同時玻璃纖維由玻纖加入口加入；(3)經(jīng)雙螺桿擠出機高速剪切、混煉，由機頭擠出、拉條、風(fēng)冷、切粒、干燥和包裝，得到聚烯烴增強材料；雙螺桿擠出機溫度為190-240°C ;該材料性能參數(shù)見表I所示；(4)將步驟制得的聚烯烴增強材料加入注塑機，注塑成型，得到高強度超輕型托盤。實施例1-5中所述高強度超輕型托盤的結(jié)構(gòu)如圖1-5所示，上表面I為平的，成方格形狀，方格之間的距離為50mm，方格之間為鏤空，鏤空結(jié)構(gòu)的內(nèi)部設(shè)置呈十字形狀的柵格筋4，柵格筋4高度為40_，側(cè)面2留有方便叉車使用的開孔21，方面工人任意方向使用。由于此托盤較輕，單個托盤堆放移動也比較方便，此托盤由于結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，靜載最大可承載2T，上表面I與側(cè)面2連接成90度直角，交界處圓角過度。側(cè)面與側(cè)面連接成90度直角，交界處圓角過度。側(cè)面與底面連接成90度直角，交界處圓角過度。底面3由9個底腳6組成，其中一個底腳6設(shè)在中見位置，其余的8個底腳6均勻設(shè)置在周邊并且經(jīng)由連接筋5相連。柵格筋4厚度為2.5mm，連接筋5的厚度為2_。本發(fā)明已經(jīng)通過參考優(yōu)先的實拖類進(jìn)行了圖示和描述，但是本專業(yè)普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，可做形式和細(xì)節(jié)的各種各樣的變化。表I
權(quán)利要求
1.一種高強度超輕型托盤，其特征在于，該托盤由熱塑性復(fù)合材料注塑成型，由上表面、側(cè)面及底面構(gòu)成， 上表面:呈鏤空結(jié)構(gòu)的平面，鏤空結(jié)構(gòu)之間及上表面的外沿設(shè)置由中間筋構(gòu)成的鏤空條，鏤空結(jié)構(gòu)的內(nèi)部設(shè)置呈十字形狀的柵格筋； 側(cè)面:與上表面呈90°連接，連接處采用圓角過渡，側(cè)面上設(shè)有叉車用開孔，側(cè)面之間呈90°連接，連接處采用圓角過渡； 底面:設(shè)置有9個底腳，一個底腳設(shè)置在中心位置，另外8個底腳均勻分布在底面的四周并經(jīng)連接筋連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度超輕型托盤，其特征在于，所述的鏤空結(jié)構(gòu)為方格形狀或菱形形狀，鏤空結(jié)構(gòu)之間的距離為40-60mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度超輕型托盤，其特征在于，所述的柵格筋的高度為 20-40mm,厚度為 2-3.5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度超輕型托盤，其特征在于，所述的中間筋的厚度為 1.5-2.Smnin
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度超輕型托盤，其特征在于，所述的熱塑性復(fù)合材料為聚烯烴增強材料，優(yōu)選玻璃纖維增強聚丙烯材料或玻璃纖維增強聚乙烯材料。
6.一種制作權(quán)利要求1所述的高強度超輕型托盤的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)制備聚烯烴增強材料: a、按照以下組分及重量份含量備料: 聚烯烴65 95，填料0.01 10，玻璃纖維0.01 20，接枝物0.01 1.5，抗氧劑0.01 0.4，潤滑劑0.01 0.4，偶聯(lián)劑0.01 0.4， b、將除玻璃纖維原料由精密計量的喂料器送入雙螺桿擠出機中，玻璃纖維單獨從擠出機中部喂料孔加入，控制雙螺桿擠出機溫度為190-240°C，經(jīng)雙螺桿擠出機高速剪切、混煉，由機頭擠出、拉條、風(fēng)冷、切粒、干燥得到聚烯烴增強材料； (2)制作托盤: 將步驟(I)中制備聚烯烴增強材料加入注塑機，注塑成型，得到高強度超輕型托盤。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種制作高強度超輕型托盤的方法，其特征在于，所述的聚烯烴選自聚丙烯或聚乙烯中的一種或兩種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種制作高強度超輕型托盤的方法，其特征在于，所述的填料選自碳酸鈣、滑石粉、云母或硅灰石中的一種或幾種；所述的玻璃纖維為無堿玻纖、中堿玻璃纖維、短切纖維或連續(xù)纖維。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種制作高強度超輕型托盤的方法，其特征在于，所述的接枝物為馬來酸酐接枝的聚丙烯、馬來酸酐接枝的聚乙烯或雙馬來酰亞胺；所述的抗氧劑選自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯或硫代二丙酸雙十八醇酯中的一種或幾種；所述的潤滑劑選自硬脂酸鈣或N.N'-乙撐雙硬脂酰胺中的一種或兩種。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種制作高強度超輕型托盤的方法，其特征在于，所述的偶聯(lián)劑選自硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑或硼酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種的混合物；所述的硅烷偶聯(lián)劑選自Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或Y-縮水甘油醚氨丙基三甲氧基硅烷；所述的鈦酸酯偶聯(lián)劑為四異丙氧基鈦；所述的鋁酸酯偶聯(lián)劑為二硬脂酰氧異丙氧基鋁酸酯； 所述的硼酸酯偶聯(lián)劑為二硬脂酰氧丙氧基硼酸酯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高強度超輕型托盤及其制備方法，由熱塑性復(fù)合材料注塑成型，上表面呈鏤空結(jié)構(gòu)的平面，鏤空結(jié)構(gòu)的內(nèi)部設(shè)置呈十字形狀的柵格筋；側(cè)面與上表面呈90°連接，連接處采用圓角過渡，側(cè)面上設(shè)有叉車用開孔，側(cè)面之間呈90°連接，連接處采用圓角過渡；底面設(shè)置有9個底腳，一個底腳設(shè)置在中心位置，另外8個底腳均勻分布在底面的四周并經(jīng)連接筋連接，首先制備聚烯烴增強材料，然后經(jīng)注塑成型，得到高強度超輕型托盤。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明注塑成型周期時間短，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低；制得的產(chǎn)品重量輕，承載大，使用壽命相對較長。
文檔編號C08L23/06GK103183168SQ20111044514
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者王輝, 石允慧, 孫利明 申請人:合肥杰事杰新材料股份有限公司