一种小麦秸秆模压托盘的制备方法与流程

本发明涉及一种物流用具，具体的模压托盘的制备方法。

背景技术：

随着经济贸易的加快加深，物流行业得到了极大的发展，而托盘是现代物流集装两大构成单元之一，是现代化物流货物装卸、运输的重要载具，较之传统货物载具，有高效率、低成本、安全便捷的优势，故物流行业中的托盘的需求量和保有量每年均以较高速度增长。

现在物流托盘中，实木托盘的保有量始终占据托盘总量的85％以上，但木托盘在制造及使用中存在严重的不可持续发展问题：消耗了巨量的优质木材，一棵成材树木只能做6个托盘，按每年全国生产5000万只托盘的86％计算，每年新消耗优质成材树木达700多万棵；木托盘的力学性能不强，使用过程易损坏，每年修复需要消耗巨大数量的木材，不适应现代物流快速发展的需要；木托盘遇潮湿易变形和霉变，强度降低，导致货物被污染；木材中携带的森林病虫害会破坏进口国的生态环境，增加熏蒸、防疫等成本。

针对物流托盘所遇到的问题，发展新型生物质刨花模压托盘的进程逐步加快。我国小麦秸秆年产量约为1.1亿吨，资源储备十分丰富，且纤维结构良好；如何将小麦秸秆资源转化为托盘制品，是亟待结局的课题。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种小麦秸秆模压托盘的制备方法，该制备方法应能以质量稳定且资源丰富的小麦秸秆为原材料，加工出良好性能、成本低廉的托盘产品。

本发明提供的技术方案是：

一种小麦秸秆模压托盘的制备方法，依照以下步骤进行：

1)破碎

小麦秸秆需要先进行破碎，得到的小麦秸秆刨花料长度小于2cm；

2)烘干处理

小麦秸秆刨花料需进行烘干处理，烘干后的小麦秸秆刨花料的含水率小于4.5％；

3)拌胶、铺装

先将胶黏剂与改性剂混合进行改性处理，改性处理后与小麦秸秆刨花料一起加入到拌胶机中，再加入蒸馏水搅拌均匀，然后铺装到热压模具中；重量配比为：小麦秸秆刨花料100份、胶黏剂6-10份、改性剂0.002-0.005份、蒸馏水0-6份；

4)热压

热压过程：先进行热压，热压温度为120-130℃，热压时间为100-140秒，热压压力为17-19mpa/cm³；接着保压，保压时间为100-115秒；最后泄压，泄压速度为6-14mpa/min；

5)热压完成后，将托盘取出，在干燥阴凉处静置8-16h即可。

步骤1)采用的小麦秸秆需进行预处理：即小麦秸秆无腐烂并且含水率低于22％，方可储存于干燥阴凉的室内仓库。

步骤2)中的烘干处理，烘干机的温度为125℃-140℃，烘干时长为20-25min。

步骤3)中加入蒸馏水后的搅拌时间为4-10min。

所述胶黏剂为mdi胶黏剂；所述改性剂为聚乙烯醇和三乙醇胺中的一种或二种任意比例混合。

本发明的有益效果是：本发明采用的小麦秸秆干燥易储存、杂质较少、具有良好的纤维结构等优点，加工成模压托盘后，具有性能良好、成本低廉的特点，并能有效利用资源，使农民增收。

附图说明

图1是本发明实施例所述小麦秸秆模压托盘的立体结构示意图。

图2是本发明实施例1所述小麦秸秆模压托盘加强筋抗弯强度测试曲线图。

图3是本发明实施例1所述小麦秸秆模压托盘叉举抗弯强度试验曲线图。

图4是本发明实施例1所述小麦秸秆模压托盘脚墩强度测试曲线图。

具体实施方式

以下结合附图所示的实施例进一步说明。

1.材料与方法

1.1试验材料

小麦秸秆，取自山东临沂；mdi胶黏剂，万华化学集团股份有限公司；聚乙烯醇(pva)，购于安徽万维高新材料股份有限公司；三乙醇胺，购于阿拉丁。

1.2试验器材

三回程回转干燥机，托盘热压机，托盘抗压试验机，万能力学试验机，恒温恒湿箱，电热鼓风干燥箱等。

1.3试验方法

小麦秸秆预处理：小麦秸秆入库储存前需先检查及测定含水率，要求无腐烂并且含水率低于22％(可采用晒干方式处理)，方可储存于干燥阴凉的室内厂库。小麦秸秆需要进行破碎，破碎后的小麦秸秆刨花料长度小于2cm；因此，破碎机筛网孔径选用5mm≤r≤8mm为宜。小麦秸秆刨花料需进行烘干处理(推荐采用烘干机)，烘干机的温度为125℃-140℃，烘干时长为20-25min，烘干后的小麦秸秆刨花料的含水率应小于4.5％。

由于小麦秸秆表面有蜡质层，普通胶粘剂不易将小麦秸秆刨花料粘结成块，需改用改性mdi胶粘剂。小麦秸秆模压托盘的配方为：小麦秸秆刨花料100份、胶黏剂6-10份、改性剂0.002-0.005份、蒸馏水0-6份。所述改性剂为聚乙烯醇和三乙醇胺中的一种或二种任意比例的混合。制备工艺为：先将烘干的小麦秸秆刨花料加入到拌胶机中；接着将胶黏剂与改性剂混合进行改性处理得到改性mdi胶粘剂后，再加入拌胶机中，并且加入蒸馏水，搅拌6min，使其搅拌均匀。将拌胶均匀的小麦秸秆刨花料，采用一次铺装法投入热压模具中，铺装过程只需将原料铺装平整，切勿按压。热压过程采用参数为：热压温度为120-130℃，热压时间为100-140秒，热压压力为17-19mpa/cm³，保压时间为100-115秒，泄压速度为10mpa/min。泄压完成后，将托盘取出，在干燥阴凉处静置12h即可。

1.4性能测试

1.4.1外观检测检测试样热压过程是否正常，检测托盘是否出现掉屑、鼓泡、分层、影响外观的污渍、裂痕、边角缺失等情况。

1.4.2密度测试根据gb/t17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中的要求，裁取50mm×50mm的试样6块，进行密度测试，最后将全部试样的密度求取算术平均值，精确到0.01g/cm³。

1.4.3含水率测试根据gb/t17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中的要求，称取50g试样，将其置于103±2℃的鼓风干燥箱里，烘至样品质量恒定，计算其含水率。

1.4.4吸水膨胀率测试根据gb/t17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中的要求，裁取50mm×50mm的试样3块(参见图1中的m1)，测量试样中心点厚度，将试样浸泡在ph为7±1，水温为20±1℃的水槽里。浸泡24h后取出，测量试样中心点厚度。测量工作在10min之内完成。

1.4.5内结合强度试验根据gb/t17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中的要求，在托盘表面裁取50mm×50mm的试样3块，将内结合强度测试专用卡头上均匀涂布融化的热熔胶，将试样稳固的胶合在卡头上，待热熔胶完全凝固，卡头和试样完全胶合，把试样至于万能力学试验机行进行试验。

1.4.6加强筋抗压强度测试裁取规格为250mm×80mm模压托盘的加强筋(采取部位参见图1中的m2)，按照gb/t17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中4.7的要求，进行测试。

1.4.7叉举抗弯强度测试按照gb/t4996-2014《联运通用平托盘试验方法》中8.2的规定，将托盘按要求放于测试台上，试验过程中，出现破损或严重变形所显示值极限载荷值为叉举抗弯强度值。

1.4.8脚墩抗压强度测定按照gb/t22350-2017《成型胶合板》6.3.3.3.1中规定，锯切留支撑腿完整(上表面外边缘尺寸≥20mm)3个(参见图1中的m3)，倒扣在工作台上进行支撑腿抗压性能的测定，获得抗压承载力值。

实施例1

重量配比：小麦秸秆刨花料100份、胶黏剂8份、改性剂0.0035份、蒸馏水4份。制备工艺是：先将烘干的小麦秸秆刨花料加入到拌胶机中；接着将胶黏剂与改性剂混合进行改性处理得到改性mdi胶粘剂后，再加入拌胶机中，并且加入蒸馏水，搅拌6min，使其搅拌均匀。将拌胶均匀的原料，采用一次铺装法投入热压模具中，铺装过程只需将原料铺装平整，切勿按压。热压过程采用参数为：热压温度为125℃，热压时间为125秒，热压压力为18mpa/cm³，保压时间为108秒，泄压速度为10mpa/min。泄压完成后，将托盘取出，在干燥阴凉处静置12h即可。

实施例1模压托盘的基本性能

实施例1模压托盘的力学性能测试

其中：加强筋抗弯强度试验结果图见图2，叉举抗弯性能试验结果图见图3，脚墩抗压强度试验结果图见图4。

实施例2

重量配比：小麦秸秆刨花料100份、胶黏剂6份、改性剂0.005份、蒸馏水0。制备工艺是：先将烘干的小麦秸秆刨花料加入到拌胶机中；接着将胶黏剂与改性剂混合进行改性处理得到改性mdi胶粘剂后，再加入拌胶机中，并且加入蒸馏水，搅拌10min，使其搅拌均匀。将拌胶均匀的原料，采用一次铺装法投入热压模具中，铺装过程只需将原料铺装平整，切勿按压。热压过程采用参数为：热压温度为120℃，热压时间为140秒，热压压力为17mpa/cm³，保压时间为115秒，泄压速度为8mpa/min。泄压完成后，将托盘取出，在干燥阴凉处静置16h即可。

实施例2模压托盘的基本性能

实施例2模压托盘的力学性能测试

本实施例中，加强筋抗弯强度试验结果图、叉举抗弯性能试验结果图、脚墩抗压强度试验结果图均予省略。

实施例3

重量配比：小麦秸秆刨花料100份、胶黏剂10份、改性剂0.002份、蒸馏水6份。制备工艺是：先将烘干的小麦秸秆刨花料加入到拌胶机中；接着将胶黏剂与改性剂混合进行改性处理得到改性mdi胶粘剂后，再加入拌胶机中，并且加入蒸馏水，搅拌4min，使其搅拌均匀。将拌胶均匀的原料，采用一次铺装法投入热压模具中，铺装过程只需将原料铺装平整，切勿按压。热压过程采用参数为：热压温度为130℃，热压时间为100秒，热压压力为19mpa/cm³，保压时间为100秒，泄压速度为14mpa/min。泄压完成后，将托盘取出，在干燥阴凉处静置8h即可。

实施例3模压托盘的基本性能

实施例3模压托盘的力学性能测试

本实施例中，加强筋抗弯强度试验结果图、叉举抗弯性能试验结果图、脚墩抗压强度试验结果图、均予省略。

稻草秸秆模压托盘与市售木材刨花模压托盘的性能对比结果表见如下：

模压托盘的基本性能对比结果表

模压托盘的力学性能对比结果表

由表可知，目前小麦秸秆模压托盘在部分性能上与木材模压托盘还是存在一定的差距，出现差距的主要原因是小麦秸秆原料本身特性。虽然存在一定的差距但在实际应用中有不错的适用场景，可以和木材托盘进行互补，同时减少木材原料紧缺的压力。其中实施例3中，小麦秸秆有轻微鼓包，主要原因是小麦秸秆透气性差、热压温度较高、保压时间较短，水汽不易散出，且最后泄压速度较快所致。此外小麦秸秆内结合强度较高，但其他力学性能相较木材刨花模压托盘较差，主要原因是小麦秸秆模压托盘使用的胶黏剂胶合性能较强，所以内结合强度较强，但小麦秸秆原料自身力学性能相较木材较差，所以其他力学性能相较木材刨花模压托盘较差。