本发明属于属于塑料制品
技术领域：
，具体涉及一种周转箱材料及其制备方法。
背景技术：
：随着运输产业和集装箱产业的发展，方便安全的运输能够保证运输质量和减少运输成本，这使得周转箱在整个运输过程中起着重要的作用。冷藏冷冻食品在生产、贮藏运输、销售，到消费前的各个环接中始终处于规定的低温环境下，以保证食品质量，减少食品损耗。目前市场上低温食品使用的周转箱，主要是由可发性聚苯乙烯泡沫塑料制备而成，由于其具有重量轻、无毒，可以模具成型，吸水性很小，耐低温以及价格便宜等优点，在食品运输中大量使用。然而由于其硬度不够，塑料不良，方向性明显，内应力大及周转箱结构不良，使周转箱强度下降，发脆易裂，在物流运输中多次搬运之后损耗严重，不利于长期使用，无形中增加了运输成本。此外，传统的周转箱抗菌性差，且由于色料或填料分布不良，塑料或颜料变色在塑件表面的色泽不匀，影响周转箱的外观。技术实现要素：本发明的目的在于克服上述技术问题的缺点，提供一种周转箱材料及其制备方法，本发明提供的方法制得的周转箱机械强度大，色泽均匀，抗菌性强，适合冷藏冷冻食品的装载运输。实现本发明目的的技术方案如下：一种周转箱材料，主要由如下重量份的原料制得：高密度聚乙烯100-150份、聚丙烯15-25份、聚丙烯腈碳纤维2-10份、填料10-15份、色料2-10份、增容剂10-25份、分散剂0.5-3.5份、抗氧化剂0.2-0.7份、抗菌剂0.1-0.6份、偶联剂0.3-0.6份和稳定剂0.2-0.6份。进一步的，所述填料为将碳酸钙、滑石粉和凹凸棒土按1:0.2-0.7:0.3-0.8的重量配比混合搅拌10-25min，经过压滤脱水、干燥、粉碎以及分级后，放入粉体表面处理机，并通入惰性气体，在80-95℃的温度下进行粉体表面处理得到，所述惰性气体为氦气、氖气、氩气或氙气。进一步的，所述增容剂为聚山梨酯、马来酸酐接枝聚乙烯或pe-g-st。进一步的，所述分散剂为将聚乙烯蜡、二氧化钛和硅酸盐粉末按1:0.1-0.5：0.3-0.8的重量配比混合而成。进一步的，所述抗氧化剂为6-叔丁基－3-甲基苯酚或2,4－二叔丁基苯酚。进一步的，所述抗菌剂主要由沸石粉、纳米二氧化钛银、四针状氧化锌晶须和有机聚硅氧烷按1:0.2-0.8：0.1-0.6：0.1-0.4的重量配比制成。进一步的，所述偶联剂为硅烷偶联剂。进一步的，所述稳定剂为三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸盐铅、硬脂酸铅或邻苯二甲酸铅。本发明还提供一种周转箱材料的制备方法，包括如下步骤：(1)按重量份称取上述原料备用；(2)将所述高密度聚乙烯和聚丙烯混合均匀，放入超声波粉碎机中，以400-600w的功率震荡30-45min后取出，加入65-80℃的二甲苯20-45份，得混合溶液；(3)将所述分散剂加入到所述混合溶液中，以200-300rad/min的速度搅拌25-35min，得分散溶液；(4)将所述分散溶液与所述聚丙烯腈碳纤维、填料、增容剂、抗氧化剂、抗菌剂、偶联剂和稳定剂混合搅拌5-15min，搅拌速度为150-200rad/min，温度为30-45℃，并用γ-射线照射2-5min，再送入双螺杆挤出机熔融挤出，在8-15mpa的压力及200-250℃的温度下模压成型，冷却至室温即制成周转箱材料。本发明所使用的部分原料的说明如下：高密度聚乙烯(highdensitypolyethylene，简称为“hdpe”)，是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。高密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的白色颗粒，熔点约为130℃，相对密度为0.941-0.960。它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。聚丙烯(简称pc)，是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，其具有较高强度及弹性系数，使用温度范围广，耐疲劳性和耐候性较佳，高温蠕变较小，并且无味无臭对人体无害，符合卫生安全。聚丙烯腈碳纤维是以聚丙烯腈纤维为原料制成的碳纤维，用于本发明周转箱材料的增强体。碳纤维比重轻、密度小，高温下尺寸稳定性好，具有超高强力与模量，耐磨、耐疲劳、减震吸能等物理继续性能优异。碳酸钙白度高、易表面有机化处理、对加工设备及模具的磨损轻、成型加工流动性好，并且资源丰富、价格低廉。聚山梨酯具有增溶、润滑和乳化作用，能提高材料的稳定性。马来酸酐接枝聚乙烯通过化学反应的手段在聚乙烯分子链上接技数个马来酸酐分子，使产品既具有聚乙烯的良好加工性和其它优异性能，又具有马来酸酐极性分子的可再反应性和强极性，利于提高聚乙烯与填料之间的亲和性，改善聚乙烯与其它极性聚合物之间的相容性。pe-g-st是聚乙烯接枝苯乙烯的接枝共聚物，其作为高分子增溶剂应用在塑料改性中，能得到性能很好的共混性材料，pe-g-st借助于分子间的键合力，促使不相容的两种聚合物结合在一体，进而得到稳定的共混物。聚乙烯蜡聚乙烯蜡为白色片状或颗粒，在色母料加工中做分散剂，与聚乙烯具有很好的相溶性，并具有十分优异的外部润滑和内部润滑作用；其作为多种热塑性树脂的浓色母料分散剂及填充母料、降解母料的润滑分散剂，可改善hdpe、pp和pvc等的加工性能、表面光泽性、润滑性和热稳定性。二氧化钛为质地柔软的无臭无味白色粉末，其遮盖力大，着色力强且分散性好，广泛用于塑料制造业中。硅酸盐粉末能够促使物料颗粒均匀分散于介质中，形成稳定的悬浮体，可以制成无机分散剂，具有分散性能好，热稳定性好，成型加工时流动性好，不引起颜色漂移等特点。6-叔丁基－3-甲基苯酚作为塑料抗氧剂，其作用是捕捉活性游离基，使连锁反应中断，目的是延缓塑料的氧化过程和速度。2,4－二叔丁基苯酚主要用于制造天然橡胶及合成胶防老剂，塑料抗氧化剂，燃料稳定剂等。沸石粉是天然的沸石岩磨细而成，颜色为白色。沸石具有吸附性、离子交换性、催化和耐酸耐热等性能，因此被广泛用作吸附剂、离子交换剂和催化剂，也可用于气体的干燥、净化和污水处理等方面。纳米二氧化钛银具有二氧化钛的光催化抗菌功能和银离子杀菌的复合效果，其原理为：将纳米二氧化钛中载银，将银离子嵌入二氧化钛晶格，构成以二氧化钛和惰性银为电极的短路微电池，二氧化钛电极所产生的空穴将细菌和有机物氧化，而银离子是电子的有效接受体将氧化钛组分还原，从而降低空穴和电子的复合，显著提高二氧化钛的光催化反应效率。另一方面，银离子可在二氧化钛晶格中稳定存在，可实现使用过程中银的缓释，同时也增强了光接触在光线暗处的抗菌性。纳米二氧化钛银具有抗菌广谱、杀菌率高、不易产生抗药性的特点，其粒度小雨50纳米，对大肠杆菌、金色葡萄球菌的灭菌效果极佳。四针状氧化锌晶须的抑菌环宽度为5.75mm，由于结构的特殊性，使其表现出特殊的尖端纳米活性，不会产生团聚，是可分散的纳米材料，有利于其抗菌性能的发挥，具有高效、广谱、持久的抗菌和环境净化作用。有机聚硅氧烷又称硅酮，具有无毒、无味、生物相容性好、无皮肤致敏性、生理惰性、耐高低温、不燃、透气性好、独特的溶液渗透性以及物化稳定性等特点。三盐基硫酸铅为白色粉末，有优良的耐热性和电绝缘性，耐光性好，适合于高温加工。二盐基亚磷酸盐铅为白色至微褐色细微结晶粉末，有很突出的耐候性、电绝缘性和稳定性，具有抗氧化性和屏蔽紫外线的能力。硬脂酸铅是白色粉末，不溶于水，溶于热乙醇、苯和松节油，在有机溶剂中加热溶解而冷却后成为胶状物，遇强酸分解成硬脂酸和相应的盐，有吸湿性，硬脂酸铅具有良好的润滑性和光热稳定性。邻苯二甲酸铅具有很好的热稳定性和电气绝缘性。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明以高密度聚乙烯为主体原料，具有较高的冲击强度，对该主体材料进行超声波震荡的过程中，吉布斯自由能发生变化，使晶体结构的排列规则发生了新的排列组合，在升温或降温时，高密度聚乙烯扩大了相变区间，能够增强周转箱箱体内部的蓄冷能力。加入适量的聚丙烯和聚丙烯腈碳纤维，能够进一步提高本发明周转箱材料的强度，改善其综合性能。加入以碳酸钙、滑石粉和凹凸棒土为原料的填料，并对该填料进行粉体表面处理，能够使填料亲水性转变为疏水性，即亲油性，有助于粉体颗粒与原料中的高分子树脂之间形成相互融合的界面，能够改善碳酸钙、滑石粉和凹凸棒土之间的相容性，可以大大降低颗粒间的团聚倾向，并提高周转箱材料的分散性和综合性能。加入增容剂、分散剂、抗氧化剂、抗菌剂、偶联剂和稳定剂等组分与高密度聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈碳纤维、填料和色料等组分发生协同增效作用，改善了各原料之间的相容性，使发明制得的周转箱表面色泽均匀，提高了其冲击强度，使材料的力学性能随之提高；并且所制得的周转箱不仅具有较佳的抗菌效果，还具有较强的的抗氧化性，所述稳定剂与其它助剂并用，可以产生加和性的优势，能够提高其耐热温度和对紫外线的稳定。在将材料进行熔融挤出前，通过γ-射线照射能够促进各原料的相互交联混合,并使扯断伸长率大幅度提高。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明作详细介绍。本粉末所提到的比例、“份”，如果没有特别的标记，均以重量为准。实施例1一种周转箱材料，主要由如下重量份的原料制得：高密度聚乙烯100份、聚丙烯15份、聚丙烯腈碳纤维2份、填料10份、色料2份、增容剂10份、分散剂0.5份、抗氧化剂0.2份、抗菌剂0.1份、偶联剂0.3份和稳定剂0.2份。其中，所述填料为将碳酸钙、滑石粉和凹凸棒土按1:0.2:0.3的重量配比混合搅拌10min，经过压滤脱水、干燥、粉碎以及分级后，放入粉体表面处理机，并通入惰性气体氦气，在80℃的温度下进行粉体表面处理得到。所述增容剂为聚山梨酯。所述分散剂为将聚乙烯蜡、二氧化钛和硅酸盐粉末按1:0.1：0.3的重量配比混合而成。所述抗氧化剂为6-叔丁基－3-甲基苯酚。所述抗菌剂主要由沸石粉、纳米二氧化钛银、四针状氧化锌晶须和有机聚硅氧烷按1:0.2：0.1：0.1的重量配比制成。所述偶联剂为硅烷偶联剂。所述稳定剂为三盐基硫酸铅。本实施例还提供一种周转箱材料的制备方法，包括如下步骤：(1)按重量份称取上述原料备用；(2)将所述高密度聚乙烯和聚丙烯混合均匀，放入超声波粉碎机中，以400w的功率震荡30min后取出，加入65℃的二甲苯20份，搅拌均匀，得混合溶液；(3)将所述分散剂加入到所述混合溶液中，以200rad/min的速度搅拌25min，得分散溶液；(4)将所述分散溶液与所述聚丙烯腈碳纤维、填料、聚山梨酯增容剂、6-叔丁基－3-甲基苯酚抗氧化剂、抗菌剂、硅烷偶联剂和三盐基硫酸铅稳定剂混合搅拌5min，搅拌速度为150rad/min，温度为30℃，并用γ-射线照射2min，再送入双螺杆挤出机熔融挤出，在8mpa的压力及200℃的温度下模压成型，冷却至室温即制成周转箱材料。实施例2一种周转箱材料，主要由如下重量份的原料制得：高密度聚乙烯150份、聚丙烯25份、聚丙烯腈碳纤维10份、填料15份、色料10份、增容剂25份、分散剂3.5份、抗氧化剂0.7份、抗菌剂0.6份、偶联剂0.6份和稳定剂0.6份。其中，所述填料为将碳酸钙、滑石粉和凹凸棒土按1:0.7:0.8的重量配比混合搅拌25min，经过压滤脱水、干燥、粉碎以及分级后，放入粉体表面处理机，并通入惰性气体氖气，在95℃的温度下进行粉体表面处理得到。所述增容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。所述分散剂为将聚乙烯蜡、二氧化钛和硅酸盐粉末按1:0.5：0.8的重量配比混合而成。所述抗氧化剂为2,4－二叔丁基苯酚。所述抗菌剂主要由沸石粉、纳米二氧化钛银、四针状氧化锌晶须和有机聚硅氧烷按1:0.8：0.6：0.4的重量配比制成。所述偶联剂为硅烷偶联剂。所述稳定剂为二盐基亚磷酸盐铅。本实施例还提供一种周转箱材料的制备方法，包括如下步骤：(1)按重量份称取上述原料备用；(2)将所述高密度聚乙烯和聚丙烯混合均匀，放入超声波粉碎机中，以600w的功率震荡45min后取出，加入80℃的二甲苯45份，搅拌均匀，得混合溶液；(3)将所述分散剂加入到所述混合溶液中，以300rad/min的速度搅拌35min，得分散溶液；(4)将所述分散溶液与所述聚丙烯腈碳纤维、填料、马来酸酐接枝聚乙烯增容剂、2,4－二叔丁基苯酚抗氧化剂、抗菌剂、硅烷偶联剂和二盐基亚磷酸盐铅稳定剂混合搅拌15min，搅拌速度为200rad/min，温度为45℃，并用γ-射线照射5min，再送入双螺杆挤出机熔融挤出，在15mpa的压力及250℃的温度下模压成型，冷却至室温即制成周转箱材料。实施例3一种周转箱材料，主要由如下重量份的原料制得：高密度聚乙烯110份、聚丙烯17份、聚丙烯腈碳纤维4份、填料11份、色料4份、增容剂12份、分散剂1.5份、抗氧化剂0.3份、抗菌剂0.2份、偶联剂0.4份和稳定剂0.3份。其中，所述填料为将碳酸钙、滑石粉和凹凸棒土按1:0.2:0.3的重量配比混合搅拌10min，经过压滤脱水、干燥、粉碎以及分级后，放入粉体表面处理机，并通入惰性气体氩气，在80℃的温度下进行粉体表面处理得到。所述增容剂为pe-g-st。所述分散剂为将聚乙烯蜡、二氧化钛和硅酸盐粉末按1:0.1：0.3的重量配比混合而成。所述抗氧化剂为6-叔丁基－3-甲基苯酚。所述抗菌剂主要由沸石粉、纳米二氧化钛银、四针状氧化锌晶须和有机聚硅氧烷按1:0.2：0.1：0.1的重量配比制成。所述偶联剂为硅烷偶联剂。所述稳定剂为硬脂酸铅。本实施例还提供一种周转箱材料的制备方法，包括如下步骤：(1)按重量份称取上述原料备用；(2)将所述高密度聚乙烯和聚丙烯混合均匀，放入超声波粉碎机中，以400w的功率震荡30min后取出，加入65℃的二甲苯20份，搅拌均匀，得混合溶液；(3)将所述分散剂加入到所述混合溶液中，以200rad/min的速度搅拌25min，得分散溶液；(4)将所述分散溶液与所述聚丙烯腈碳纤维、填料、pe-g-st增容剂、6-叔丁基－3-甲基苯酚抗氧化剂、抗菌剂、硅烷偶联剂和硬脂酸铅稳定剂混合搅拌5min，搅拌速度为150rad/min，温度为30℃，并用γ-射线照射2min，再送入双螺杆挤出机熔融挤出，在8mpa的压力及200℃的温度下模压成型，冷却至室温即制成周转箱材料。实施例4一种周转箱材料，主要由如下重量份的原料制得：高密度聚乙烯140份、聚丙烯23份、聚丙烯腈碳纤维8份、填料14份、色料8份、增容剂20份、分散剂2.5份、抗氧化剂0.6份、抗菌剂0.5份、偶联剂0.6份和稳定剂0.5份。其中，所述填料为将碳酸钙、滑石粉和凹凸棒土按1:0.7:0.8的重量配比混合搅拌25min，经过压滤脱水、干燥、粉碎以及分级后，放入粉体表面处理机，并通入惰性气体氙气，在95℃的温度下进行粉体表面处理得到。所述增容剂为聚山梨酯。所述分散剂为将聚乙烯蜡、二氧化钛和硅酸盐粉末按1:0.5：0.8的重量配比混合而成。所述抗氧化剂为2,4－二叔丁基苯酚。所述抗菌剂主要由沸石粉、纳米二氧化钛银、四针状氧化锌晶须和有机聚硅氧烷按1:0.8：0.6：0.4的重量配比制成。所述偶联剂为硅烷偶联剂。所述稳定剂为邻苯二甲酸铅。本实施例还提供一种周转箱材料的制备方法，包括如下步骤：(1)按重量份称取上述原料备用；(2)将所述高密度聚乙烯和聚丙烯混合均匀，放入超声波粉碎机中，以600w的功率震荡45min后取出，加入80℃的二甲苯45份，搅拌均匀，得混合溶液；(3)将所述分散剂加入到所述混合溶液中，以300rad/min的速度搅拌35min，得分散溶液；(4)将所述分散溶液与所述聚丙烯腈碳纤维、填料、聚山梨酯增容剂、2,4－二叔丁基苯酚抗氧化剂、抗菌剂、硅烷偶联剂和邻苯二甲酸铅稳定剂混合搅拌15min，搅拌速度为200rad/min，温度为45℃，并用γ-射线照射5min，再送入双螺杆挤出机熔融挤出，在15mpa的压力及250℃的温度下模压成型，冷却至室温即制成周转箱材料。实施例5一种周转箱材料，主要由如下重量份的原料制得：高密度聚乙烯130份、聚丙烯20份、聚丙烯腈碳纤维6份、填料10份、色料5份、增容剂15份、分散剂2份、抗氧化剂0.5份、抗菌剂0.4份、偶联剂0.5份和稳定剂0.4份。其中，所述填料为将碳酸钙、滑石粉和凹凸棒土按1:0.5:0.6的重量配比混合搅拌20min，经过压滤脱水、干燥、粉碎以及分级后，放入粉体表面处理机，并通入惰性气体氦气，在85℃的温度下进行粉体表面处理得到。所述增容剂为pe-g-st。所述分散剂为将聚乙烯蜡、二氧化钛和硅酸盐粉末按1:0.4：0.7的重量配比混合而成。所述抗氧化剂为2,4－二叔丁基苯酚。所述抗菌剂主要由沸石粉、纳米二氧化钛银、四针状氧化锌晶须和有机聚硅氧烷按1:0.3：0.5：0.3的重量配比制成。所述偶联剂为硅烷偶联剂。所述稳定剂为硬脂酸铅。本实施例还提供一种周转箱材料的制备方法，包括如下步骤：(1)按重量份称取上述原料备用；(2)将所述高密度聚乙烯和聚丙烯混合均匀，放入超声波粉碎机中，以500w的功率震荡35min后取出，加入70℃的二甲苯35份，搅拌均匀，得混合溶液；(3)将所述分散剂加入到所述混合溶液中，以250rad/min的速度搅拌30min，得分散溶液；(4)将所述分散溶液与所述聚丙烯腈碳纤维、填料、pe-g-st增容剂、2,4－二叔丁基苯酚抗氧化剂、抗菌剂、硅烷偶联剂和硬脂酸铅稳定剂混合搅拌10min，搅拌速度为180rad/min，温度为35℃，并用γ-射线照射4min，再送入双螺杆挤出机熔融挤出，在14mpa的压力及240℃的温度下模压成型，冷却至室温即制成周转箱材料。发明人还对本发明的周转箱材料进行了试验，试验数据如下：对比例1：本对比例参照实施例1周转箱材料，不同点在于：本对比例的填料采用常规的木粉，且制备方法为常规的周转箱材料的制备方法。对比例2：本对比例参照实施例1周转箱材料，不同点在于：分散剂、抗氧化剂、偶联剂、稳定剂和相容剂为常规的助剂。对上述各实施例和对比例所制备的周转箱材料进行各项性能测试，其具体测试结果见下表所示：邵氏硬度(25℃)邵氏硬度(-30℃)冲击脆化温度/℃导热系数/w(m.k)抗菌性实施例17269-450.012良好实施例26871-430.013良好实施例36970-460.014良好实施例47168-470.012良好实施例57172-460.013良好对比例15860-320.021一般对比例25959-340.022一般从上表可以看出，本发明实施例制备的周转箱材料的常温下和低温下的邵氏硬度均高于65，硬度高，且耐低温性能良好，其冲击脆化温度达-43至-47℃；导热系数不高于0.014，表现出良好的隔热保温功能，保温效率高，抗菌性良好，机械强度大，综合性能良好。另外，本发明实施例制得的周转箱材料表面色泽均匀，手感舒适。上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。当前第1页12