一种基于复合材料的厚壁吸塑托盘及其成型方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及物流托盘制造领域，尤其涉及一种基于复合材料的厚壁吸塑托盘及其 成型方法
【背景技术】
[0002] 塑料托盘是是一种与叉车、货架等物流设备配套使用的物流单元，可用来存放、装 载、搬运货物，是现代化物流仓储中必不可少的物流设备之一。塑料托盘的出现适应了环保 的需要，使用塑料托盘代替木托盘可减少对森林的破坏；它是物流产业中最不起眼，却又无 处不在的一种物流器具，是适应物流业发展的必然产物，在化工、轻纺、制造业等领域有着 广泛的应用。塑料托盘种类较多，按照表面形状分为：平板型塑料托盘和网格型塑料托盘； 按照结构可以分为：九脚型塑料托盘、川字型塑料托盘、田字型塑料托盘、双面型塑料托盘。 塑料托盘的材质一般分为两种：一种是高密度低压高密度聚乙烯，另一种是聚丙烯。
[0003] 高密度高密度聚乙烯是一种结晶度高、承载强度大的一种热塑性树脂，外表呈乳 白色，其高密度高分子量的特点具有很好的韧性，耐低温性能强，甚至在-40°c都能保持很 好的性能，尤其能配合不同物质成型复合材料而用于厚壁塑料托盘的制造。厚壁塑料托盘 应用于集装箱汽车配件货物运输中，能将不规则的重型汽车配件装载成整齐划一的运输单 元，从而与运输车辆、集装箱、仓库等物流设施相配套，能最大程度上实现机械化操作，大大 提高工作效率。然而，由于托盘是由塑料制成，而常规塑料材料自身存在的强度、韧性以及 耐候性较差的问题。
[0004] 如：申请号为200610039293. X(公开号为CN 1821022A)的中国发明专利《双层中 空大型吸塑托盘》中公开了一种塑料托盘，该托盘具有塑料顶盖和塑料底座，塑料顶盖和塑 料底座上分别设置有锁扣，塑料顶盖和塑料底座间设置有连接柱或围板，塑料顶盖和塑料 底座通过锁扣与连接柱或围板固定连接。该发明中的吸塑托盘具有高承压力和抗冲击能 力，但还是未能解决托盘本身的韧性与强度不足，耐候性差的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术而提供一种承载强度高、韧性好以及 耐候性强等具有优良性能的厚壁吸塑托盘。
[0006] 本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种上述厚壁吸塑托盘的成型方法。
[0007] 本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种基于复合材料的厚壁吸塑 托盘，其特征在于：所述托盘壁由两侧的树脂层以及中间的钢架组成，所述钢架经硅烷化表 面处理，按重量份数，所述树脂层由以下组分组成：高分子塑料65~80份，补强材料6~20 份，偶联剂3~12份，协同剂0. 02~0. 15份，抗氧化剂2~15份，填料5~20份，增塑剂 3~10,所述补强材料为质量比为1:2的石墨烯和植物纤维。
[0008] 作为优选，所述植物纤维为甘蔗纤维，该甘蔗纤维的直径为6~lOOum，长度为 0. 2 ~6mm。
[0009] 作为优选，所述偶联剂为铝酸三异丙酯，所述协同剂为硬脂酸。
[0010] 作为优选，所述抗氧化剂为DTBHQ (二叔丁基对苯二酚），其外观呈淡黄色，为叔丁 基对苯二酚聚合物，大分子量的DTBHQ能提供更为持久的抗氧化性能；所述填料为活性碳 酸钙和高岭土中的至少一种；所述增塑剂为氯化石蜡，能改善材料混炼加工性能。
[0011] 由于紫外线照射是塑料老化的主要原因，因此所述树脂层表面喷涂有紫外线吸收 涂层，该紫外线吸收涂层所使用的紫外线吸收涂料为UV-P (2-(2 Z -羟基-5 Z -甲基苯基） 苯并三氮唑）、UV-0(2, 4-二羟基二苯甲酮）、UV-531 (2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮）中的 至少一种，紫外线吸收涂层能吸收绝大部分的照射紫外线，同时与树脂层内部的抗氧化剂 协同作用，大大延缓托盘的老化程度，有效提高耐候性。
[0012] 为使托盘的整体性能更加优良，所述两侧的树脂层分别为第一树脂层和第二树脂 层，且所述托盘壁从上到下由第一树脂层、钢架以及第二树脂层组成，其中所述第一树脂层 的高分子塑料为高密度聚乙烯，所述第二树脂层的高分子塑料为聚丙烯，第一树脂层利用 高密度高密度聚乙烯的韧性好、耐低温能力强等特点，而第二树脂层利用聚丙烯抗冲击性 能强、耐热性好的特点，第一树脂层与第二树脂层相互补长取短，同时辅以中间的硅烷化处 理的加强钢架，使得制成的厚壁吸塑托盘整体性能更佳。
[0013] 本发明解决另一个技术问题所采用的技术方案为：上述基于复合材料的厚壁吸塑 托盘的成型方法包括以下步骤：
[0014] (1)按上述质量份数比配制原料，将高分子塑料放入烘箱中，100~IKTC下干燥 8~10h，将植物纤维置入烘箱中，115~110°C下干燥9~IOh ;
[0015] (2)将干燥后的高分子塑料、抗氧化剂、石墨烯、偶联剂以及增塑剂放入搅拌器中， 在720-1200r/h转速下搅拌30-60min进行预混合；
[0016] (3)将混合料置入双螺杆混炼机中进行充分混炼造粒，制得复合料；
[0017] (4)在上述复合料中加入协同剂和植物纤维，混合均匀后放入双螺杆混炼机中，转 速150~220r/min，模头温度150~230°C下挤出一侧树脂层；
[0018] (5)在挤出的一侧树脂层上放置经硅烷化的钢架，再在钢架上按上述步骤挤出另 一侧树脂层，复合而形成三层复合结构；
[0019] (6)将制得的三层复合结构放置于吸塑机上，吸塑而成型厚壁托盘；
[0020] (7)成型后进行修边处理，然后在托盘外侧进行8000~12000V电晕处理，接着再 在托盘表面喷涂紫外线吸收涂料而形成厚度为0. 1~2mm的紫外线吸收涂层，最终制成所 需的厚壁吸塑托盘。
[0021] 如上所述，为使托盘的整体性能更加优良，所述一侧树脂层为第一树脂层而另一 侧树脂层为第二树脂层，且所述托盘壁从上到下由第一树脂层、钢架以及第二树脂层组成， 其中所述第一树脂层的高分子塑料为高密度聚乙烯，所述第二树脂层的高分子塑料为聚丙 烯。
[0022] 作为优选，上述成型方法中，所述的植物纤维为甘蔗纤维，该甘蔗纤