一种复合材料注塑板制品周转箱的制备及应用研究

夏君 于欣 强萌萌

摘 要：在供应链物流、周转灵活性、仓储库存等诸多工业环节中，板制品周转箱已被广泛使用，最大程度满足不同的客户要求的合适的复合材料注塑板制品周转箱的选用一直是难题之一。通常，可以采用常用注塑箱、瓦楞纸箱等周转箱，但是这类材料或是方法制备的周转箱，容易造成企业成本增加、循环利用率下降、生产周期延长、环保超标等问题。近年来，随着环保型复合材料注塑板制品周转箱的推广使用，在一定程度上，解决了上述问题。为了更好地控制生产成本、提高生产效率、可通过使用由聚乙烯/聚丙烯复合材料注塑板制品制备成的周转箱，实现了提高效益和控制成本的目的。

关键词：复合材料;注塑板制品;周转箱;制备研究

塑料周转箱又称为塑料花格箱，其和塑料托盘一样具有耐腐蚀、冲击性能好、质轻、安全卫生、使用寿命长等特点，可以替代木箱、纸箱等运输包装容器，广泛应用于食品、饮料等行业。制作塑料周转箱的原料主要有高密度聚乙烯、共聚聚丙烯和聚氯乙烯等塑料。塑料周转箱一般由两种方法制作而成。一种是采用热挤冷压法进行，设备投资少、能耗低、结构简单、技术要求低，但生产效率低、制品表面粗糙、力学性能较差，实际生产中使用较少。其工艺流程为：树脂配料染色→熔融挤出→储料缸保温→压铸→整理。另一种最常用的生产方法是注射成型。注射成型设备投资较大、模具结构复杂、加工成本高，适合大规模生产。

1 中空板的材料信息

中空板是聚丙烯原料掺和聚乙烯原料经过中空板生产线挤出成型，板材的截面为格子形状，因此也叫格子中空板。因为其材料特殊性决定了它具有无毒、无污染、耐腐蚀、防水、防震的性能，同时，一些工厂可根据不同的客户要求掺和不同性能的母料，使其成为具有更高性能的中空板。例如，当其掺和阻燃母料而成为阻燃中空板，可应用于防火要求高的领域。中空板作为一种新型的环保包装材料，在使用过程中不会产生灰尘，而且使用寿命也更长。不同规格、颜色的中空板，贴布贴膜中空板，各种PE、PP规格的发泡板，EPE发泡产品，吸塑品等，以上材质均可按客户要求加工成不同规格的产品，可充分满足不同客户的細分需求。

2 国内外达到的水平及存在的主要问题

2.1 国内外达到的水平

近年来我国注塑板制品周转箱呈现出良好的发展态势，预计未来这一市场空间仍将继续扩大。汽车内饰材料、通风管、导流板及水箱等各类储罐的中空制品需求量将大量增加，托盘是现代物流业在仓储、运输过程中不可缺少的消耗品。国内托盘的流量每年约8000万个，其中复合材料注塑板制品强度高、寿命长，化工包装桶也有很稳定市场。随着化工工业发展，阻隔性包装容器市场前景亦被看好。

环保型注塑板制品周转箱大多数是由日本在中国内的企业应用，这些企业比较重视环保理念，并且在生产中实施。如精密电子作业大多数要外发加工许多零部件、配件，而企业掌握关键部件的生产和总装配，但是要求各个外加工企业必需按照包装要求制作PP周转箱包装产品。一般都是按照日本企业的整体包装要求，设计制作，以保障内装产品在周转运输过程中安全无损。每次送到仓库入库时便于识别、计数和质检。国际上，对于此类板制品周转箱的需求更大。此类塑料周转箱普遍采用了共聚丙烯、聚乙烯为原料注塑而成。产品的设计充分考虑了人体工程学的要求。使用HDPE（低压高密度聚乙烯）制作的箱体有光泽，硬度和韧性强，抗击力好;使用PP中空板（聚丙烯）制作的箱体定型度好，不易变形，而且柔韧性和抗击力强及耐寒和耐热性好。

2.2 存在的主要问题

工业上塑料或同类产品普遍存在的问题是强度、韧度或是耐久度、环保要求不达标，往往是某一方面性能过强而综合性能较差，生产成本过高，使用场合少且反复利用率较低。在供应链物流、周转灵活性、仓储库存等诸多工业环节中，目前的传统周转箱或是性能不佳的产品，无法满足下游需求企业的要求，生产成本和人工成本高、效率低下且不够灵活，亟需寻找新型复合材料注塑板制品周转箱，从而保证供应链物流、仓储库存、汽车模具等诸多领域的刚性需求。

3 板制品周转箱的制备

3.1 制备设备

搅拌机、搅拌机电机、搅拌机料斗、电柜（总电源）、搅拌机电源、上料电机、压出机、压出机电机、上料料斗、烘干机、冷却水控制电柜、主机机筒（7区）、控制柜1、滤网转换器电机、气道调节器、定型板、支撑气缸、真空泵压力表、成型机、牵引辊、控制台2、支撑气缸、裁切刀、尺寸控制区、裁切刀调节器、温度控制开关（当中空板不干时开启）、计数器、传动电机、裁切刀、启动汽缸、油水分离器、控制电箱等。

3.2 操作流程

搅拌机电机开关开启时电机运行启动。将称好的料按比例倒入料斗。机器开启前第一步先将电柜内1和2电闸开关打开。料倒入搅拌机后电源开启，自动正传3min，倒转3min，拌料后搅拌机将自动停止。

将搅拌好的原料适量放入料槽，打开上料开关，上料电机启动，把料自动打入料斗内。将料经过机筒从模具挤出，带动压出机启动运转，将称放拌好的原料把称好的原料必须在料斗内烘干，冷却水控制电柜将水温控制在正常值范围内。

机筒7个区在相应的温度内生产正产。控制柜内控制机头机筒的操作开关和螺杆开关。启动过滤网电机，更换过滤网，通过气道调节器，在中空板生产板正常时，微调气道调节器。

保持中空板定型作用，通过支撑打开或关闭定型板，观察真空泵压力，显示真空压力数值，利用成型机组，将中空板平整定型。

将料平稳从定型板拉出，定型板机器和牵引的相关操作按钮，支撑牵引机打开或关闭，切割中空板两侧的刀具，在尺寸控制区，通过调整刀的位置和固定刀具的作用，将两割刀设定好后控制中空板尺寸幅宽，进行尺寸调节。

通过支撑气缸支持退火机打开或关闭，利用温度控制开关，打开时显示退火上加热和下加热管的温度。过程中，运用牵引辊、牵引电机、支撑气缸等，牵引维持中空板使之平衡均匀，牵引电机保证了牵引的正常运转和开启。

最后，中空板数量的显示器的计数器记录中空板数量，通过传动电机控制运行切割板材长度的刀具，裁切刀按设定好的长度切割板材，借助启动汽缸，利于板材压住，助于切割，油水分离器，将气道油与水分离，实现过程的工艺控制。

4 结论

中空板作为一种新型的环保包装材料，与目前应用比较广泛的瓦楞纸盒比较，在多个方面有着突出的优势，就成本分析而言，中空板的价格略高于瓦楞纸盒，然而作为可多次回收材料，考虑到物流价格和重复使用次数，中空板适合于多种物品的包装，与此同时，中空板盒可生产出不同的颜色，相较于瓦楞纸盒包装颜色的单一性，更适应时代的选择。

在复合材料注塑板制品领域，用聚乙烯、聚丙烯、滑石粉、增韧剂、色母、抗氧化剂、防潮剂、聚乙烯蜡、无机粒子及调整注塑工艺条件等方法，通过制备一些列优良的聚乙烯/聚丙烯复合材料板制品，并对其多项性能指标进行检测与分析，筛选得到最为合适的产品，以最大程度满足不同的客户要求。合适的聚乙烯/聚丙烯复合材料注塑板制品，具有良好的力学性能、隔热、隔声、阻燃、化学性能稳定，环保效果明显。

一系列具有优异性能的聚乙烯/聚丙烯复合材料注塑板制品，不仅制品本身具有良好的综合性能，可加工成多种满足于不同场合的工业产品，拓展了高规格塑料板制品的制备方法，间接优化供应链的物流效率，节约并有效利用资源，高效、环保，具有较高的应用价值。

参考文献：

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