一种抗静电塑料托盘专用料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗静电塑料托盘专用料及其制备方法，属于托盘制备技术领域，以高密度聚乙烯为主要原料，优化原料种类和配方，科学复配可显著提高塑料托盘专用料抗冲击性能且易生物降解、降低生产成本的钙果纤维；可显著提高塑料托盘专用料耐高温、抗静电、抗收缩性能及相对拉伸负荷、强度、韧性及弹性模量的改性纳米碳；可有效提高塑料托盘专用料抗氧化性的复合抗氧剂；与其它加工助剂协同作用，最终制得一种材料及使用性能良好的环保型抗静电塑料托盘专用料,非常适用于托盘的生产和加工，为托盘的生产加工探索了一条新的捷径。

【技术实现步骤摘要】
一种抗静电塑料托盘专用料及其制备方法
本专利技术涉及塑料托盘，特别涉及一种抗静电塑料托盘专用料及其制备方法。
技术介绍
托盘是使静态货物转变为动态货物的媒介物，一种载货平台，而且是活动的平台，或者说是可移动的地面。即使放在地面上失去灵活性的货物，一经装上托盘便立即获得了活动性，成为灵活的流动货物，因为装在托盘上的货物，在任何时候都处于可以转入运动的准备状态中。这种以托盘为基本工具组成的动态装卸方法，就叫做托盘作业。托盘作业不仅可以显著提高装卸效果，它的实行，使仓库建筑的形式、船舶的构造、铁路和其他运输方式的装卸设施以及管理组织都发生变化。在货物包装方面，促进了包装规格化和模块化，甚至对装卸以外的一般生产活动方式也都会有显著的影响。随着生产设备越来越精密，自动化程度越来越高，生产的计划性越来越强和管理方式的逐步先进，工序间的搬运和向生产线供给材料和半成品的工作就越发显得重要了。而托盘作业是迅速提高搬运效率和使材料流动过程有序化的有效手段，在降低生产成本和提高生产效率方面起着巨大的作用。目前，市场上主要有两类塑料托盘，即真空成型(包括吹塑和吸塑)塑料托盘和注塑成型塑料托盘。真空成型托盘具有韧性好、使用寿命长、重量轻等特点，但真空成型托盘功能单一且强度较低。而注塑成型托盘具有强度高、可实现复杂结构、使用功能多的特点，但塑成型托盘韧性差、质量大、使用寿命也较短。两类型的塑料托盘在结构和功能上都各有特点但已经渐渐无法适应当今物流行业对托盘在各方面的更高的要求，急需开发一种新的托盘专用料以增强塑料托盘的功能特性，满足日益发展的托盘使用要求。中国专利CN105348619A公开了一种阻燃塑料托盘的生产方法，由塑料粒子、阻燃剂、润滑剂和偶联剂混合后低温造粒形成阻燃母粒，其中各原料的质量份数分别为：塑料粒子：56～84份，阻燃剂：10～20份，润滑剂：0.5～2份，偶联剂：0.5～1份；再将阻燃母粒与塑料粒子混合制成阻燃塑料粒子，将阻燃塑料粒注塑得到阻燃塑料托盘。该专利技术的制备工艺简单，操作方便，制得的塑料托盘具有良好的阻燃效果，能够有效阻止因明火而引起的塑料燃烧，满足了市场需求。中国专利CN103772820A公开了一种防静电聚烯烃复合材料托盘及其制备方法，包括托盘本体，其特征在于：所述托盘本体由以下重量配比的材料共混后注塑而成，其中包括：聚烯烃80～120份，导电炭黑6～15份，弹性体增韧剂8～23份，抗氧剂0.12～0.36份，塑料加工助剂配比为2～7份。该专利技术的目的是提供一种防静电聚烯烃复合材料托盘及其制备方法，该专利技术对聚烯烃材料填充活性导电炭黑及增韧改性剂，得到的材料具备防静电性能同时保证其力学性能指标可满足托盘产品的需要。中国专利CN105295164A公开了一种冷冻和冷藏食品包装用塑料托盘，涉及塑料制品生产
，由如下重量份数的原料制成：高密度聚乙烯80-90份、有机硅树脂20-25份、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物14-18份、沸石粉12-16份、植物蛋白10-15份、甘油10-15份、鲸蜡醇8-12份、防霉剂6-10份、聚乙二醇4006-10份、1,2-环己烷-二羧酸二异丙酯5-8份、棕榈蜡5-8份、油酰二乙醇胺3-6份、二巯基醋酸异辛酯2-4份。该专利技术以高密度聚乙烯和有机硅树脂为主要原料，辅以多种功能助剂，制得的塑料托盘安全无毒，具有优异的耐低温性、耐压性、防渗性和防潮性，且不与保鲜膜发生粘连，适用于多种冷冻和冷藏食品的包装。中国专利CN102492304B公开了一种植物纤维基交联型木塑复合材料的制备方法，属于复合木塑材料制备
首先对植物纤维进行有机化改性，将有机化改性的后植物纤维、聚烯烃树脂和交联剂相混合，使混合物在双螺杆挤出机中反应挤出。该专利技术木塑复合材料的制备方法，在有机化处理后的植物纤维中加入含有反应活性的微交联剂，采用通用的设备进行生产，采用独特的交联配方，通过反应挤出，产品制造在较低温度下进行，避免了纤维素类填充物的热降解和化学降解，具有制备方法简单，产品力学性能良好等优点。上述公开的托盘专用料虽然解决了部分托盘原料的缺陷，但材料功能性不全面，效果仍不很理想，同时，以碳酸钙、纳米碳酸钙和硅酸盐等无机盐为填充料，不易生物降解、易使土壤碱化，会造成环境严重污染，并且抗氧化剂均为化工原料，会造成二次污染。碳纤维在传统使用中除用作绝热保温材料外。多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合材料。碳纤维已成为先进复合材料最重要的增强材料。由于碳纤维复合材料具有轻而强、轻而刚、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、结构尺寸稳定性好以及设计性好、可大面积整体成型等特点，已在航空航天、国防军工和民用工业的各个领域得到广泛应用。碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。高性能碳纤维是制造先进复合材料最重要的增强材料。碳纳米管在力学方面具有极高的强度、韧性和弹性模量。其弹性可达1TPa,约为钢的5倍，与金刚石的弹性模量几乎相同，其弹性应变约为5％，最高可达12％。碳纳米管无论是强度还是韧性都远远优于任何纤维材料。将碳纳米管作为复合材料增强体，可表现出良好的强度、弹性、抗疲劳性。碳纳米管不仅具有优异的力学性能，还具有优异的电学、光学性能。大量实验表明，与其它增强体(如炭黑、碳纤维或金属填充物等)相比，碳纳米管对聚合物基复合材料导电性能的改善效果更为显著，由于碳纳米管具有纳米级尺寸，加入量少，其聚合物复合材料在获得良好的导电性能的同时，还可增强其机械性能及其它性能，同时还有利于高分子材料其它性能的设计，因此受到广泛关注。但是碳纤维、碳纳米管表面的活性基团非常少，与高分子材料基团的相互作用很弱，而且碳纳米管的长径比和比表面积大，用于制备高分子复合材料时难于在聚合物中分散均匀，极易出现团聚现象，无法体现出其优异性能。因此对碳纳米管的表面改性显得极为重要。综上，科学复配功能性材料，持续、全面改善塑料托盘专用料的功能特性，以有机可降解原料代替无机化工原料，制备一种材料及使用性能良好的环保型塑料托盘专用料很有必要。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是克服现有塑料托盘专用料及其制备方法的缺陷，以高密度聚乙烯为主要原料，优化原料种类和配方，科学复配可显著提高抗冲击性能且易生物降解、降低生产成本的钙果纤维；可显著提高塑料托盘专用料耐高温、抗静电、抗收缩性能及相对拉伸负荷、强度、韧性及弹性模量的改性纳米碳；可有效提高塑料托盘专用料抗氧化性的复合抗氧剂；与其它加工助剂协同作用，最终制得一种材料及使用性能良好的环保型抗静电塑料托盘专用料。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种抗静电塑料托盘专用料，主要由以下重量份数的原料制备：高密度聚乙烯100-150份，钙果纤维8-12份，改性纳米碳7-9份，防老化剂2-4份，紫外线吸收剂1-3份，偶联剂0.8-1.2份，成核剂0.6-1.0份，润滑剂0.6-1份，复合抗氧剂0.6-0.8份。进一步地，所述钙果纤维是以含钙、铁量较高的天然植物—钙果茎、钙果叶和废木屑为原料，经超声及高压脉冲电场提取、生物酶漂白及适度酶解、微波干燥、挤压膨化、超微粉碎而制得；优选地，所述钙果纤维的制备方法，包括如下步骤：将新鲜钙果茎、钙果叶和废木屑按质量比8-10:8-10:3-5均匀混本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗静电塑料托盘专用料，主要由以下重量份数的原料制备：高密度聚乙烯100‑150份，钙果纤维8‑12份，改性纳米碳7‑9份，防老化剂2‑4份，紫外线吸收剂1‑3份，偶联剂0.8‑1.2份，成核剂0.6‑1.0份，润滑剂0.6‑1份，复合抗氧剂0.6‑0.8份。

【技术特征摘要】
1.一种抗静电塑料托盘专用料，主要由以下重量份数的原料制备：高密度聚乙烯100-150份，钙果纤维8-12份，改性纳米碳7-9份，防老化剂2-4份，紫外线吸收剂1-3份，偶联剂0.8-1.2份，成核剂0.6-1.0份，润滑剂0.6-1份，复合抗氧剂0.6-0.8份。2.如权利要求1所述的抗静电塑料托盘专用料，其特征在于，所述钙果纤维的制备方法，包括如下步骤：将新鲜钙果茎、钙果叶和废木屑按质量比8-10:8-10:3-5均匀混合，破碎，加入破碎物质量0.8-1.2倍的水，室温200-400W、35-40KHz条件超声提取10-15min,然后在电场强度20-40kV/cm，脉冲时间400-600μs,脉冲频率200-400Hz条件下进行高压脉冲电场处理10-15min；调节pH值为6-10，加入混合物质量0.1-0.3％的生物酶，于50-60℃酶解10-15min；酶解液减压浓缩至固形物含量为40-60％，放入微波干燥机于2000W、130-150℃进行间歇式干燥，使之水分达到8-10％，然后粉碎至粒径0.4-0.6mm，加入粉碎物质量0.2-0.4％的碳酸氢钠，均匀混合，调整混合物水分含量为15-18％，室温、密封静置1.5-2.5h，于螺杆转速105-115r/min、温度140-160℃条件挤压膨化，然后超微粉碎至粒径10-15μm，最后于100-115℃干燥4-6h即得钙果纤维；所述生物酶为碱性木聚糖酶、漆酶、葡聚糖酶、甘露糖酶、戊聚糖酶按质量比4-6:2-4:1-3:1-2:0.5-1.5均匀混合。3.如权利要求1所述的抗静电塑料托盘专用料，其特征在于，所述改性纳米碳是将单壁或多壁碳纳米管和碳纤维与过硫酸铵在水相体系经超声分散和高压脉冲电场处理后温和反应纯化、改性制得。4.如权利要求1或3所述的抗静电塑料托盘专用料，其特征在于，所述改性纳米碳的制备方法，包括如下步骤：将中模碳纤维、单壁碳纳米管、过硫酸铵和去离子水按质量比1:1-1.2:80-100:1000均匀混合，首先在功率200-400W、频率20-24KHz超声处理20-40min，然后在电场强度7-12kV/cm，脉冲时间200-400μs,脉冲频率100-300Hz条件下进行高压脉冲电场处理10-15min；经处理后的混合物在转速100-120r/min、温度50-70℃反应0.5-2.5h,反应液用孔径0.22μm的PP微孔过滤膜进行过滤，并用去离子水反复洗涤至中性，最后于70-80℃真空干燥至恒重，粉碎，即得改性纳米碳。5.如权利要求1所述的抗静电塑料托...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵素英，
申请(专利权)人：北京科慧通智慧科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11