本发明涉及物流运输辅助设备技术领域，尤其涉及一种轻质托盘及其制备方法。
背景技术：
在物流运输过程中，需要在货物下方垫设托盘，其作用在于为叉车货叉预留容纳空间。目前，应用于物流运输的托盘，其材质主要包括金属、木材和硬质塑料。其中，金属材质的托盘虽然载荷性能好，但是质量大，容易被腐蚀，且制备成本高。木材材质的托盘虽然制备成本低，但容易腐烂，使用周期短。硬质塑料材质的托盘虽然在一定程度上能够降低叉车载荷要求，但缓冲性能差，易脆易老化，容易被折断，且污染环境。
基于目前物流运输过程使用的托盘，难以有效兼顾载荷性、环保性和节能性，因此，提供一种载荷性能强，且节能、环保的轻质托盘成为业界亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种轻质托盘及其制备方法，解决目前在物流运输过程使用的托盘质量过大，且难以有效兼顾载荷性、环保性和节能性的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种轻质托盘，包括面板和支脚，所述支脚设置在所述面板的底部；
所述支脚设置有多组，每组所述支脚沿所述面板的长度方向设置，且每组支脚中，相邻两个所述支脚的间距相等；
所述面板和所述支脚的制备原料pmi泡沫材料、聚脲树脂和pbo纤维。
该轻质面板由面板和支脚组成，面板可以承载货物。面板的底部设置支脚，支脚包括分为若干组，每组支脚沿面板的长度方向设置，且每组相邻两个支脚的间距相等。该种设置方式，一方面可以为面板提供支撑，另一方面可以为叉车的货叉预留容纳空间。本发明提供的轻质托盘，具有设计独特的支脚。当叉车转移轻质托盘及其承载的货物时，能够实现四面进叉。相对于二面进叉的普通托盘，该轻质托盘更具便捷性。当然，针对客户的个性化定制，本发明提供的轻质托盘既可被设计为四面进叉型，亦可被设计为二面进叉型。
面板和支脚的制备原料为pmi泡沫材料、聚脲树脂和pbo纤维。
pmi泡沫材料，即聚甲基丙烯酰亚胺，其性能优点在于：具有高力学性能，具有高比强度和高比模量，其拉伸、压缩、弯曲、剪切等各项强度和模量均远优于pvc、pu、pet等其他泡沫或轻木芯材，且各向同性，可提高强度、改进刚性、减轻重量；具有高耐热性能，具有独特的交联结构、酰亚胺环结构，高温稳定性和耐压性好，热变形温度200℃，适应高温模压或真空热压罐共固化成型工艺，缩短工艺时间、提高生产效率、改进结构性能；具有高闭孔率，闭孔率95％～98％，用于复合夹芯结构，可以避免蜂窝芯材可能出现的吸潮、脱胶问题，改进安全性能、延长使用寿命。高闭孔率与细密均匀的泡孔，也使材料具有良好的隔热、隔潮性能；pmi泡沫材料易于粘接，能适应环氧、不饱和聚酯等各种树脂体系，粘接强度高；具有加工便利性，可以在加热条件下弯曲成型为各种曲面，提高了设计自由度；具有耐疲劳性，其独特的分子结构赋予其良好的耐疲劳性能，特别适用于承受动态载荷的复合夹层结构。
聚脲树脂具有质轻耐重、防火耐腐的优点。聚脲树脂的重量非常轻，而且抗压耐冲击力很强，受到重击也不会产生裂纹。聚脲树脂还具有防火的功能，而且它的耐腐蚀性也很好，无论日晒雨淋，季节变化都不会受腐蚀而老化。
pbo纤维耐热性相当高，热质量分析结构表明在空气中的热解温度为500摄氏度以上，pbo纤维在1000摄氏度仅分解28％；pbo纤维在受到冲击时可原纤化而吸收大量的冲击能，是十分优异的耐冲击材料，pbo纤维的最大冲击载荷和能量吸收均高于芳纶和碳纤维；pbo纤维具有良好的稳定性，它在50％断裂载荷下100h的塑性形变不超过0.03％；最后，pbo纤维的耐磨和耐弯曲疲劳性能优良。
本发明提供的轻质托盘，其面板和支脚主要由pmi泡沫材料制成，这使得该轻质托盘不仅有质量小、耐压性好和承载能力强的优势，而且稳定性好，使用寿命长。面板和支脚的表面经过聚脲树脂和pbo纤维材料处理，使得该轻质托盘不仅防火耐腐、耐磨损，而且抗冲击能力强。此外，该轻质托盘的制备原材料为无机、植物纤维等材料，并且芯材经过防火树脂浸渍，放射性符合国家标准，环保性能符合国家规定。该轻质托盘经过角跌落实验，对角线变化率不超过4％；破损或损坏程度，对托盘性能或功能没有影响；该轻质托盘的重复利用率为100％。故而，该轻质托盘还具有节能的优点。
进一步，所述面板为呈长方体形；所述面板的顶部设有凹槽；相邻两组所述支脚的间距相等。
该轻质托盘的面板呈长方体形，能保证叉车利用托盘运送货物的稳定性。面板的顶部设有凹槽是为了增大轻质托盘与所承载货物之间的摩擦力，并且，凹槽还能起到导流和减重的作用。相邻两组所述支脚的间距相等，同样是为了保证四面进叉的实现。
进一步，每个所述支脚远离所述面板的一侧设有多个从所述支脚向所述面板延伸的空腔，每个所述支脚中，相邻两个所述空腔的间距相等，且所述空腔呈三棱柱形。
每个支脚设置空腔，是为了在保证轻质面板发挥功能的同时，尽可能地减轻托盘的整体重量。空腔设置为三棱柱形，能够最大程度地减轻支脚的质量。另外，空腔不局限于三棱柱形，也可被设置为长方体形或圆柱体形等。
本发明提供的轻质托盘，其支脚设置空腔的另一个目的，是为了方便植入物联网智能装置，可跟踪定位托盘位置和运行轨迹，不间断地监控托盘的流向。还可加入关于环境监控的传感器，如温度传感器或湿度传感器等。
进一步，所述面板的长度为1000-1400mm，宽度为800-1200mm，厚度为40-60mm；所述支脚的高度为80-100mm，每组支脚中相邻两个所述支脚的间距为280-400mm。
本发明提供的轻质托盘主要规格有：1200×1000mm、1100×1100mm、1200×800mm、1100×800mm，符合中华人民共和国国家托盘尺寸标准，该轻质托盘能够满足集装箱等物流运输的需求。本发明提供的轻质托盘，包括但不限于上述规格。根据客户对托盘的不同需求，可自由制备不同长度×宽度的轻质托盘。此外，本发明提供的轻质托盘，其高度(面板厚度 支脚高度)通常为140mm。当然，根据客户的需求，可对轻质托盘的高度作不同的设计。
一种制备权利要求1-4所述轻质托盘的方法，包括如下步骤：
s1、将pmi泡沫材料送入托盘模具中定型，获得整体托盘；
s2、将整体托盘从托盘模具中脱离，烘干后获得托盘基体；
s3、将聚脲树脂和pbo纤维混合后，喷涂在托盘基体的表面，形成均匀的纤维涂层，制得轻质托盘。
将pmi泡沫材料送入托盘模具中，利用托盘模具将pmi泡沫材料定型，获得整体托盘。利用水冲洗托盘模具，能脱离出整体托盘。烘干可清除表面的水分。将聚脲树脂和pbo纤维混合后，喷涂在托盘基体的表面，能够在托盘基体的表面形成纤维涂层，使得该轻质托盘防火耐腐，并增强该轻质托盘的抗冲击性能。
利用pmi泡沫材料为主要材料制备轻质托盘，使得该托盘基体质量轻，承载能力强。该托盘基体表面喷涂聚脲树脂和pbo纤维材料，进一步提高了该托盘的承载能力(极限载荷2383kg)，使得该托盘防火耐腐、耐磨损，而且抗冲击能力强。而且，由于该托盘体积表面包裹的聚脲树脂和pbo纤维材料无毒无害，环保性能好。该轻质托盘使用寿命长，可重复利用，能够节约资源，故而具有节能性。
进一步，所述步骤s1具体包括：
利用压强为6mpa-12mpa的水蒸气将pmi泡沫材料送入180-300℃的托盘模具中定型，获得整体托盘。
在上述压强和温度范围内，即可实现pmi泡沫材料在托盘模具内定型。压强为6mpa-12mpa的水蒸气可将pmi泡沫材料无偏差的送入托盘模具中，且不会造成环境污染。
进一步，所述步骤s2具体包括：
利用压强为1mpa-10mpa的水冲洗托盘模具，使整体托盘从托盘模具中脱离，烘干后获得托盘基体。
利用高压水，可快速的将整体托盘从托盘模具中脱离出来。烘干过程，可除去托盘基体表面的水分，利于后续操作。
进一步，所述聚脲树脂和所述pbo纤维的质量比为1：(1-2)。
将质量比1：(1-2)的聚脲树脂和pbo纤维材料，喷涂于托盘基体的表面，可增强该轻质托盘的承载能力，使得该轻质托盘防火耐腐，能抵抗很大的冲击力。
与现有技术相比，本发明提供的一种轻质托盘，包括面板和支脚，该面板和支脚主要由pmi泡沫材料制成，这使得该轻质托盘不仅有质量小(仅为现存市场托盘质量的一半)、耐压性好和承载能力强的优势，而且能够防潮、防水、防火，稳定性好，使用寿命长。面板和支脚的表面经过聚脲树脂和pbo纤维材料处理，使得该轻质托盘不仅防火耐腐、耐磨损，而且抗冲击能力强。由于该轻质托盘的制备原材料无毒无害无辐射，不会污染环境。该轻质托盘可回收做原材料，重复利用率为100％，能够节约资源、降低成本。故而，本发明提供的轻质托盘载荷性能强，并且具有环保、节能的优点。
本发明提供的轻质托盘制备方法，利用pmi泡沫材料为主要材料制备轻质托盘，使得该托盘基体质量轻，承载能力强。该托盘基体表面喷涂聚脲树脂和pbo纤维材料，进一步提高了该托盘的承载能力(极限载荷2383kg)，使得该托盘防火耐腐、耐磨损，而且抗冲击能力强。该轻质托盘，整体压制成型，无钉连接，不伤所托物品，安全可靠。而且，由于该托盘体积表面包裹的聚脲树脂和pbo纤维材料无毒无害，环保性能好。该轻质托盘使用寿命长，可重复利用，能够节约资源，故而具有节能性。
附图说明
图1本发明提供的轻质托盘正面示意图；
图2本发明提供的轻质托盘底面示意图
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、面板，2、支脚，3、凹槽，4、空腔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“中心”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
一种轻质托盘，包括面板1和支脚2，支脚2设置在面板1的底部；
支脚2设置有多组，每组支脚2沿所述面板1的长度方向设置，且每组支脚2中，相邻两个支脚2的间距均为280mm；
面板1和支脚2的制备原料pmi泡沫材料、聚脲树脂和pbo纤维。
该轻质托盘选用pmi泡沫材料、聚脲树脂和pbo纤维为原料，无毒无害，属于环保产品。该轻质托盘的质量轻，是现存市场所用托盘重量的一半。它能够防潮、防水、防火。与塑料托盘相比，该轻质托盘废弃后，可回收为原材料，大大降低制作轻质托盘的成本。该轻质托盘可多次重复使用，用水冲洗如新。现有的塑料托盘为硬质塑料托盘，易脆易老化，使用寿命短，废弃后污染环境。本发明提供的轻质托盘使用寿命长，耐磨损。最后，该轻质托盘，整体压制成型，无其他连接，不会损伤所托物品，安全可靠。
为了加大物品与面板1之间的摩擦，面板1为呈长方体形；面板1的顶部设有凹槽3；相邻两组支脚2的间距相等。
优选的，每个支脚2远离面板1的一侧设有多个从支脚2向面板1延伸的空腔4，每个支脚2中，相邻两个空腔4的间距相等，且空腔4呈三棱柱形。
在支脚2内部设置空腔4，可进一步减轻轻质托盘的重量。
根据轻质托盘的载重能力和货物运输需求，同时兼顾叉车的托举能力，本发明提供的轻质托盘，面板1的长度为1000mm，宽度为800mm，厚度为40mm；支脚2的高度为80mm。
上述托盘通过如下步骤制备：
s1、利用压强为6mpa的水蒸气将pmi泡沫材料送入180℃的托盘模具中定型，获得整体托盘；
s2、利用压强为1mpa的水冲洗托盘模具，使整体托盘从托盘模具中脱离，烘干后获得托盘基体；
s3、将聚脲树脂和pbo纤维按照质量比为1：1混合后，喷涂在托盘基体的表面，形成均匀的纤维涂层，制得轻质托盘。
该轻质托盘的质量为9.54kg。叉举实验表明，该轻质托盘的极限载荷为2383kg，加载挠度值为18mm，残余挠度值为1mm。经过吸水性实验，证明该轻质托盘能够防潮、防水。经过防火试验，证明该轻质托盘能防火。通过放射性实验，证明其放射性符合国家标准。
实施例2
一种轻质托盘，包括面板1和支脚2，支脚2设置在面板1的底部；
支脚2设置有多组，每组支脚2沿所述面板1的长度方向设置，且每组支脚2中，相邻两个支脚2的间距均为340mm；
面板1和支脚2的制备原料pmi泡沫材料、聚脲树脂和pbo纤维。
该轻质托盘选用pmi泡沫材料、聚脲树脂和pbo纤维为原料，无毒无害，属于环保产品。该轻质托盘的质量轻，是现存市场所用托盘重量的一半。它能够防潮、防水、防火。与塑料托盘相比，该轻质托盘废弃后，可回收为原材料，大大降低制作轻质托盘的成本。该轻质托盘可多次重复使用，用水冲洗如新。现有的塑料托盘为硬质塑料托盘，易脆易老化，使用寿命短，废弃后污染环境。本发明提供的轻质托盘使用寿命长，耐磨损。最后，该轻质托盘，整体压制成型，无其他连接，不会损伤所托物品，安全可靠。
为了加大物品与面板1之间的摩擦，面板1为呈长方体形；面板1的顶部设有凹槽3；相邻两组支脚2的间距相等。
优选的，每个支脚2远离面板1的一侧设有多个从支脚2向面板1延伸的空腔4，每个支脚2中，相邻两个空腔4的间距相等，且空腔4呈三棱柱形。
在支脚2内部设置空腔4，可进一步减轻轻质托盘的重量。
根据轻质托盘的载重能力和货物运输需求，同时兼顾叉车的托举能力，本发明提供的轻质托盘，面板1的长度为1200mm，宽度为1000mm，厚度为50mm；支脚2的高度为90mm。
上述托盘通过如下步骤制备：
s1、利用压强为9mpa的水蒸气将pmi泡沫材料送入240℃的托盘模具中定型，获得整体托盘；
s2、利用压强为5mpa的水冲洗托盘模具，使整体托盘从托盘模具中脱离，烘干后获得托盘基体；
s3、将聚脲树脂和pbo纤维按照质量比为1：1.5混合后，喷涂在托盘基体的表面，形成均匀的纤维涂层，制得轻质托盘。
该轻质托盘的质量为10.26kg。叉举实验表明，该轻质托盘的极限载荷为2239kg，加载挠度值为17mm，残余挠度值为1.2mm。经过吸水性实验，证明该轻质托盘能够防潮、防水。经过防火试验，证明该轻质托盘能防火。通过放射性实验，证明其放射性符合国家标准。
实施例3
一种轻质托盘，包括面板1和支脚2，支脚2设置在面板1的底部；
支脚2设置有多组，每组支脚2沿所述面板1的长度方向设置，且每组支脚2中，相邻两个支脚2的间距均为400mm；
面板1和支脚2的制备原料pmi泡沫材料、聚脲树脂和pbo纤维。
该轻质托盘选用pmi泡沫材料、聚脲树脂和pbo纤维为原料，无毒无害，属于环保产品。该轻质托盘的质量轻，是现存市场所用托盘重量的一半。它能够防潮、防水、防火。与塑料托盘相比，该轻质托盘废弃后，可回收为原材料，大大降低制作轻质托盘的成本。该轻质托盘可多次重复使用，用水冲洗如新。现有的塑料托盘为硬质塑料托盘，易脆易老化，使用寿命短，废弃后污染环境。本发明提供的轻质托盘使用寿命长，耐磨损。最后，该轻质托盘，整体压制成型，无其他连接，不会损伤所托物品，安全可靠。
为了加大物品与面板1之间的摩擦，面板1为呈长方体形；面板1的顶部设有凹槽3；相邻两组支脚2的间距相等。
优选的，每个支脚2远离面板1的一侧设有多个从支脚2向面板1延伸的空腔4，每个支脚2中，相邻两个空腔4的间距相等，且空腔4呈三棱柱形。
在支脚2内部设置空腔4，可进一步减轻轻质托盘的重量。
根据轻质托盘的载重能力和货物运输需求，同时兼顾叉车的托举能力，本发明提供的轻质托盘，面板1的长度为1400mm，宽度为1200mm，厚度为60mm；支脚2的高度为100mm。
上述托盘通过如下步骤制备：
s1、利用压强为12mpa的水蒸气将pmi泡沫材料送入300℃的托盘模具中定型，获得整体托盘；
s2、利用压强为10mpa的水冲洗托盘模具，使整体托盘从托盘模具中脱离，烘干后获得托盘基体；
s3、将聚脲树脂和pbo纤维按照质量比为1：2混合后，喷涂在托盘基体的表面，形成均匀的纤维涂层，制得轻质托盘。
该轻质托盘的质量为10.92kg。叉举实验表明，该轻质托盘的极限载荷为2359kg，加载挠度值为18mm，残余挠度值为1.5mm。经过吸水性实验，证明该轻质托盘能够防潮、防水。经过防火试验，证明该轻质托盘能防火。通过放射性实验，证明其放射性符合国家标准。
实施例1-3表明，本发明提供的轻质托盘，质量轻，承载能力强。该轻质托盘防潮、防水、防火，且无毒无害，环保性能好。该轻质托盘使用寿命长，可重复利用，能够节约资源，具有节能性。本发明提供的轻质托盘制备方法，利用无毒无害材料，制备的轻质托盘质量轻，载荷能力强，且具有环保、节能的优点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种轻质托盘，其特征在于，包括面板(1)和支脚(2)，所述支脚(2)设置在所述面板(1)的底部；
所述支脚(2)设置有多组，每组所述支脚(2)沿所述面板(1)的长度方向设置，且每组支脚(2)中，相邻两个所述支脚(2)的间距相等；
所述面板(1)和所述支脚(2)的制备原料包括pmi泡沫材料、聚脲树脂和pbo纤维。
2.根据权利要求1所述的轻质托盘，其特征在于，
所述面板(1)呈长方体形；所述面板(1)的顶部设有凹槽(3)；
相邻两组所述支脚(2)的间距相等。
3.根据权利要求2所述的轻质托盘，其特征在于，每个所述支脚(2)远离所述面板(1)的一侧设有多个从所述支脚(2)向所述面板(1)延伸的空腔(4)，每个所述支脚(2)中，相邻两个所述空腔(4)的间距相等，且所述空腔(4)呈三棱柱形。
4.根据权利要求3所述的轻质托盘，其特征在于，
所述面板(1)的长度为1000-1400mm，宽度为800-1200mm，厚度为40-60mm；所述支脚(2)的高度为80-100mm，每组支脚(2)中相邻两个所述支脚(2)的间距为280-400mm。
5.一种制备权利要求1-4所述轻质托盘的方法，其特征在于，包括如下步骤：
s1、将pmi泡沫材料送入托盘模具中定型，获得整体托盘；
s2、将整体托盘从托盘模具中脱离，烘干后获得托盘基体；
s3、将聚脲树脂和pbo纤维混合后，喷涂在托盘基体的表面，形成均匀的纤维涂层，制得轻质托盘。
6.根据权利要求5所述制备轻质托盘的方法，其特征在于，所述步骤s1具体包括：
利用压强为6mpa-12mpa的水蒸气将pmi泡沫材料送入180-300℃的托盘模具中定型，获得整体托盘。
7.根据权利要求5所述制备轻质托盘的方法，其特征在于，所述步骤s2具体包括：
利用压强为1mpa-10mpa的水冲洗托盘模具，使整体托盘从托盘模具中脱离，烘干后获得托盘基体。
8.根据权利要求5-7任一项所述制备轻质托盘的方法，其特征在于，在步骤s3中，所述聚脲树脂和所述pbo纤维的质量比为1：(1-2)。
技术总结