一种花卉种植用塑料盆及其制备方法与流程

1.本发明属于塑料制品技术领域，具体涉及一种花卉种植用塑料盆及其制备方法。


背景技术：

2.塑料花盆是一种种植花卉用的常用器具，相较于传统的瓷器花盆可以减少种植的植株的浇水次数，并且价格便宜，通过模具注塑成型即可制备出多种多样的花盆。无论是花卉基地育苗、城市美化摆放还是家庭养花，都大大增加了塑料花盆的使用量，为了降低成本，出现了许多薄壁的塑料花盆，这些花盆容易破裂，耐用性差，仍然造成了极大的浪费；厚壁的塑料花盆往往价格比较昂贵，为了降低成本，可以制备出带有适量空隙的花盆，但是降低了其阻燃性能，容易增加花盆生产厂家的安全隐患。
3.所以在降低花盆生产成本的同时，还需要增加其阻燃性能。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种花卉种植用塑料盆及其制备方法，以解决背景技术中的问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种花卉种植用塑料盆，按质量份计，包括如下原料：
6.聚氯乙烯树脂100份、增塑剂8-12份、填料50-55份、润滑剂0.5-0.8份、阻燃剂6-7份、致孔微胶囊20-25份和改性成炭剂6-8份。
7.进一步地，增塑剂为己二酸丙二醇聚酯。
8.进一步地，润滑剂为石蜡、硬脂酸和硬脂酸钙中的一种或几种按任意比混合。
9.进一步地，填料为碳酸钙。
10.进一步地，阻燃剂为氯化石蜡。
11.进一步地，致孔微胶囊通过如下步骤制备：
12.步骤一：在烧杯中加入去离子水、氢氧化镁、十二烷基硫酸钠、氯化钠和氯化镁，在冰水浴和100-200r/min的条件下搅拌15-20min，形成稳定的水相；
13.步骤二：将丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、引发剂、发泡剂和交联剂加入新的烧瓶中，在冰水浴的条件下搅拌混合，得到油相；
14.步骤三：在冰水浴的条件下将水相和油相混合，在3000r/min的条件下搅拌15-20min，形成水包油结构的液滴并分散均匀，得到分散液；十二烷基硫酸钠作为表面活性剂降低液滴的表面张力，在氮气的保护下和300-400r/min的条件下搅拌45-60min，然后升温至60℃保温反应10h，最后升温至65℃保温反应1-2h，单体在油水界面发生聚合成为壁层，将发泡剂等物质包裹；冷却后将反应液用孔径为5μm的铜网过滤并收集固体，将固体用质量分数为10％的盐酸洗涤3-4次，然后用蒸馏水洗涤3-4次，转移至恒温干燥箱中在50℃的条件下干燥3-5h，得到致孔微胶囊。
15.进一步地，去离子水、氢氧化镁、十二烷基磺酸钠、氯化钠和氯化镁的用量比为
5min后在80-100mpa的注射压力下注射到模具中，控制模具温度为40-55℃，冷却脱模后得到花卉种植用塑料盆。
31.本发明的有益效果：
32.该花卉种植用塑料花盆采用聚氯乙烯树脂作为主要原料，相比于其他塑料原料，价格更低；通过丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯为聚合单体，加入交联剂和引发剂的制备出壁层，将发泡剂等物质包裹，形成致孔微胶囊，致孔微胶囊与各原料捏合后均匀地分散在制备的母粒当中，随后在高温熔融过程中，发泡剂等低沸点小分子物质受热膨胀，减少注塑时模具中原料的添加量，减少生产成本，制备出厚壁花盆的同时减少花盆的质量，且对其强度影响较小。
33.生产原料中添加有改性成炭剂，改性成炭剂通过硅烷偶联剂进行处理，增加了其与其他组分的相容性，有利于分散均匀；改性成炭剂首先通过三聚氯氰与吗啉发生亲核取代，得到一取代的中间产物1，然后与哌嗪发生缩聚反应，得到硅烷偶联剂改性前的成炭剂；改性成炭剂在塑料花盆燃烧时能够形成碳层，起到隔绝氧气的效果，增加了阻燃性能，能够有效防止塑料花盆在明火的条件下继续燃烧，防止火势蔓延造成更大的经济损失。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
35.实施例1
36.制备致孔微胶囊，包括如下步骤制备：
37.步骤一：在烧杯中加入100ml去离子水、12g氢氧化镁、1g十二烷基硫酸钠、30g氯化钠和10g氯化镁，在冰水浴和100r/min的条件下搅拌15min，形成稳定的水相；
38.步骤二：将27g丙烯腈、33g甲基丙烯酸甲酯、0.6g过氧化二苯甲酰、25g偶氮二甲酰胺的三氯甲烷饱和液和0.3g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵加入新的烧瓶中，在冰水浴的条件下搅拌混合，得到油相；
39.步骤三：在冰水浴的条件下将水相和油相混合，在3000r/min的条件下搅拌15min，形成水包油结构的液滴并分散均匀，得到分散液；十二烷基硫酸钠作为表面活性剂降低液滴的表面张力，在氮气的保护下和300r/min的条件下搅拌45min，然后升温至60℃保温反应10h，最后升温至65℃保温反应1h，单体在油水界面发生聚合成为壁层，将发泡剂等物质包裹；冷却后将反应液用孔径为5μm的铜网过滤并收集固体，将固体用质量分数为10％的盐酸洗涤3次，然后用蒸馏水洗涤3次，转移至恒温干燥箱中在50℃的条件下干燥3h，得到致孔微胶囊。
40.实施例2
41.制备致孔微胶囊，包括如下步骤制备：
42.步骤一：在烧杯中加入100ml去离子水、12g氢氧化镁、1.5g十二烷基硫酸钠、30g氯化钠和10g氯化镁，在冰水浴和150r/min的条件下搅拌18min，形成稳定的水相；
43.步骤二：将27g丙烯腈、33g甲基丙烯酸甲酯、0.6g过氧化二苯甲酰、25g偶氮二异丁
腈的三氯甲烷的饱和液和0.3g n,n'-亚甲基双丙烯酰胺加入新的烧瓶中，在冰水浴的条件下搅拌混合，得到油相；
44.步骤三：在冰水浴的条件下将水相和油相混合，在3000r/min的条件下搅拌18min，形成水包油结构的液滴并分散均匀，得到分散液；十二烷基硫酸钠作为表面活性剂降低液滴的表面张力，在氮气的保护下和350r/min的条件下搅拌50min，然后升温至60℃保温反应10h，最后升温至65℃保温反应1.5h，单体在油水界面发生聚合成为壁层，将发泡剂等物质包裹；冷却后将反应液用孔径为5μm的铜网过滤并收集固体，将固体用质量分数为10％的盐酸洗涤4次，然后用蒸馏水洗涤4次，转移至恒温干燥箱中在50℃的条件下干燥4h，得到致孔微胶囊。
45.实施例3
46.制备致孔微胶囊，包括如下步骤制备：
47.步骤一：在烧杯中加入100ml去离子水、12g氢氧化镁、2g十二烷基硫酸钠、30g氯化钠和10g氯化镁，在冰水浴和200r/min的条件下搅拌20min，形成稳定的水相；
48.步骤二：将27g丙烯腈、33g甲基丙烯酸甲酯、0.6g过氧化二苯甲酰、25g偶氮二甲酰胺的三氯甲烷饱和液和0.3g n,n'-亚甲基双丙烯酰胺加入新的烧瓶中，在冰水浴的条件下搅拌混合，得到油相；
49.步骤三：在冰水浴的条件下将水相和油相混合，在3000r/min的条件下搅拌20min，形成水包油结构的液滴并分散均匀，得到分散液；十二烷基硫酸钠作为表面活性剂降低液滴的表面张力，在氮气的保护下和400r/min的条件下搅拌60min，然后升温至60℃保温反应10h，最后升温至65℃保温反应2h，单体在油水界面发生聚合成为壁层，将发泡剂等物质包裹；冷却后将反应液用孔径为5μm的铜网过滤并收集固体，将固体用质量分数为10％的盐酸洗涤4次，然后用蒸馏水洗涤4次，转移至恒温干燥箱中在50℃的条件下干燥5h，得到致孔微胶囊。
50.实施例4
51.制备改性成炭剂，包括如下步骤：
52.步骤1：在4℃的条件下向烧瓶中加入18g三聚氯氰和400ml质量分数为3％的氯化钠水溶液，搅拌5min备用；取9g吗啉混入50ml质量分数为8％的氢氧化钠溶液中，然后缓慢滴加到烧瓶中，反应2h，生成大量白色沉淀后抽滤，用冰水洗涤沉淀，干燥后得到中间产物1；
53.步骤2：将23.5g中间产物1用400ml蒸馏水溶解，得到中间产物1的水溶液备用；取9g哌嗪混入100ml质量分数为8％的氢氧化钠溶液中，得到哌嗪碱溶液备用；取一半量的哌嗪碱溶液缓慢滴加到中间产物1的水溶液中，升温至50℃反应3h，然后将剩余的一半量的哌嗪碱溶液滴加到反应体系中，升高温度回流反应10h，冷却至室温后抽滤得到固体产物，将固体产物用冰水洗涤2次，干燥，得到白色粉末状的成炭剂；
54.步骤3：取20g成炭剂粉末与60g硅烷偶联剂混合，搅拌20min后抽滤，干燥，获得改性成炭剂。
55.实施例5
56.制备改性成炭剂，包括如下步骤：
57.步骤1：在2℃的条件下向烧瓶中加入18g三聚氯氰和400ml质量分数为3％的氯化
钠水溶液，搅拌8min备用；取9g吗啉混入50ml质量分数为8％的氢氧化钠溶液中，然后缓慢滴加到烧瓶中，反应2.3h，生成大量白色沉淀后抽滤，用冰水洗涤沉淀，干燥后得到中间产物1；
58.步骤2：将23.5g中间产物1用400ml蒸馏水溶解，得到中间产物1的水溶液备用；取9g哌嗪混入100ml质量分数为8％的氢氧化钠溶液中，得到哌嗪碱溶液备用；取一半量的哌嗪碱溶液缓慢滴加到中间产物1的水溶液中，升温至52℃反应3.2h，然后将剩余的一半量的哌嗪碱溶液滴加到反应体系中，升高温度回流反应11h，冷却至室温后抽滤得到固体产物，将固体产物用冰水洗涤2次，干燥，得到白色粉末状的成炭剂；
59.步骤3：取20g成炭剂粉末与80g硅烷偶联剂混合，搅拌25min后抽滤，干燥，获得改性成炭剂。
60.实施例6
61.制备改性成炭剂，包括如下步骤：
62.步骤1：在0℃的条件下向烧瓶中加入18g三聚氯氰和400ml质量分数为3％的氯化钠水溶液，搅拌10min备用；取9g吗啉混入50ml质量分数为8％的氢氧化钠溶液中，然后缓慢滴加到烧瓶中，反应2.5h，生成大量白色沉淀后抽滤，用冰水洗涤沉淀，干燥后得到中间产物1；
63.步骤2：将23.5g中间产物1用400ml蒸馏水溶解，得到中间产物1的水溶液备用；取9g哌嗪混入100ml质量分数为8％的氢氧化钠溶液中，得到哌嗪碱溶液备用；取一半量的哌嗪碱溶液缓慢滴加到中间产物1的水溶液中，升温至55℃反应3.5h，然后将剩余的一半量的哌嗪碱溶液滴加到反应体系中，升高温度回流反应12h，冷却至室温后抽滤得到固体产物，将固体产物用冰水洗涤3次，干燥，得到白色粉末状的成炭剂；
64.步骤3：将20g成炭剂粉末与100g硅烷偶联剂混合，搅拌30min后抽滤，干燥，获得改性成炭剂。
65.实施例7
66.一种花卉种植用塑料盆的制备方法为：将1kg聚氯乙烯树脂、80g己二酸丙二醇聚酯、500g碳酸钙、5g石蜡、60g氯化石蜡、200g实施例1中制得的致孔微胶囊和60g实施例4中制得的改性成炭剂加入捏合机中捏合均匀，然后挤出切粒，得到塑料母粒；将塑料母粒加入双螺杆挤出机中，在250℃的条件下熔融，控制背压为10mpa，保压3min后在80mpa的注射压力下注射到模具中，控制模具温度为40℃，冷却脱模后得到花卉种植用塑料盆。
67.实施例8
68.一种花卉种植用塑料盆的制备方法为：将1kg聚氯乙烯树脂、100g己二酸丙二醇聚酯、520g碳酸钙、6g硬脂酸、65g氯化石蜡、220g实施例2中制得的致孔微胶囊和70g实施例5中制得的改性成炭剂加入捏合机中捏合均匀，然后挤出切粒，得到塑料母粒；将塑料母粒加入双螺杆挤出机中，在260℃的条件下熔融，控制背压为15mpa，保压4min后在90mpa的注射压力下注射到模具中，控制模具温度为50℃，冷却脱模后得到花卉种植用塑料盆。
69.实施例9
70.一种花卉种植用塑料盆的制备方法为：将1kg聚氯乙烯树脂、120g己二酸丙二醇聚酯、550g碳酸钙、8g硬脂酸钙、70g氯化石蜡、250g实施例3中制得的致孔微胶囊和80g实施例6中制得的改性成炭剂加入捏合机中捏合均匀，然后挤出切粒，得到塑料母粒；将塑料母粒
加入双螺杆挤出机中，在280℃的条件下熔融，控制背压为20mpa，保压5min后在100mpa的注射压力下注射到模具中，控制模具温度为55℃，冷却脱模后得到花卉种植用塑料盆。
71.对比例1：在实施例9的基础上，不添加致孔微胶囊，其余步骤和条件保持不变，制备出塑料盆。
72.对比例2：在实施例9的基础上，不添加改性成炭剂，其余步骤和条件保持不变，制备出塑料盆。
73.对实施例7-实施例9、对比例1和对比例2进行性能测试，取试样后根据mt 113-1995进行酒精喷灯试验；根据gb/t 1040.1-2018测试各组试样的拉伸强度，控制拉伸速率为10mm/min；根据gb/t 1043.2-2018测试各组试样的缺口冲击强度。结果如表1所示：
74.表1
[0075][0076][0077]
由表1可以看出，实施例7-实施例9中制得的塑料盆在明火下有较好的阻燃效果，并且致孔微胶囊和改性成炭剂的添加对其强度影响较小。
[0078]
需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0079]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。