一种多功能石头纸基花盆的制备方法
技术领域
本发明涉及一种多功能石头纸基花盆的制备方法，属于高分子材料的制备技术领域。
背景技术
在植物种植、栽培、包装、运输过程中，免不了要使用相关的种植容器、包装器皿或薄膜等产品，不仅可降低植物种植、栽培、包装、运输过程中的人工成本，同时还能为植物的种植、栽培、运输保存水分和养分，提高存活率，保持植物生命力。但现有的植物种植用的花盆、鲜花包装盒等材料，因其功能单一，不能为植物生长提供良好的保水、保养分、温度调节，致使植物生长受到限制，尤其使鲜花等在包装、运输过程中因失水、失养而降低品质。因此有必要研发新材料来为植物生长保持水分、提供养分、调节温度，提高成活率、延长保鲜时间，保持品质。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种具备控制/缓释肥料、自发热、保温、保水、稳定性高、易加工的石头纸基花盆的制备方法，有效利用资源，减少浪费，降低成本。
本发明通过下列技术方案完成：一种多功能石头纸基花盆的制备方法，其中该花盆自内向外依次由控释层、缓释保温层、功能层、缓释保温层、外表层组成，其特征在于包括如下步骤：
1）缓释保温层原料的1#母粒的制备
1A）按下列质量比备料：
800-1200目的碳酸钙粉：35～70%
铝酸酯偶联剂：0.2～5%
助剂：1～10%
聚丙烯：15～50%
上述各组分总和为：100%；
其中，助剂为下列质量比的组分：
硬脂酸：5～20%
石蜡：5～70%
乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA：10～90%；
三种组分总和为100%；
1B）将步骤1A）的碳酸钙粉在80～120℃下，以500-800 r/min的速度搅拌3～8分钟，之后加入铝酸酯偶联剂，以500-800 r/min速度搅拌混合3～5分钟，最后加入助剂和聚丙烯，在110～150℃下以1200～1500 r/min的速度混合搅拌5～10分钟，得混合物；
1C）将步骤1B）的混合物送入密炼机中，在150～200℃温度下，密炼10～15min，得密炼物；
1D）将步骤1C）的密炼物送入挤出机中，在摸头温度为180～250℃条件下，以800～1000r/min的速度挤出，切粒筛分后，得筛上物——缓释保温层原料的1#母粒；
2）功能层原料的2#母粒的制备
2A）按下列质量比备料：
托玛琳石粉：20～50%
钛酸酯偶联剂：0.5～2%
复合肥：0.5～5%
助剂：1～4%
聚丙烯：15～50%
氧化镁：10～50%
氧化铝：10～50%；
上述各组分总和为：100%；
其中助剂为下列质量比的组分：
硬脂酸：15%～60%
石蜡：20～80%
抗氧化剂：5%～40%
三种组分总和为100%；
2B）将步骤2A）的托玛琳石粉、氧化镁、氧化铝在80～120℃下，以500～800 r/min的速度搅拌3～8分钟，之后加入钛酸酯偶联剂，以500～800 r/min速度搅拌混合3～5分钟，再加入聚丙烯，在110～150℃下以1200～1500 r/min的速度混合搅拌5～10分钟，得混合物Ⅰ备用；
2C）同时，将步骤2A）的复合肥在80～120℃下，以500～800 r/min的速度搅拌3～8分钟，加入助剂，在110～150℃下，以1200～1500 r/min的速度混合搅拌5～10分钟，得混合物Ⅱ；
2D）将步骤2B）、2C）的混合物Ⅰ、混合物Ⅱ一同送入密炼机中，在150～200℃温度下，搅拌密炼10～15min，得密炼物；
2E）将步骤2D）的密炼物送入挤出机中，在摸头温度为180～250℃条件下，以800～1000r/min的速度挤出，切粒筛分后，得筛上物——功能层原料的2#母粒；
3）控释层原料的3#母粒的制备
3A）按下列质量比备料：
木薯淀粉：10～60%
助剂：1～10%
聚乙烯醇：10～50%
甘油：10～30%
上述各组分总和为：100%；
其中助剂为下列质量比的组分：
硬脂酸：10%～80%
石蜡：20%～80%
二者相加等于100%；
3B）将步骤3A）的木薯淀粉在80～120℃下，以500-800 r/min的速度搅拌3～8分钟，之后加入聚乙烯醇，以500-800 r/min速度搅拌混合3～5分钟，最后加入助剂，在110～150℃下以1200-1500 r/min的速度混合搅拌5～10分钟，得混合物；
3C）将步骤3B）的混合物送入密炼机中，在150～200℃温度下，密炼3～5min后加入甘油，再密炼5～10min，得密炼物；
3D）将步骤3C）的密炼物送入挤出机中，在摸头温度为180～250℃条件下，以800～1000r/min的速度挤出，切粒筛分后，得筛上物——控释层原料的3#母粒；
4）多功能石头纸基花盆盆体的制备
4A）将步骤2D）的2#母粒与聚丙烯树脂、聚乙烯树脂，按下列质量比混合均匀：
2#母粒：20～70%
聚丙烯树脂：10～40%
聚乙烯树脂10～50%，
之后投入1#挤出机料筒，通过加热温度梯度为100-270℃的1#螺杆，挤压出功能层原料；
4B）将步骤1D）的1#母粒与聚丙烯树脂、AC发泡剂、线性聚乙烯，按下列质量比例混合均匀：
1#母粒：40～80%
聚丙烯树脂：10～50%
AC发泡剂：0.2～5%
线性聚乙烯树脂：10～50%
之后投入2#挤出机料筒，通过加热温度梯度为120～270℃的2#螺杆，挤压出缓释保温层原料；
4C）将步骤3D）的3#母粒投入3#挤出机料筒，通过加热温度梯度为120～270℃的3#螺杆，挤压出控释层原料；
4D）将聚乙烯树脂、抗氧化剂、防紫外线剂、色母粒按下列质量比例混合均匀：
聚乙烯树脂：85～90%
抗氧化剂：1～5%
防紫外线剂：0.5～5%
色母粒：1～5%
之后投入4#挤出机料筒，通过加热温度梯度为100-280℃的4#螺杆，挤压出外表层原料；
4E）多功能石头纸基复合材料的制备：
将步骤4A）的功能层原料作为中间层通过1#挤出机流道进入分流器，调节分流器并按20～60%的质量比进入模头；
将步骤4B）的缓释保温层原料通过2#挤出机流道进入分流器，并以均匀分布于功能层原料的上侧和下侧的结构形式调节分流器，并按20～40%的质量比进入模头；
将步骤4C）的控释层原料送入3#挤出机，并以控释层分布于缓释、保温层原料外侧的结构形式调节分流器，并按5～30%的质量比进入模头；
将步骤4D）的外表层原料送入3#挤出机，并以外表层原料分布于控释层外侧的结构形式调节分流器，并按按5～20%的质量比进入模头；
在模头温度为200～300℃，速度为15～30M/分的条件下同步挤出各层原料，送入冷却水温度为5～40℃的对压辊轮中对压、牵引、冷却后，得多功能石头纸基花盆盆体，与其中部设若干通孔的常规盆底固连后，制得多功能石头纸基花盆。
本发明所述各步骤的原料组分均为市购产品。
本发明步骤中的抗氧化剂为常规的抗氧剂703、抗氧剂1010、抗氧剂168中的一种或几种，且几种的配合比例是任意的。
本发明步骤中的防紫外线剂为炭黑、氧化铁、氧化锌中的一种或几种，且几种的配合比例是任意的。
本发明的色母粒为市购产品，其颜色视产品需求具体选择、确定。
上述多功能石头纸基复合材料的各功能层特点如下：
1、控释层
控释层主要采用植物淀粉和聚乙烯醇制得，是花盆的最里层，直接与土壤、培养液接触，主要作用为：1）让水能够进入到复合材料内部的功能层，与功能层中的托玛琳石粉反应而产生热能，同时利用该热能促进水与复合肥混合，形成含有氮、磷、钾等植物生长所需的营养元素；2）通过植物淀粉和聚乙烯醇，控制复合肥中营养元素的扩散，起到控制、缓释养分的作用。
2、缓释保温层
缓释保温层主要采用碳酸钙粉、铝酸酯偶联剂、助剂、聚丙烯、AC发泡剂、聚乙烯，并经过微发泡处理，使缓释保温层内部成形具有若干孔洞的海绵体，并因碳酸钙粉、聚丙烯、聚乙烯共混改性后又具有一定的拉伸强度和抗冲强度，同时具有：1）储存水分，控湿、保湿作用；2）储存复合肥中的营养元素，避免复合肥全部流失，起到缓释肥的效果；3）在植物栽培、包装、运输过程中起到缓冲保护作用，避免外力损伤植物；4）空气、水、营养元素进入孔洞内，起到保温作用。
3、功能层
功能层主要采用托玛琳石粉、复合肥、氧化镁、氧化铝、聚丙烯、聚乙烯制得，位于花盆的中间层，主要作用：1）让托玛琳石粉遇水自然放热，提高植物生长所需要的温度，保证成活率，促进植物生长；2）储存复合肥；3）氧化镁、氧化铝属于导热材料，提高热量对外传递效率。
4、外表层
外表层主要采用聚乙烯、抗氧化剂、防紫外线剂、色母粒制得，位于花盆的最外层，主要作用：1）提高材料的抗氧化、抗紫外线能力，增强使用寿命；2）便于着色和印刷，提高花盆的美观性；3）可提高太阳光热辐射的吸收率，提高植物生长环境温度。
本发明具有下列优点和效果：采用上述方案获得的多功能石头纸基花盆，不仅可用于植物种植、栽培、包装、运输，而且可通过控释层将土壤、培养液中的部分水经过缓释保温层送入功能层中，让水与功能层中的托玛琳石粉反应而产生热能，一则可利用该热能促进水与复合肥混合，形成含有氮、磷、钾等植物生长所需的营养元素，二则可提供植物生长所需的温度；并控制复合肥中营养元素的扩散，起到控制、缓释养分的作用，再通过缓释保温层储存水分和营养成分，使植物在种植、栽培、包装、运输等过程中获得水分和营养物质，同时可有效保护植物免受外力损伤，加上外表层的抗氧化、抗紫外线作用，延长花盆使用寿命，使花盆具有较高的美观性能，为植物种植、栽培、包装、运输提供良好的生长环境。
附图说明
图1为本发明提供的花盆结构示意图；
图2为图1的A部放大图；
图3为本发明步骤4的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
本发明提供的花盆结构如图1、图2，其中：1为带空腔的盆体， 11为盆体底部的滤水孔，12为盆底，盆体1由下列多层构成：2为内表面的控释层，3为次表面的缓释保温层，4为中部的功能层，5为次外的缓释保温层，6为外表层。
实施例2
本发明的花盆由下列步骤制得：
1）缓释保温层原料的1#母粒的制备
1A）按下列质量比备料：
800-1200目的碳酸钙粉：70%
铝酸酯偶联剂：2%
聚丙烯：20%
硬脂酸：1%
石蜡：2%
乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA：5%；
1B）将步骤1A）的碳酸钙粉在110℃下，以650 r/min的速度搅拌5分钟，之后加入铝酸酯偶联剂，以650 r/min速度搅拌混合3分钟，最后加入助剂和聚丙烯，在120℃下以1380 r/min的速度混合搅拌8分钟，得混合物；
1C）将步骤1B）的混合物送入密炼机中，在185℃温度下，密炼10 min，得密炼物；
1D）将步骤1C）的密炼物送入挤出机中，在摸头温度为250℃条件下，以1000 r/min的速度挤出，切粒筛分后，得筛上物——缓释保温层原料的1#母粒；
2）功能层原料的2#母粒的制备
2A）按下列质量比备料：
托玛琳石粉：45%
钛酸酯偶联剂：1%
复合肥料：5 %
聚丙烯：15 %
氧化镁：15 %
氧化铝：15 %；
硬脂酸：1.5%
石蜡：2%
抗氧剂1010：0.5%
2B）将步骤2A）的托玛琳石粉、氧化镁、氧化铝在110℃下，以800 r/min的速度搅拌3分钟，之后加入钛酸酯偶联剂，以800 r/min速度搅拌混合5分钟，再加入聚丙烯，在120 ℃下以1450 r/min的速度混合搅拌10分钟，得混合物Ⅰ备用；
2C）同时，将步骤2A）的复合肥在80℃下，以500 r/min的速度搅拌3分钟，加入助剂，在110 ℃下，以1200 r/min的速度混合搅拌5分钟，得混合物Ⅱ；
2D）将步骤2B）、2C）的混合物Ⅰ和混合物Ⅱ一同送入密炼机中，在185 ℃温度下，搅拌密炼10 min，得密炼物；
2E）将步骤2D）的密炼物送入挤出机中，在摸头温度为225 ℃条件下，以800 r/min的速度挤出，切粒筛分后，得筛上物——功能层原料的2#母粒；
3）控释层原料的3#母粒的制备
3A）按下列质量比备料：
木薯淀粉：30%
聚乙烯醇：50%
甘油：10%
硬脂酸：2%
石蜡：8%
3B）将步骤3A）的木薯淀粉在110℃下，以800 r/min的速度搅拌3分钟，之后加入聚乙烯醇，以500 r/min速度搅拌混合5分钟，最后加入助剂，在120 ℃下以1350 r/min的速度混合搅拌8分钟，得混合物；
3C）将步骤3B）的混合物送入密炼机中，在175℃温度下，密炼3 min后加入甘油，再密炼10 min，得密炼物；
3D）将步骤3C）的密炼物送入挤出机中，在摸头温度为235 ℃条件下，以1000 r/min的速度挤出，切粒筛分后，得筛上物——控释层原料的3#母粒；
4）多功能石头纸基花盆的制备
4A）将步骤2D）的2#母粒与聚丙烯树脂、聚乙烯树脂，按下列质量比混合均匀：
2#母粒：65%
聚丙烯树脂：10%
聚乙烯树脂25%，
之后投入1#挤出机料筒，通过加热温度梯度为：一段电热温度135℃、二段电热温度185℃、三段电热温度215℃、四段电热温度255℃、五段电热温度270 ℃、六段电热温度255 ℃的1#挤出机，挤压出功能层原料；
4B）将步骤1D）的1#母粒与聚丙烯树脂、AC发泡剂、线性聚乙烯，按下列质量比例混合均匀：
1#母粒：70%
聚丙烯树脂：10%
AC发泡剂：2.5%
线性聚乙烯树脂：17.5%
之后投入2#挤出机料筒，通过加热温度梯度为：一段电热温度135℃、二段电热温度185℃、三段电热温度215℃、四段电热温度255℃、五段电热温度270 ℃、六段电热温度255 ℃的2#挤出机，挤压出缓释保温层原料；
4C）将步骤3D）的3#母粒投入3#挤出机料筒，通过加热温度梯度为：一段电热温度110℃、二段电热温度122℃、三段电热温度124℃、四段电热温度128℃、五段电热温度110 ℃、六段电热温度180 ℃的3#挤出机，挤压出控释层原料；
4D）将聚乙烯树脂、抗氧剂1010、防紫外线剂——氧化锌、色母粒按下列质量比例混合均匀：
聚乙烯树脂：86%
抗氧剂1010：4.5%
防紫外线剂——氧化锌：4.5%
色母粒： 5%
之后投入4#挤出机料筒，通过加热温度梯度为：一段电热温度110℃、二段电热温度125℃、三段电热温度145℃、四段电热温度185℃、五段电热温度205℃、六段电热温度235℃的4#挤出机，挤压出外表层原料；
4E）多功能石头纸基花盆的制备：
以步骤4A）的功能层原料作为中间层4通过1#挤出机流道进入分流器，调节分流器按60%的质量比进入模头；
将步骤4B）的缓释保温层原料通过2#挤出机流道进入分流器，并以缓释保温层3、5原料均匀分布于功能层4原料内侧和外侧的结构形式调节分流器，按30%的质量比进入模头；
将步骤4C）的控释层2原料送入3#挤出机，并以控释层2分布于缓释保温层3内侧的结构形式调节分流器，按5%的质量比进入模头；
将步骤4D）的外表层6原料送入4#挤出机，并以外表层6分布于缓释保温层5外侧的结构形式调节分流器，按5%的质量比进入模头；
在模头温度为250℃，速度为20M/分的条件下同步挤出后，送入冷却水温度为30℃的对压辊中对压、牵引、冷却后，得多功能石头纸基花盆盆体；
上述盆体与其中部设若干通孔的常规盆底固连后，制得直径为30cm、50cm、80cm，高度为20 cm、30 cm的若干个花盆。
实施例3
本发明的花盆盆体由下列步骤制得：
1）缓释保温层原料的1#母粒的制备
1A）按下列质量比备料：
800-1200目的碳酸钙粉：39%
铝酸酯偶联剂：1%
聚丙烯：50%
硬脂酸：2%
石蜡：7%
乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA：1%；
1B）将步骤1A）的碳酸钙粉在90℃下，以800 r/min的速度搅拌3分钟，之后加入铝酸酯偶联剂，以800 r/min速度搅拌混合3分钟，最后加入助剂和聚丙烯，在150℃下以1200 r/min的速度混合搅拌10分钟，得混合物；
1C）将步骤1B）的混合物送入密炼机中，在150℃温度下，密炼15min，得密炼物；
1D）将步骤1C）的密炼物送入挤出机中，在摸头温度为150℃条件下，以900 r/min的速度挤出，切粒筛分后，得筛上物——缓释保温层原料的1#母粒；
2）功能层原料的2#母粒的制备
2A）按下列质量比备料：
托玛琳石粉：25%
钛酸酯偶联剂：2%
复合肥料：4 %
硬脂酸：0.5%
石蜡：3%
抗氧剂168：0.5%
聚丙烯：25 %
氧化镁：25 %
氧化铝：15 %；
2B）将步骤2A）的托玛琳石粉、氧化镁、氧化铝在80℃下，以600 r/min的速度搅拌8分钟，之后加入钛酸酯偶联剂，以600 r/min速度搅拌混合5分钟，再加入聚丙烯，在150 ℃下以1250 r/min的速度混合搅拌8分钟，得混合物Ⅰ备用；
2C）同时，将步骤2A）的复合肥在100℃下，以600 r/min的速度搅拌8分钟，加入助剂，在150 ℃下，以1500 r/min的速度混合搅拌9分钟，得混合物Ⅱ；
2D）将步骤2B）、2C）的混合物Ⅰ和混合物Ⅱ一同送入密炼机中，在155 ℃温度下，搅拌密炼15 min，得密炼物；
2E）将步骤2D）的密炼物送入挤出机中，在摸头温度为200 ℃条件下，以1000 r/min的速度挤出，切粒筛分后，得筛上物——功能层原料的2#母粒；
3）控释层原料的3#母粒的制备
3A）按下列质量比备料：
木薯淀粉：50%
硬脂酸：3%
石蜡：5%
聚乙烯醇：22%
甘油：20%
3B）将步骤3A）的木薯淀粉在90℃下，以600 r/min的速度搅拌8分钟，之后加入聚乙烯醇，以600 r/min速度搅拌混合3分钟，最后加入助剂，在150 ℃下以1500 r/min的速度混合搅拌5分钟，得混合物；
3C）将步骤3B）的混合物送入密炼机中，在225℃温度下，密炼5min后加入甘油，再密炼8min，得密炼物；
3D）将步骤3C）的密炼物送入挤出机中，在摸头温度为190 ℃条件下，以900 r/min的速度挤出，切粒筛分后，得筛上物——控释层原料的3#母粒；
4）多功能石头纸基花盆盆体的制备
4A）将步骤2D）的2#母粒与聚丙烯树脂、聚乙烯树脂，按下列质量比混合均匀：
2#母粒：35%
聚丙烯树脂：30%
聚乙烯树脂35%，
之后投入1#挤出机料筒，通过加热温度梯度为：一段电热温度130℃、二段电热温度180℃、三段电热温度210℃、四段电热温度250℃、五段电热温度260 ℃、六段电热温度250 ℃的1#挤出机，挤压出功能层原料；
4B）将步骤1D）的1#母粒与聚丙烯树脂、AC发泡剂、线性聚乙烯，按下列质量比例混合均匀：
1#母粒：50%
聚丙烯树脂：30%
AC发泡剂：4.5%
线性聚乙烯树脂：15.5%
之后投入2#挤出机料筒，通过加热温度梯度为：一段电热温度130℃、二段电热温度180℃、三段电热温度210℃、四段电热温度250℃、五段电热温度270 ℃、六段电热温度250 ℃的2#挤出机，挤压出缓释保温层原料；
4C）将步骤3D）的3#母粒投入3#挤出机料筒，通过加热温度梯度为：一段电热温度120℃、二段电热温度120℃、三段电热温度120℃、四段电热温度120℃、五段电热温度105 ℃、六段电热温度170 ℃的3#挤出机，挤压出控释层原料；
4D）将聚乙烯树脂、抗氧剂168、防紫外线剂——氧化铁、色母粒按下列质量比例混合均匀：
聚乙烯树脂：90%
抗氧剂168：3.5%
防紫外线剂—氧化铁：2.5%
色母粒：4%
之后投入4#挤出机料筒，通过加热温度梯度为：一段电热温度115℃、二段电热温度120℃、三段电热温度140℃、四段电热温度180℃、五段电热温度200℃、六段电热温度220℃的4#挤出机，挤压出外表层原料；
4E）多功能石头纸基花盆盆体的制备：
以步骤4A）的功能层原料作为中间层4通过1#挤出机流道进入分流器，调节分流器按60%的质量比进入模头；
将步骤4B）的缓释保温层原料通过2#挤出机流道进入分流器，并以缓释保温层3、5原料均匀分布于功能层4原料内侧和外侧的结构形式调节分流器，按30%的质量比进入模头；
将步骤4C）的控释层2原料送入3#挤出机，并以控释层2分布于缓释保温层3内侧的结构形式调节分流器，按5%的质量比进入模头；
将步骤4D）的外表层6原料送入4#挤出机，并以外表层6分布于缓释保温层5外侧的结构形式调节分流器，按5%的质量比进入模头；
在模头温度为280℃，速度为30M/分的条件下同步挤出后，送入冷却水温度为20℃的对压辊中对压、牵引、冷却后，得多功能石头纸基花盆盆体；
上述盆体与其中部设若干通孔的常规盆底固连后，制得直径为20cm、40cm、60cm，高度为25 cm、35 cm的若干个花盆。
