[发明专利]一种易与植物碎料均混的聚烯烃粉末及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明属于高分子材料的特殊加工领域，主要涉及一种易与植物碎料均混的聚烯烃粉末及其制备方法。

背景技术

聚烯烃是由乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等单体通过均聚或共聚而得到的一类热塑性树脂的总称。由于原料丰富，价格低廉，容易加工成型，综合性能优良，因此是高分子材料中产量最大，应用最广泛的一个种类，其中聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯应用尤为广泛。聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能、化学稳定性、耐酸碱性、较小的吸水性、电绝缘性，常温下不溶于一般溶剂。聚乙烯用途十分广泛，主要用来制造薄膜、容器、管道、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。聚丙烯是一种性能优良的热塑性合成树脂，具有比重小、无毒、易加工、抗冲击、抗挠曲、电绝缘等特点，在汽车工业、家用电器、电子、包装及家具建材等方面具有广泛的应用。聚苯乙烯是一种无色透明的热塑性塑料，具有高于100℃的玻璃转化温度，因此适合于温度要求较高的应用场合。

聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等聚烯烃材料性能优良、来源方便。它的应用一方面给人类的生产、生活带来了极大的便利，另一方面用后丢弃在环境中也造成了严重的环境污染，即“白色污染”，给农业生产、海洋生物的生存及海上交通带来了极大的损害。如何使聚烯烃的优点得到充分发挥，同时降低其对环境的不利影响一直是高分子材料研究领域的一个重要内容。聚烯烃造成“白色污染”的原因在于其难降解性。针对这一特性，研究人员开发出了一系列促进聚烯烃产品降解的方法，包括在聚烯烃中添加淀粉、纤维素、生物降解促进剂、氧化促进剂等方法。除此之外，以聚烯烃为原料之一，结合使用植物的茎、干、秸秆、叶、根、种壳等原料制备新型复合材料的研究也有一些报道，而且具有诱人的发展前景。因为相对于淀粉、纤维素、木质素而言，植物秸秆、种壳、茎叶等原料来源更方便，处理更简单。文献中报道较多的制备这类复合材料的方法是挤出法。但挤出法需要较高的加工温度、植物原料用量少、需要将植物原料加工成粉末状态、生产效率低等缺点，相比较而言，采用热压法制备聚烯烃/秸秆复合材料更易于大规模生产，而且具有植物原料形态适应性强、植物原料种类适应性强、植物原料利用率高、生产环境污染物释放少、操作温度低等优点。

采用热压法制备性能优良的聚烯烃/秸秆复合材料有赖于聚烯烃能够与植物原料实现均匀混合。工业生产中提供的聚烯烃原料主要是颗粒料，密度大，而植物原料具有多孔结构，密度低。两者混合时，聚烯烃粒料易于聚集在底部，给热压工艺及材料性能的均匀性造成不利。将聚烯烃物料加工成合适特性的粉末，有利于实现与植物碎料的均匀混合。

粉碎法是制备无机物粉末的常用方法，但用于高分子材料时存在一定的技术困难。因为聚烯烃具有粘弹性，在粉碎过程中容易变形，采用常规粉碎法往往达不到粉碎效果，而且在粉碎过程中，体系会发热，聚烯烃在热的作用下变粘，阻止粉碎效应进行。为了解决这种问题，生产中往往采用在液氮或干冰冷却作用下进行粉碎。冷冻粉碎是一种机械粉碎方法，需要消耗大量的机械能，产生较大的噪声；由于是深冷，与环境温度差异大，传热快，冷冻剂利用效率低，生产效率低，操作过程中易造成冻伤，并且低温操作对设备提出了较高的要求。针对当前聚烯烃粉末制备方法的缺点，探索聚烯烃粉末的新的制备方法，有利于拓宽聚烯烃的应用领域，促进聚烯烃废料的回收利用，促进聚烯烃/植物碎料环保复合材料的热压法制造，同时可以为粉末涂料、热熔粘接材料提供新的原料制备方法。

发明内容

本发明着眼于拓宽聚烯烃粉末的制备方法，开辟废旧聚烯烃回收利用的新途径，为热压法制备聚烯烃/植物碎料环保复合材料提供性能优良、加工方便的聚烯烃粉末材料，同时为粉末涂料、热熔粘接剂提供新的原料制备方法。

本发明通过以下技术方案实现：一种聚烯烃粉末，其特征在于，成分为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯或它们的混合物，粉末的粒径为100nm~1mm，表观密度为0.18g/mL~0.40 g/mL，能够与植物碎料借助混合媒介物实现均匀混合。其中的植物碎料是指植物的根、茎、干、叶、种壳的粒径在2mm以下的粉料、长度为4cm以下的短切料、纤维料、片状料。与植物碎料混合时所使用的媒介物为自来水、去离子水、固含量在5%以下的聚合物乳液、溶质含量在2%以下的聚合物溶液；混合媒介物的用量是每100g植物碎料使用8mL~40 mL混合媒介物。

制备上述聚烯烃粉末的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将聚烯烃料与溶剂混合；