[发明专利]一种藻类制备聚烯烃复合材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是涉及一种以藻类为主要原料制备的聚烯烃复合材料。

背景技术

藻类的应用是目前一个较为热门的研究课题，其中一个方向是将藻类作为塑料的原料制备容易降解的塑料，从而减少石油的使用并且可以保护环境。但是将藻类应用于塑料还处于研究阶段，其主要的难题是藻类与增塑剂、增容剂混合后时结合力不够，致使最后得到的塑料产品的抗拉性、抗压性、抗开裂性、抗扭断性等一系列的力学性能无法达标。另一个问题时由于藻类原料与其他原料的结合度不够导致小分子原料如增塑剂等容易发生迁移，从而影响产品的质量。如果加大增塑剂、增容剂等原料的使用，可以克服上面的问题，但是会使得藻类的用量降低到很低的程度，也就无法体现出利用藻类制备塑料的节能降耗绿色环保的优点了。

另外一个问题是目前用藻类制备塑料，主要是利用藻类里面的蛋白质；但是藻类的蛋白质占藻类全部重量的比例并不高，这意味着仍然有大量的藻类其他成分被舍弃了，藻类原料的利用率过低。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种藻类制备聚烯烃复合材料的方法。采用本方法可以利用全藻体进行制备，极大的提高了藻类利用率；制备得到的塑料产品性能达标，且成本低、工艺简单，适用于工业化生产。

本发明的技术方案如下：

一种藻类制备聚烯烃复合材料的方法，具体步骤如下：

(1)将藻类原料初步清洗去除杂质后烘干，放入行星式球磨机中进行研磨，过500～600目筛；

(2)将筛好的藻粉50～80重量份与聚酯酰胺0.5～2重量份、马来酸酐4～7重量份、苯乙烯2～5重量份、过氧化苯甲酰0.01～0.05重量份一同加入有机溶剂15～40重量份中，在抽真空和搅拌的条件下加热至50～80℃反应5～7小时，得到预反应液；

(3)向预反应液60～80重量份中加入聚烯烃20～30重量份、增容剂2～6重量份和润滑剂2～6重量份，混合均匀后通过同向双螺杆挤出机挤出造粒，即得产品。

步骤(1)所述藻类原料烘干后的含水量为7～12wt％。

步骤(1)所述藻类原料烘干后预切成粒径为6～8mm大小的颗粒。

步骤(1)所述行星式球磨机中进行研磨时，公转与自转的转速比为1:1.6～2，藻类原料与磨球的质量比为1:8.5～12，磨球直径为2～5mm。

步骤(2)所述过氧化苯甲酰可以由过氧化苯甲酰叔丁酯或过氧化甲乙酮代替。

步骤(2)所述有机溶剂为甲苯、邻苯二甲酸二甲酯或乙酸乙酯。

步骤(3)所述增容剂为乙烯-乙酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、或乙烯-乙烯醇共聚物；所述润滑剂为硬脂酸、脂肪酸酯、硬脂酸酯钙或乙撑双硬脂酸酰胺。

步骤(3)所述造粒的熔融共混温度为100～140℃，螺杆转速为300～400转/分钟。

本发明有益的技术效果在于：

本方法将藻类细胞整体耦合在三维立体网络高分子结构中，得到的聚烯烃复合材料结构致密，各项力学性能优异，原料之间的结合力很强，不会发生小分子迁移，避免了污染环境。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进行具体描述。

实施例1

本发明提供了一种藻类制备聚烯烃复合材料的方法，具体步骤如下：

(1)将从水中打捞上来的蓝藻初步清洗去除杂质后烘干，烘干后的含水量为12wt％，烘干后预切成粒径为8mm大小的颗粒。然后放入行星式球磨机中进行研磨，过500目筛。在行星式球磨机中进行研磨时，公转与自转的转速比为1:2，藻类原料与磨球的质量比为1:12，磨球直径为5mm。

(2)将筛好的藻粉80重量份与聚酯酰胺2重量份、马来酸酐7重量份、苯乙烯5重量份、过氧化苯甲酰0.05重量份一同加入有机溶剂40重量份中，在抽真空和搅拌的条件下加热至80℃反应5小时，得到预反应液，有机溶剂为甲苯。

(3)向预反应液80重量份中加入高密度聚乙烯30重量份、增容剂6重量份和润滑剂6重量份，混合均匀后通过同向双螺杆挤出机挤出造粒，即得产品，造粒的熔融共混温度为140℃，螺杆转速为400转/分钟。增容剂为乙烯-乙酸乙烯共聚物，润滑剂为硬脂酸。

实施例2

本发明提供了一种藻类制备聚烯烃复合材料的方法，具体步骤如下：