一种含有微藻的聚丙烯复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及高分子材料技术领域，尤其是设及一种W微藻粉和聚丙締为主要原料 制备的复合材料。
【背景技术】
[0002] 传统石油基高分子材料的广泛使用和废弃，不仅造成石油资源严重匿乏，而且还 导致"白色污染"日益加剧的困难处境。用植物淀粉等可降解材料填充改性高分子材料制 备得到部分降解的复合材料受到世界各国的重视，该方法符合资源节约、成本经济、环境保 护的理念；然而，植物来源的淀粉，如玉米淀粉，用作为复合材料的填充剂会导致食品价格 上涨，并影响动物饲料市场及占用更多的农业耕地。
[0003] 随着经济和人口的快速增长，水体富营养化现象日益严重，藍藻水华现象频频发 生，太湖、滨池、巢湖等淡水湖泊每年都有数次的藍藻爆发，每天有数千吨的藍藻需要处理， 藍藻含有较丰富蛋白质、多糖等天然高分子聚合物，因此可W用作为填充剂制备复合材料； Mark Ashton Zeller等人公开了将螺旋藻和小球藻分别与高密度聚己締共混热压制备热 塑性复合组合物的方法，然而通过简单的共混藻在高密度聚己締中的分散性差，并且高密 度聚己締和藻之间难W产生较强的界面粘合力，因而影响复合材料的力学性能；另一方面， 采用甘油作为增塑剂所制得的热塑性复合组合物具有一定吸水性（Journal of Applied Polymer Science,130 ;3263 - 3275, 2013)。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种含有微藻的聚丙締复合材料及其 制备方法。本发明复合材料各组分相容性好，力学性能优异，具有较好的抗水性，具有非常 广阔的应用前景。本发明不仅可W降低对石油基材料的依赖，减少"白色污染"，也为水华爆 发期间提出一种藻变害为宝的处理方法，有利于保护生态环境。
[0005] 本发明的技术方案如下：
[0006] 一种含有微藻的聚丙締复合材料，所含原料及各原料的重量份数为；微藻粉30~ 60份，聚丙締40~70份，增容剂0. 5~1. 5份，增塑剂10~20份，润滑剂3~5份。
[0007] 所述微藻粉的制备方法为；将新鲜微藻微波烘干至含水量1~10%后，置 于-10~-5°c条件下冷冻干燥10~40min，最后粉碎至80~200目，制得所述微藻粉。 [000引所述微藻为微囊藻、鱼腥藻、螺旋藻、节旋藻、拟项圈藻、腔球藻、尖头藻、颤藻、片 藻、席藻、节球藻、小球藻中的一种或多种。
[0009] 所述微藻粉所含蛋白质的质量分数不低于30%。
[0010] 所述增容剂为铁酸醋偶联剂、硅烷偶联剂、侣酸醋偶联剂中的一种或多种。
[0011] 所述增塑剂增塑剂包含甘油和甲酯胺、己内酷胺、二苯基哲己酸、丙酸中的至少一 种。
[0012] 所述润滑剂为硬脂酸、己撑双硬脂酸酷胺中的至少一种。
[0013] 一种含有微藻的聚丙締复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0014] (1)准确称取30~60份微藻粉、10~20份增塑剂和0. 5~1. 5份增容剂，加入 混合机中，500~2000巧m转速下混合20min~化，至混合均匀；
[001引 似在步骤（1)所得混合物中加入40~70份聚丙締和3~5份润滑剂，500~ 200化pm转速下继续混合5~lOmin ;
[0016] 做将步骤似所得混合物置于螺杆挤出机中烙融共混挤出造粒；烙融共混温度 为180~220 °C，螺杆转速为50~200转/分钟。
[0017] 本发明有益的技术效果在于：
[0018] 1、本发明复合材料，W微藻粉和聚丙締为主要原料，为微藻提供了一种新的应用 领域，提供了藻华爆发期间微藻变废为宝的处理方法，有利于保护环境。
[0019] 2、本发明制备过程中，加入适量的偶联剂能够改善微藻在聚丙締中的分散效果， 并增强微藻和聚丙締之间的粘合力，提高复合材料的力学性能。
[0020] 3、本发明制备过程中，所采用的增塑剂能够降低复合材料的吸水率。
[0021] 4、本发明复合材料，采用微藻为原料，该原料简单易得，降低了本发明复合材料的 制备成本，同时该复合材料力学性能好，可广泛应用于农业、包装和环保等领域。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合实施例，对本发明进行具体描述。
[002引实施例1
[0024] 一种含有微藻的聚丙締复合材料，制备方法如下：
[0025] (1)将新鲜鱼腥藻微波烘干至含水量5%后，置于-5°C条件下冷冻干燥40min，最 后粉碎至80目，制得鱼腥藻粉；所述鱼腥藻粉所含蛋白质的质量分数为30% ;
[0026] (2)准确称取95g鱼腥藻粉、25g丙=醇、15g丙酸和1. 5g铁酸醋偶联剂，加入混合 机中，500巧m转速下混合化，至混合均匀；
[0027] 做在步骤似所得混合物中加入lOOg聚丙締和8g硬脂酸，150化pm转速下继续 混合8min ;
[002引 （4)将步骤（3)所得混合物置于螺杆挤出机中烙融共混挤出造粒；烙融共混温度 为200°C，螺杆转速为120转/分钟。所得复合材料的性能测试结果见表1。
[0029] 实施例2
[0030] 一种含有微藻的聚丙締复合材料，制备方法如下：
[0031] (1)将新鲜太湖藍藻微波烘干至含水量3%后，置于-5°C条件下冷冻干燥30min， 最后粉碎至100目，制得太湖藍藻粉；所述太湖藍藻粉所含蛋白质的质量分数为35% ;
[0032] (2)准确称取90g太湖藍藻粉、20g丙S醇、15g甲酯胺、Ig铁酸醋偶联剂和0. 3g 铅酸醋偶联剂，加入混合机中，150化pm转速下混合比，至混合均匀；
[0033] (3)在步骤（2)所得混合物中加入llOg聚丙締、2. 5g硬脂酸和5g己撑双硬脂酸 酷胺，500巧m转速下继续混合lOmin ;
[0034] (4)将步骤（3)所得混合物置于螺杆挤出机中烙融共混挤出造粒；烙融共混温度 为210°C，螺杆转速为120转/分钟。所得复合材料的性能测试结果见表1。
[0035] 实施例3
[0036] 一种含有微藻的聚丙締复合材料，制备方法如下：
[0037] (1)将新鲜太湖藍藻微波烘干至含水量10%后，置于-10°C条件下冷冻干燥 lOmin，最后粉碎至200目，制得太湖藍藻粉；所述太湖藍藻粉所含蛋白质的质量分数为 35% ；
[003引 （2)准确称取80g太湖藍藻粉、32g丙S醇、8g丙酸和1. 2g铁酸醋偶联剂，加入混 合机中，200化pm转速下混合20min，至混合均匀；
[0039] (3)在步骤（2)所得混合物中加入120g聚丙締、2. 5g硬脂酸和5g己撑双硬脂酸 酷胺，200化pm转速下继续混合5min ;
[0040] (4)将步骤做所得混合物置于螺杆挤出机中烙融共混挤出造粒；烙融共混温度 为210°C，螺杆转速为100转/分钟。所得复合材料的性能测试结果见表1。
[0041] 表 1
[0042]
【主权项】
1. 一种含有微藻的聚丙烯复合材料，其特征在于所含原料及各原料的重量份数为：微 藻粉30~60份，聚丙烯40~70份，增容剂0. 5~1. 5份，增塑剂10~20份，润滑剂3~ 5份。
2. 根据权利要求1所述的含有微藻的聚丙烯复合材料，其特征在于所述微藻粉的制备 方法为：将新鲜微藻微波烘干至含水量1~10%后，置于-10~_5°C条件下冷冻干燥10~ 40min，最后粉碎至80~200目，制得所述微藻粉。
3. 根据权利要求2所述的含有微藻的聚丙烯复合材料，其特征在于所述微藻为微囊 藻、鱼腥藻、螺旋藻、节旋藻、拟项圈藻、腔球藻、尖头藻、颤藻、片藻、席藻、节球藻、小球藻中 的一种或多种。
4. 根据权利要求1所述的含有微藻的聚丙烯复合材料，其特征在于所述微藻粉所含蛋 白质的质量分数不低于30%。
5. 根据权利要求1所述的含有微藻的聚丙烯复合材料，其特征在于所述增容剂为钛酸 酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种。
6. 根据权利要求1所述的含有微藻的聚丙烯复合材料，其特征在于所述增塑剂增塑剂 包含甘油和甲酰胺、己内酰胺、二苯基羟乙酸、丙酸中的至少一种。
7. 根据权利要求1所述的含有微藻的聚丙烯复合材料，其特征在于所述润滑剂为硬脂 酸、乙撑双硬脂酸酰胺中的至少一种。
8. -种权利要求1所述含有微藻的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于包括如下 步骤： (1) 准确称取30~60份微藻粉、10~20份增塑剂和0. 5~1. 5份增容剂，加入混合 机中，500~2000rpm转速下混合20min~2h，至混合均勾； (2) 在步骤（1)所得混合物中加入40~70份聚丙烯和3~5份润滑剂，500~2000rpm 转速下继续混合5~IOmin; (3) 将步骤（2)所得混合物置于螺杆挤出机中熔融共混挤出造粒；熔融共混温度为 180~220 °C，螺杆转速为50~200转/分钟。
【专利摘要】本发明公开了一种含有微藻的聚丙烯复合材料，该复合材料所含原料及各原料的重量份数为：微藻粉30～60份，聚丙烯40～70份，增容剂0.5～1.5份，增塑剂10～20份，润滑剂3～5份；将各原料在混合机中混合均匀，并通过螺杆挤出机挤出造粒，制得所述含有微藻的聚丙烯复合材料。本发明复合材料各组分相容性好，力学性能优异，具有较好的抗水性，具有非常广阔的应用前景。
【IPC分类】C08K5-20, C08K5-053, C08K5-00, C08L23-12, C08K5-3412, C08K5-09, C08L5-04, C08L89-00
【公开号】CN104725727
【申请号】CN201510182742
【发明人】朱年青, 王庆, 陈海燕
【申请人】无锡太湖蓝藻资源应用技术研究院有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年4月16日