一種采用藻類制備塑料的方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及高分子材料技術領域,尤其是設及一種W藻類為主要原料制備的塑 料。
【背景技術】
[0002] 藻類的應用是目前一個較為熱口的研究課題,其中一個方向是將藻類作為塑料的 原料制備容易降解的塑料,從而減少石油的使用并且可W保護環境。但是將藻類應用于塑 料還處于研究階段,其主要的難題是藻類與增塑劑、增容劑混合后時結合力不夠,致使最后 得到的塑料產品的抗拉性、抗壓性、抗開裂性、抗扭斷性等一系列的力學性能無法達標。另 一個問題時由于藻類原料與其他原料的結合度不夠導致小分子原料如增塑劑等容易發生 遷移,從而影響產品的質量。如果加大增塑劑、增容劑等原料的使用,可W克服上面的問題, 但是會使得藻類的用量降低到很低的程度,也就無法體現出利用藻類制備塑料的節能降耗 綠色環保的優點了。
[0003] 另外一個問題是目前用藻類制備塑料,主要是利用藻類里面的蛋白質;但是藻類 的蛋白質占藻類全部重量的比例并不高,運意味著仍然有大量的藻類其他成分被舍棄了, 藻類原料的利用率過低。
【發明內容】
[0004] 針對現有技術存在的上述問題,本申請人提供了一種采用藻類制備塑料的方法。 采用本方法可W利用全藻體進行制備,極大的提高了藻類利用率;制備得到的塑料產品性 能達標,且成本低、工藝簡單,適用于工業化生產。 陽0化]本發明的技術方案如下:
[0006] 一種采用藻類制備塑料的方法,具體步驟如下:
[0007] (1)將藻類原料初步清洗去除雜質后烘干,放入行星式球磨機中進行研磨,過 600~800目篩;
[0008] 似將篩好的藻粉與聚醋酷胺、馬來酸酢、苯乙締、過氧化苯甲酯一同加入有機溶 劑中,在抽真空和攬拌的條件下加熱至40~80°C反應5~10小時,得到預反應液; 陽009] (3)向50~70重量份預反應液中加入3~6重量份增容劑和2~5重量份潤滑 劑,混合均勻后通過同向雙螺桿擠出機擠出造粒,即得產品。
[0010] 步驟(1)所述藻類原料烘干后的含水量為8~12wt%。
[0011] 步驟(1)所述藻類原料烘干后預切成粒徑為5~10mm大小的顆粒。
[0012] 步驟(1)所述行星式球磨機中進行研磨時,公轉與自轉的轉速比為1:1. 5~2,藻 類原料與磨球的質量比為1:8~12,磨球直徑為2~5mm。
[0013] 步驟(2)所述馬來酸酢與苯乙締的重量比為1.5~1.6:1;所述聚醋酷胺的摩爾 量為馬來酸酢與苯乙締的重量總量的5~8%。
[0014] 步驟似所述藻粉的重量為聚醋酷胺重量的50~80倍;所述過氧化苯甲酯的重 量為聚醋酷胺重量的10~30%。
[0015] 步驟(2)所述過氧化苯甲酯可W由過氧化苯甲酯叔下醋或過氧化甲乙酬代替。
[0016] 步驟(2)所述有機溶劑為甲苯、鄰苯二甲酸二甲醋或乙酸乙醋;所述有機溶劑的 重量為藻粉重量的0. 4~0. 6倍。
[0017] 步驟(3)所述增容劑為乙締-乙酸乙締共聚物、乙締-丙締酸共聚物、或乙締-乙 締醇共聚物;所述潤滑劑為硬脂酸、脂肪酸醋、硬脂酸醋巧或乙撐雙硬脂酸酷胺。
[0018] 步驟(3)所述造粒的烙融共混溫度為120~150°C,螺桿轉速為150~180轉/分 鐘。
[0019] 本發明有益的技術效果在于:
[0020] 本方法將藻類細胞整體禪合在Ξ維立體網絡高分子結構中,得到的塑料制品結構 致密,各項力學性能優異,原料之間的結合力很強,不會發生小分子遷移,避免了污染環境。
【具體實施方式】
[0021] 下面結合實施例,對本發明進行具體描述。 陽0巧實施例1
[0023] 本發明提供了一種采用藻類制備塑料的方法,具體步驟如下:
[0024] (1)將從水中打拱上來的藍藻初步清洗去除雜質后烘干,烘干后的含水量為 12wt%。烘干后預切成粒徑為10mm大小的顆粒,然后放入行星式球磨機中進行研磨,過600 目篩。在行星式球磨機中進行研磨時,公轉與自轉的轉速比為1:2,藻類原料與磨球的質量 比為1:12,磨球直徑為5mm。 陽0巧](2)將篩好的藻粉8kg與聚醋酷胺0.化g、馬來酸酢0. 77kg、苯乙締0. 48kg、過氧 化苯甲酯叔下醋30g-同加入4. 8kg甲苯中,在抽真空和攬拌的條件下加熱至80°C反應5 小時,得到預反應液。 陽0%] (3)向化g預反應液中加入0. 6kg增容劑和0. 5kg潤滑劑,混合均勻后通過同向雙 螺桿擠出機擠出造粒,即得產品,造粒的烙融共混溫度為120~150°C,螺桿轉速為150~ 180轉/分鐘。其中增容劑為乙締-乙酸乙締共聚物、乙締-丙締酸共聚物、或乙締-乙締 醇共聚物;潤滑劑為硬脂酸、脂肪酸醋、硬脂酸醋巧或乙撐雙硬脂酸酷胺。
[0027]實施例2
[002引本發明提供了一種采用藻類制備塑料的方法,具體步驟如下:
[0029] (1)將普通褐藻初步清洗去除雜質后烘干,烘干后的含水量為lOwt%。烘干后預 切成粒徑為8mm大小的顆粒,然后放入行星式球磨機中進行研磨,過700目篩。在行星式球 磨機中進行研磨時,公轉與自轉的轉速比為1:1. 8,藻類原料與磨球的質量比為1:10,磨球 直徑為3mm。
[0030] 似將篩好的化g藻粉與0.化g聚醋酷胺、1.化g馬來酸酢、0. 8kg苯乙締、lOg過 氧化苯甲酯一同加入化g乙酸乙醋中,在抽真空和攬拌的條件下加熱至40°C反應10小時, 得到預反應液。
[0031] (3)向化g預反應液中加入0. 3kg增容劑和0. 2kg潤滑劑,混合均勻后通過同向雙 螺桿擠出機擠出造粒,即得產品,造粒的烙融共混溫度為120~150°C,螺桿轉速為150~ 180轉/分鐘。其中增容劑為乙締-乙酸乙締共聚物、乙締-丙締酸共聚物、或乙締-乙締 醇共聚物;潤滑劑為硬脂酸、脂肪酸醋、硬脂酸醋巧或乙撐雙硬脂酸酷胺。 陽0巧 實施例3
[0033] 本發明提供了一種采用藻類制備塑料的方法,具體步驟如下:
[0034] (1)將水中打拱出來的紅藻初步清洗去除雜質后烘干,烘干后的含水量為8wt%。 烘干后預切成粒徑為5mm大小的顆粒,然后放入行星式球磨機中進行研磨,過800目篩。在 行星式球磨機中進行研磨時,公轉與自轉的轉速比為1:1. 5,藻類原料與磨球的質量比為 1:8,磨球直徑為2mm。 陽03引 似將篩好的6kg藻粉與0.化g聚醋酷胺、1. 02kg馬來酸酢、0. 64kg苯乙締、20g 過氧化甲乙酬一同加入3kg有機溶劑中,在抽真空和攬拌的條件下加熱至60°C反應7小時, 得到預反應液。
[0036] (3)向6kg重量份預反應液中加入0.4kg增容劑和0.3kg潤滑劑,混合均勻后通 過同向雙螺桿擠出機擠出造粒,即得產品,造粒的烙融共混溫度為120~150°C,螺桿轉速 為150~180轉/分鐘。其中增容劑為乙締-乙酸乙締共聚物、乙締-丙締酸共聚物、或乙 締-乙締醇共聚物;潤滑劑為硬脂酸、脂肪酸醋、硬脂酸醋巧或乙撐雙硬脂酸酷胺。
[0037] 測試例:
[0038] 將實施例1~3得到塑料顆粒按照國家標準進行檢測,性能如表1所示。 W39]表 1
[0040]
[0041] 從表1的數據可W看到,本發明制備的塑料吸水率稍高,運是由于原料中存在藻 類帶來的很多氨鍵的緣故;導熱系數較高,可W用于導熱領域;介電常數較小,具有良好的 絕緣性能;拉伸強度雖然較硬質塑料小,但是在半硬質塑料中屬于較大的范圍;彎曲模量 比較低,本塑料柔初、耐彎;抗沖擊性能基本和硬質塑料持平;熱變形溫度較低,原因是塑 料內部大量W范德華力和氨鍵結合,容易在熱作用下被破壞;烙體指數較高,塑料軟化后流 動性好。
【主權項】
1. 一種采用藻類制備塑料的方法,其特征在于具體步驟如下: (1) 將藻類原料初步清洗去除雜質后烘干,放入行星式球磨機中進行研磨,過600~ 800目篩; (2) 將篩好的藻粉與聚酯酰胺、馬來酸酐、苯乙烯、過氧化苯甲酰一同加入有機溶劑中, 在抽真空和攪拌的條件下加熱至40~80°C反應5~10小時,得到預反應液; (3) 向50~70重量份預反應液中加入3~6重量份增容劑和2~5重量份潤滑劑,混 合均勻后通過同向雙螺桿擠出機擠出造粒,即得產品。2. 根據權利要求1所述的采用藻類制備塑料的方法,其特征在于步驟(1)所述藻類原 料烘干后的含水量為8~12wt%。3. 根據權利要求1所述的采用藻類制備塑料的方法,其特征在于步驟(1)所述藻類原 料烘干后預切成粒徑為5~10mm大小的顆粒。4. 根據權利要求1所述的采用藻類制備塑料的方法,其特征在于步驟(1)所述行星 式球磨機中進行研磨時,公轉與自轉的轉速比為1:1. 5~2,藻類原料與磨球的質量比為 1:8~12,磨球直徑為2~5mm。5. 根據權利要求1所述的采用藻類制備塑料的方法,其特征在于步驟(2)所述馬來酸 酐與苯乙烯的重量比為1. 5~1. 6:1 ;所述聚酯酰胺的摩爾量為馬來酸酐與苯乙烯的重量 總量的5~8%。6. 根據權利要求1所述的采用藻類制備塑料的方法,其特征在于步驟(2)所述藻粉 的重量為聚酯酰胺重量的50~80倍;所述過氧化苯甲酰的重量為聚酯酰胺重量的10~ 30%〇7. 根據權利要求1所述的采用藻類制備塑料的方法,其特征在于步驟(2)所述過氧化 苯甲酰可以由過氧化苯甲酰叔丁酯或過氧化甲乙酮代替。8. 根據權利要求1所述的采用藻類制備塑料的方法,其特征在于步驟(2)所述有機溶 劑為甲苯、鄰苯二甲酸二甲酯或乙酸乙酯;所述有機溶劑的重量為藻粉重量的〇. 4~0. 6 倍。9. 根據權利要求1所述的采用藻類制備塑料的方法,其特征在于步驟(3)所述增容劑 為乙烯-乙酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、或乙烯-乙烯醇共聚物;所述潤滑劑為硬 脂酸、脂肪酸酯、硬脂酸酯鈣或乙撐雙硬脂酸酰胺。10. 根據權利要求1所述的采用藻類制備塑料的方法,其特征在于步驟(3)所述造粒的 熔融共混溫度為120~150°C,螺桿轉速為150~180轉/分鐘。
【專利摘要】一種采用藻類制備塑料的方法,具體步驟如下:(1)將藻類原料初步清洗去除雜質后烘干,放入行星式球磨機中進行研磨,過600~800目篩;(2)將篩好的藻粉與聚酯酰胺、馬來酸酐、苯乙烯、過氧化苯甲酰一同加入有機溶劑中,在抽真空和攪拌的條件下加熱至40~80℃反應5~10小時,得到預反應液;(3)向50~70重量份預反應液中加入3~6重量份增容劑和2~5重量份潤滑劑,混合均勻后通過同向雙螺桿擠出機擠出造粒,即得產品。采用本方法可以利用全藻體進行制備,極大的提高了藻類利用率;制備得到的塑料產品性能達標,且成本低、工藝簡單,適用于工業化生產。
【IPC分類】C08L23/08, C08K5/20, C08L51/08, C08K5/10, C08K5/09, C08K5/098
【公開號】CN105331034
【申請號】CN201510736047
【發明人】周福海, 潘琦
【申請人】周福海
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年11月3日