一种含热塑性蓝藻生物质的EVA发泡材料及制备方法技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是涉及一种含热塑性蓝藻生物质的EVA发
泡材料及制备方法。
背景技术
聚乙烯-乙酸乙烯(EVA)是一类具有橡胶弹性的热塑性塑料。在EVA分子中，由于醋
酸乙烯酯(VA)结构单元的存在，使得聚乙烯分子的规整度大幅度下降，其结晶度随之下降，
以致分子链在热运动中内旋运动的能力有很大的提高，分子链的柔顺性提高，宏观上表现
为很高的弹性。EVA可用于制造高倍率独立气泡型室温发泡材料，具有很好的弹性、密度轻、
耐屈挠性优良、易着色，具备高度减震、隔音、隔热性能等优点，因此EVA被广泛应用于运动
器材、坐垫、儿童地板、运动鞋材、衬垫等领域。然而一般的EVA发泡鞋材透气性、吸湿性差，
使用EVA发泡材料制作鞋底时，脚部汗腺所分泌的汗液不能及时蒸发，在鞋内形成潮湿环
境，极易滋生大量细菌，造成足部不适，影响人体健康，实用性低。此外，EVA废品在自然环境
中无法被微生物分解，造成环境污染与环保上的问题。目前市场上常见的发泡EVA材料通常
采用碳酸钙作为填充剂，但是复合材料存在回弹性差、压缩变形较大，耐磨性和耐折性不
佳，易变脆、产生裂纹等缺陷，限制了其应用范围。
随着资源的不断减少，污染的日益严重，人们加大了对可再生和循环资源的研究
与开发力度。众所周知，天然高分子种类繁多、来源广泛，主要包括纤维素、半纤维素、木质
素、壳聚糖、甲壳素、淀粉、蛋白质以及天然橡胶等。用植物淀粉等可降解天然大分子填充改
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，植物来源的淀粉和蛋白质，如玉米淀粉、大豆蛋白，用作
为复合材料的填料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。
随着经济迅速发展和人口的快速增长，水体富营养化现象日益严重，淡水湖泊蓝
藻水华现象频频发生，江苏太湖、云南滇池、安徽巢湖等淡水湖泊每年都有数次的蓝藻爆
发，在夏季，每天有数千吨的蓝藻需要处理。蓝藻含有较丰富纤维素、蛋白质、碳水化合物等
天然高分子聚合物，因此脱水、烘干、脱臭、脱腥后的蓝藻生物质可以用作生物基高分子复
合材料的填充剂。公开号为CN104479369A的中国专利公开了一种含有藻蛋白的可降解塑料
及其制备方法，然而提取藻蛋白的过程繁琐，且仅仅利用了微藻中少量的蛋白质，而没有充
分利用微藻中含有的纤维素和碳水化合物等其它天然高分子聚合物；此外，改性后的藻蛋
白不具备热塑性，需要添加较多的增塑剂才能制备得到藻蛋白材料，随着使用时间的延长，
会有一定量的增塑剂迁移，造成材料性能的下降。公开号为CN105001489A的中国专利公开
了一种生物基聚烯烃复合材料及其制备方法，用酸酐或者酰氯对蓝藻进行改性后，然后与
聚烯烃进行共混。然而改性蓝藻仍然不具备热塑性，且复合材料制备过程中需要添加一定
量的增塑剂。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种含热塑性蓝藻生物质的EVA发泡材料及制备
方法。本发明制备的复合发泡材料具有断裂伸长率高、回弹性好、拉伸强度大、抗菌、环保、
透气、除臭、减震等特点。本发明的产品可广泛应用于运动器材、坐垫、儿童地板、运动鞋材、
衬垫、水道浮漂等领域；且本发明为治理蓝藻水华，及蓝藻资源高端化应用开辟了一条切实
可行的途径。
为了实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：
一种含热塑性蓝藻生物质的EVA发泡材料，其特征在于其主要组分及各组分的重
量份数为：热塑性蓝藻生物质15～50份，EVA 50～85份，交联剂0.5～2.5份，润滑剂1～5份，
发泡剂1～4份。
所述的热塑性蓝藻生物质是包括由如下重量份数的主要组分制备：蓝藻生物质
100份，反应溶剂50～100份，催化剂0.5～5份，改性剂5～20份，接枝单体50～100份，引发剂
1～10份；所述的蓝藻生物质为来源于太湖蓝藻、滇池蓝藻、巢湖蓝藻中的一种或多种蓝藻
生物质原料经过多级脱水、干燥、脱臭、脱腥制得；所述的改性剂为3-异氰酸丙烯；所述的反
应溶剂为乙酸乙酯；所述的催化剂为辛酸亚锡；所述的引发剂为过硫酸钾；所述的接枝单体
为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、
甲基丙烯酸丙酯和甲基丙烯酸丁酯中的一种或多种。
所述的EVA中VA(醋酸乙烯酯)结构单元的含量为5％～40％。
所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、聚乙烯蜡中的一种或多种。
所述的交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)、双叔丁基过氧化二异丙苯(BIBP)、三聚氰
酸三烯丙酯(TAC)中的一种或多种。
所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺(AC)和碳酸氢钠(NaHCO3)中的一种或两种。
一种含热塑性蓝藻生物质的EVA发泡材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)取蓝藻生物质100份，加入50～100份溶剂，再加入0.5～5份催化剂，于60～100
℃反应0.5～3h；控制温度60～100℃，加入5～20份改性剂，继续反应1～3h；冷却，丙酮洗
涤，干燥后得到改性蓝藻生物质；
(2)取上述改性蓝藻生物质，加入适量的水使得改性蓝藻生物质充分分散，再加入
50～100份接枝单体和0.5～5份引发剂，控制温度60～100℃，反应6～12h，乙醇洗涤，干燥
后得到热塑性蓝藻生物质；
(3)将热塑性蓝藻生物质15～50份，EVA 50～85份，交联剂0.5～2.5份，润滑剂1～
5份，发泡剂1～4份置于高速搅拌机中，于60～100℃下充分搅拌10～30分钟，进行预塑化；
(4)把预塑化混合物加入到密炼机中，于100～120℃下进行混炼10～20分钟，待混
炼塑化完全后出片、裁剪、放入平板硫化机中进行交联、发泡，最后制备出含热塑性蓝藻生
物质的EVA发泡材料。
本发明有益的技术效果在于：1)本发明的蓝藻生物质来源丰富，可生物降解，对环
境友好；2)本发明的蓝藻生物质具有优异的热塑性和疏水性，与EVA之间的相容性较好；3)
本发明能够减少不可生物降解EVA的使用量，有利于保护生态环境；4)本发明为治理蓝藻水
华，及蓝藻资源高端化应用开辟了一条切实可行的途径。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行具体说明。
实施例1
一种含热塑性蓝藻生物质的EVA发泡材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)取江苏太湖蓝藻生物质1000g，加入1000g乙酸乙酯，再加入15g辛酸亚锡，于90
℃反应0.5h；控制温度90℃，加入75g3-异氰酸丙烯，继续反应1.5h；冷却，丙酮洗涤，干燥后
得到改性蓝藻生物质；
(2)取上述改性蓝藻生物质，加入适量的水使得改性蓝藻生物质充分分散，再加入
550g丙烯酸甲酯和35g过硫酸钾，控制温度80℃，反应10h，乙醇洗涤，干燥后得到热塑性蓝
藻生物质；
(3)将热塑性蓝藻生物质500g，EVA500g，双叔丁基过氧化二异丙苯(BIBP)10g，硬
脂酸20g，硬脂酸锌5g，偶氮二甲酰胺(AC)20g置于高速搅拌机中，于90℃下充分搅拌30分
钟，进行预塑化；
(4)把预塑化混合物加入到密炼机中，于110℃下进行混炼15分钟，待混炼塑化完
全后出片、裁剪、放入平板硫化机中进行交联、发泡，最后制备出含热塑性蓝藻生物质的EVA
发泡材料。
实施例2
一种含热塑性蓝藻生物质的EVA发泡材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)取江苏太湖蓝藻生物质1000g，加入1000g乙酸乙酯，再加入15g辛酸亚锡，于90
℃反应0.5h；控制温度90℃，加入200g3-异氰酸丙烯，继续反应3h；冷却，丙酮洗涤，干燥后
得到改性蓝藻生物质；
(2)取上述改性蓝藻生物质，加入适量的水使得改性蓝藻生物质充分分散，再加入
500g甲基丙烯酸甲酯、400g丙烯酸丁酯和50g过硫酸钾，控制温度80℃，反应12h，乙醇洗涤，
干燥后得到热塑性蓝藻生物质；
(3)将热塑性蓝藻生物质500g，EVA500g，双叔丁基过氧化二异丙苯(BIBP)10g，硬
脂酸10g，硬脂酸锌15g，偶氮二甲酰胺(AC)30g、置于高速搅拌机中，于90℃下充分搅拌30分
钟，进行预塑化；
(4)把预塑化混合物加入到密炼机中，于110℃下进行混炼15分钟，待混炼塑化完
全后出片、裁剪、放入平板硫化机中进行交联、发泡，最后制备出含热塑性蓝藻生物质的EVA
发泡材料。
实施例3
一种含热塑性蓝藻生物质的EVA发泡材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)取安徽巢湖蓝藻生物质1000g，加入800g乙酸乙酯，再加入15g辛酸亚锡，于90
℃反应0.5h；控制温度90℃，加入55g3-异氰酸丙烯，继续反应3h；冷却，丙酮洗涤，干燥后得
到改性蓝藻生物质；
(2)取上述改性蓝藻生物质，加入适量的水使得改性蓝藻生物质充分分散，再加入
500g甲基丙烯酸甲酯和10g过硫酸钾，控制温度80℃，反应12h，乙醇洗涤，干燥后得到热塑
性蓝藻生物质；
(3)将热塑性蓝藻生物质200g，EVA800g，双叔丁基过氧化二异丙苯(BIBP)10g，硬
脂酸10g，硬脂酸锌15g，碳酸氢钠(NaHCO3)6g，偶氮二甲酰胺(AC)28g置于高速搅拌机中，于
65℃下充分搅拌30分钟，进行预塑化；
(4)把预塑化混合物加入到密炼机中，于110℃下进行混炼15分钟，待混炼塑化完
全后出片、裁剪、放入平板硫化机中进行交联、发泡，最后制备出含热塑性蓝藻生物质的EVA
发泡材料。