[發(fā)明專利]煤粉體改性大豆蛋白塑料及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910022755.0
• 申請(qǐng)日: 2009-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101560329A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪廣恒;周安寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L89/00
• 分類號(hào): C08L89/00;C08K13/02;B29C43/00;B29C43/58
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所
• 代理人: 譚文琰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于天然多組分多相高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種煤粉體改性大豆蛋白塑料及其制備方法。

背景技術(shù)

天然可再生高分子材料，作為石油基化工原料高分子材料的潛在替代品，用于制備塑料時(shí)，可以有效減少環(huán)境污染，其來(lái)源廣泛且成本低廉。近年來(lái)利用豆粕提純的脫脂大豆粉(DSF)、大豆?jié)饪s蛋白(SPC)和大豆分離蛋白(SPI)為原料的大豆蛋白塑料備受關(guān)注。純的大豆蛋白塑料雖然強(qiáng)度較高，可直接作為工程塑料應(yīng)用；但是，其加工困難，需要加入增塑劑，隨之導(dǎo)致材料強(qiáng)度急劇下降，而且其力學(xué)性能和體積穩(wěn)定性受水分的影響很大，這也是困擾大豆蛋白塑料應(yīng)用的一個(gè)主要原因。針對(duì)大豆蛋白塑料，已經(jīng)嘗試了多種物理和化學(xué)改性的方法來(lái)改善大豆蛋白塑料的加工性能、力學(xué)性能和耐水性，例如醛類交聯(lián)改性、十二烷基硫酸鈉改性、鹽酸胍改性、乙酰化改性、與其它天然可生物降解材料共混改性、GMA接枝改性、甲基丙烯酸接枝改性、用煤、聚磷酸鹽或木質(zhì)素填充改性等方法。其中，以剛性粒子填充改性可以有效改善大豆蛋白質(zhì)塑料的耐水性和力學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種質(zhì)量好，具有較好的力學(xué)性能和耐水性的煤粉體改性大豆蛋白塑料。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種煤粉體改性大豆蛋白塑料，其特征在于：由大豆蛋白粉、煤粉、增塑劑和界面改性劑組成，且各組分的質(zhì)量百分比分別為：大豆蛋白粉30～74％，煤粉1～45％，增塑劑25～40％，界面改性劑0～9％；所述大豆蛋白粉為脫脂大豆粉、大豆?jié)饪s蛋白粉或大豆分離蛋白粉且其粒度為200～500目，所述大豆蛋白粉的含水量低于10wt％；所述煤粉為褐煤、煙煤或風(fēng)化煤且其粒徑為D₅₀5～7μm，所述煤粉的含水量低于wt5％；所述增塑劑為多元醇且其含水量低于1wt％；所述界面改性劑為分子內(nèi)部含有雙鍵且一個(gè)或多個(gè)端基為環(huán)氧基的改進(jìn)劑。

所述多元醇為甘油且所述甘油的純度為分析純。

所述界面改性劑為甲基丙烯酸縮水甘油酯。

本發(fā)明還提供了一種工藝簡(jiǎn)單、操作方便且成本低廉的煤粉體改性大豆蛋白塑料的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

步驟一、用高速攪拌機(jī)將所述大豆蛋白粉與煤粉按比例充分混合攪拌后，制得混合粉一；

步驟二、在用所述高速攪拌機(jī)對(duì)所述混合粉一進(jìn)行持續(xù)高速攪拌過(guò)程中，向所述混合粉一中按比例加入作為增塑劑的多元醇，且將所述多元醇和混合粉一充分均勻混合后制得混合物一；

步驟三、將所述混合物一在4±2℃溫度條件下靜置24±5h，使其均一化；

步驟四、模壓成型：采用熱壓設(shè)備對(duì)經(jīng)靜置后的混合物一進(jìn)行模壓成型后，獲得成品片材，其模壓成型的壓力為13～20MPa，溫度為130～155℃，時(shí)間為3～20min；

上述步驟一和步驟二中所述高速攪拌機(jī)的攪拌速度為600～1000rpm。

上述步驟二中所述的向所述混合粉一中按比例加入多元醇時(shí)，應(yīng)確保所述混合粉一的溫度低于25℃。

上述步驟一中所述的用高速攪拌機(jī)將所述大豆蛋白粉與煤粉按比例充分混合攪拌之前，先將所述界面改性劑按比例加到所述煤粉中，且用高速攪拌機(jī)充分混合攪拌后制得改性煤粉；再將所述大豆蛋白粉按比例加到所述改性煤粉中，且經(jīng)高速攪拌機(jī)充分混合攪拌后制得混合粉一。

上述步驟一中所述的用高速攪拌機(jī)將所述大豆蛋白粉與煤粉按比例充分混合攪拌后，還需向充分混合攪拌后的混合粉中按比例添加所述界面改性劑，且經(jīng)高速攪拌機(jī)充分混合攪拌后制得混合粉一。

上述步驟一和步驟二中所述高速攪拌機(jī)的最佳攪拌速度為1000rpm。

上述步驟四中所述的熱壓設(shè)備為平版硫化機(jī)。

上述步驟四中所述的模壓成型過(guò)程中，先在3～5MPa壓力下對(duì)所述經(jīng)靜置后的混合物一預(yù)熱4～6min后，再將壓力加壓至13～20MPa且在145～155℃下模壓4～6min。