生物基材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及用混合物制备可类似于动物皮革的生物基材料的方法，所述混合物包含(i)植物蛋白质、(ii)一种或多种植物鞣剂、(iii)一种或多种增塑剂。或多种增塑剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生物基材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种用植物蛋白质制备可类似于动物皮革的生物基材料的方法。

技术介绍

[0002]皮革工业经常因其对环境的影响而受到指责。在鞣制过程中，水的高消耗、大量的化学投入以及化学和有机废物向空气和水中的潜在处置造成了该行业的负面形象。许多担心这些环境问题的消费者正在放弃动物皮革。
[0003]为了应对这些生态问题并满足新的需求，已经出现了类似于动物皮革的新材料，这些新材料不断涌现。所提出的主要替代品是完全合成的石油基材料(例如聚氯乙烯)，或者由涂覆有塑料材料(例如聚氨酯)的天然或合成纤维基材制成。
[0004]存在其他更安全且更昂贵的替代品，例如由菠萝叶制成的菠萝皮、由桉树叶制成的桉树皮、或蘑菇皮。通常，聚氨酯与这些天然成分混合在一起。
[0005]还提出了用植物蛋白质制备动物皮革的替代品。因此，JPH04153378提出了一种制备替代材料的方法，其包括挤出植物蛋白质(大豆蛋白质)的步骤，然后是对所得材料进行铬或植物类鞣制的步骤。
[0006]然而，从生态学的角度来看，这些替代品中的一些似乎并不完全令人满意。聚氨酯类材料源自石化产品，难以加入到对生态负责的制备方法中。此外，材料的寿命周期并不总是被认为是完整的。回收这些替代品中的一些(特别是包含与聚氨酯相关的纤维的那些)可能是困难的。最后，这些替代品不能获得具有热塑性特征的材料。
[0007]因此，仍然需要一种可在各种
中用于多种用途的生物基可回收材料。有利地，所提出的材料可以代表动物皮革的优选替代品。此外，该材料的制备方法是快速、经济且环保的。
[0008]已经提出了生物基材料，例如US6902783、EP0976790、Sun等人的Food Hydrocoloids(第21卷，第1005
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1013页)。这些材料是通过醛或多元醛类型的交联剂使生物聚合物或植物蛋白质交联而获得的。这些方法不使用植物鞣剂。形成的化学键则是共价的，从而不能获得可回收的类热塑性材料。

技术实现思路

[0009]本专利技术涉及一种用植物蛋白质制备半成品的方法以及能够通过所述方法获得的半成品和所述半成品用于制备制品(商业制品)的用途，所述方法包括以下步骤：
[0010](A)将混合物流化和捏合，所述混合物包含：
[0011](i)植物蛋白质；
[0012](ii)一种或多种植物鞣剂；
[0013](iii)一种或多种增塑剂；
[0014](b)压缩经流化和捏合的混合物以制得半成品。
[0015]本专利技术还涉及一种用本文所述的半成品制备制品的方法，其包括通过挤出压延、
挤出溶胀、挤出纺丝、注射、3D打印或模制来使半成品在压力下成形的步骤。本专利技术还涉及通过这种方法获得的制品。
[0016]本专利技术的其他方面如下文和权利要求所述。
附图说明
[0017]图1示出了通过挤出获得的样品T1至T4的照片。
具体实施方式
[0018]专利技术人已开发出一种用于制备半成品的方法，所述半成品以某些形式(片材、膜、板材)可以类似于动物皮革，或者所述方法使得可用植物蛋白质制备可类似于动物皮革的材料。
[0019]因此，本专利技术涉及一种用植物蛋白质制备半成品的方法，所述方法包括以下步骤：
[0020](A)将混合物流化和捏合，所述混合物包含：
[0021](i)植物蛋白质；
[0022](ii)一种或多种植物鞣剂；
[0023](iii)一种或多种增塑剂；
[0024](b)压缩经流化和捏合的混合物以制得半成品。
[0025]本专利技术还涉及能够通过本专利技术的方法获得的半成品。
[0026]本说明书中使用的术语“半成品”是指用作制备各种制品的基料的产品。
[0027]术语“半成品”包括(但不限于)片材、膜、板材、线材、技术型材、棒材、管材、固体成形材和丸粒。
[0028]可用本专利技术的半成品制备的制品示例包括(但不限于)包装材料、可用于食品接触的模制物品(杯子、食品容器、餐具......)、家用、纺织或装饰用的模制物品(壶、盒、保护壳、按钮、标记、把手、扶手、鞋底......)、纺织品和配件、皮革制品和配件、体育用品、用于农业或园艺的膜或网、用于柔韧材料的整理膜和泡沫。半成品也可以用于制备用于表面涂层的水溶液和悬浮液。
[0029]本说明书中使用的术语“技术型材”是指具有特定形状的材料。
[0030]本专利技术的方法以及能够通过该方法可获得的半成品如下所述。
[0031]用于制备半成品的混合物的成分
[0032]本专利技术的半成品是在流化、捏合和压缩包含(i)植物蛋白质、(ii)一种或多种增塑剂和(iii)一种或者多种植物鞣剂的混合物之后获得的。混合物可以进一步包含任选的有机或无机添加剂/成分(例如填料、染料、颜料、粘度调节剂、pH调节剂、防腐剂、疏水剂、表面活性剂、离子性调节剂、UV稳定剂)。
[0033]植物蛋白质、一种或多种植物鞣剂和一种或多种增塑剂的混合物使得可制备热塑性类型的材料。因此，这种特性提供了非常多样化的适合材料预期用途的成形可能性。
[0034]将一种或多种植物鞣剂直接添加至包含植物蛋白质和增塑剂的混合物，出乎意料地使得可最终制备类似于动物皮革并呈现出增加的柔韧性和良好的耐水性的材料。此外，这种材料具有可回收利用的优点。
[0035]蛋白质
[0036]在本专利技术的情况中可用的蛋白质是植物蛋白质，例如来自植物或藻类的蛋白质。
[0037]基于混合物的总质量，混合物通常包含15质量％至70质量％，优选20质量％至60质量％的植物蛋白质。
[0038]优选地，混合物不包含动物蛋白质(哺乳动物、鱼类、鸟类、爬行动物和两栖动物)。
[0039]在本专利技术的情况中可用的植物蛋白质优选选自谷物蛋白质(例如小麦、荞麦、大麦、黑麦、玉米、燕麦、斯佩耳特小麦、藜麦、苋菜、奇亚、小米、大米)、豆类蛋白质(例如黄豆、豌豆、蚕豆、羽扇豆、扁豆、角豆、甘草、苜蓿、三叶草、胡芦巴)、油籽蛋白质(例如大豆、油菜籽、亚麻籽、大麻、向日葵、蓖麻、棕榈、橡果、花生、芝麻、核桃、杏仁、棉花、南瓜籽、葡萄籽、橄榄、椰子、榛子)、大型藻类蛋白质(褐藻门(褐藻)、绿藻门和轮藻门(绿藻)、红藻门(红藻))、微藻类蛋白质(硅藻门(硅藻)、绿藻门(绿藻)、金藻门(金藻)和蓝藻门(蓝绿藻)(例如钝顶节旋藻(螺旋藻))、小球藻门(小球藻))以及它们的混合物。小麦蛋白质(特别是小麦面筋蛋白质)、蚕豆蛋白质和小球藻蛋白质尤其可用在本专利技术的情况中。
[0040]基于混合物的总质量，混合物通常包含20质量％至85质量％，优选15质量％至70质量％，或20质量％至60质量％，或35质量％至75质量％的植物蛋白质。植物蛋白质通常以植物蛋白质制剂的形式添加至混合物，例如以油饼(例如油菜籽、亚麻籽、大麻、向日葵饼)或浓缩物或分离物(例如豌豆浓本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用植物蛋白质制备半成品的方法，其包括以下步骤：(A)将混合物流化和捏合，所述混合物包含：(i)植物蛋白质；(ii)一种或多种植物鞣剂；(iii)一种或多种增塑剂；(b)压缩经流化和捏合的混合物以制得半成品。2.根据权利要求1所述的方法，其中，鞣剂选自多酚鞣剂。3.根据权利要求1所述的方法，其中，蛋白质是选自谷物蛋白质、豆类蛋白质、油籽蛋白质、大型藻类蛋白质、微藻类蛋白质及其混合物的植物蛋白质，优选地所述植物蛋白质是小麦面筋蛋白质。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述增塑剂选自水、粗甘油、精制甘油、甘油衍生物、醇、多元醇、糖类和低聚糖、木脂素、饱和或不饱和的羧酸及其盐、香豆素、磺酸、氨基酸、尿素、离子液体、共晶溶剂以及它们的混合物，优选地选自甘油、尿素、水以及它们的混合物。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述混合物进一步包含选自填料、染料、颜料、粘度调节剂、pH调节剂、防腐剂、疏水剂、表面活性剂、离子性调节剂、UV稳定剂及其混合物的有机或无机添加剂。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过将混合物加热到范围为60℃至250℃的温...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：里昂第一大学国家科学研究中心植物制革厂，
类型：发明
国别省市：