[发明专利]包含可交联蛋白材料树脂的复合材料

说明书

发明领域

本发明涉及包括基于天然和/或可降解材料的可交联树脂的复合材料。

背景技术

可交联树脂是公知的，并且经常用于需要高耐热性和高硬度的用途中。该树脂经常用于复合材料中，其中所述树脂粘合了颗粒、纤维或片材(在下文中也通称为填料)。与热塑性树脂相反，交联树脂不会熔化。这样的树脂可例如基于聚酯、丙烯酸树脂和/或氨基塑料树脂。由于交联，固化的树脂通常难以在自然界中分解。复合材料的很多用途需要存在这些有益性质，但同时通过使用生物学产生(biologically occurring)的材料使其环境冲击降到最低，所述生物学产生的材料优选为至少当由这些复合材料制成的产品被弃置时可降解的树脂。

作为天然存在的和/或可降解的材料，已知使用例如聚乳酸、聚糖(polycarbohydrate)或蛋白质。有些时候这些聚合物是经交联的。蛋白质可用醛来交联；诸如甲醛、戊二醛等。这样的交联通常在加热树脂系统的情况下发生。其它系统可使用淀粉类物质，其可例如通过醚化或与聚异氰酸酯反应来交联。

考虑到环境关系，需要进一步开发含有具有高硬度和/或强度的树脂系统的复合材料。

发明内容

本发明涉及包括多于50wt％填料和包含蛋白材料(proteinous material)的树脂的复合材料，所述蛋白材料含有可通过酶交联的蛋白质或多肽以及适用于所述交联的酶。

含有交联树脂组合物(crosslinked resin composition)的复合材料可在干燥条件下以及在潮湿或湿润条件下交联。另一个优点是与热固化树脂相比使树脂交联的能量输入被显著降低了，并且对于交联反应来说不需要使用有害化学品。

另外，本发明涉及这种复合材料用于铸型(foundry mould)或木面板(wood panel)的应用，并且涉及通过使由树脂和填料组成的复合材料成形来制造铸型或木面板的方法；所述树脂包括蛋白材料，所述蛋白材料含有可通过使用适当可用的酶经由酶促反应来交联的蛋白质或多肽。

另外，本发明涉及粘合填料如纤维、颗粒或片材的方法，粘合剂(binder)包括蛋白材料，所述蛋白材料含有作为可交联物质的蛋白质或多肽以及作为催化剂的酶。在这种情况中，词语树脂与词语粘合剂互换使用。

另外，本发明涉及用于填料如木材或胶合板(veneer)的双组分胶粘剂(adhesive)，其中一种组分是蛋白材料(含有蛋白质和/或多肽)，且第二种组分是能使所述蛋白材料中的蛋白质和/或多肽交联的酶。

附图说明

将通过参考以下附图来理解本发明的特征和优点，其中：

图1是本发明实施方式的图解图；

图2是本发明实施方式的图解图；

图3是本发明实施方式的图解图；且

图4是本发明实施方式的图解图。

具体实施方式

以下是本发明特定实施方式的描述，仅通过举例的方式并参考附图给出。含有可用酶交联的蛋白质或多肽的蛋白材料是已知的，但这些系统通常用于食品或饲料工业。意料不到的是，可交联的树脂系统实际上能用于高强度工业用途——甚至在其中使用了(非常)少量的蛋白材料的那些用途中也是如此(不同于食品和饲料工业，其中组合物通常含有多于50wt％干重的蛋白质)。

在本申请中，交联意指共价键的形成。已知范德华相互作用或离子相互作用导致某些内聚力(cohesive force)，像在明胶中那样，但本发明的树脂系统是耐潮湿性的，并且可以显著较硬。

用于粘合剂的蛋白材料可得自植物(包括藻类)、动物、真菌和/或微生物(细菌、酵母菌)来源。该材料可部分地与其它源物质(source substances)(例如，多糖)分离或不与其分离。蛋白材料还可包括水解至不同程度的蛋白质以提供具有受控分子量的多肽或提供较短链或较多直链(优选由至少10个氨基酸组成)。

此外，可使用合成的多肽，如聚-赖氨酸或具有相对大量伯氨基基团的聚氨基酸。取决于酶促系统的类型，可选择非胺的其它官能团。

此外，所述材料可与其它可交联聚合物或低聚物组合，如氨基官能化的聚乙二醇、氨基官能性的丙烯酸树脂、烷基二胺等。优选这样的混合物以少于树脂的40wt％的量存在，优选少于20wt％。

在本申请中，％或wt％定义为在所述组合物或树脂中的干重。

对于特定应用，希望组合物是可降解的，优选生物可降解的。