[发明专利]一种基于玉米醇溶蛋白的改性复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了基于玉米醇溶蛋白的改性复合材料，主要包括以下质量分数的组分：聚丙烯PP55‑65份，玉米醇溶蛋白Zein5‑20份，生物炭Biochar5‑20份，碳酸钙CaCO₃15‑25份，其中碳酸钙为粒径50nm的纳米碳酸钙；以及该复合材料的制备方法，主要包括组分的准备、混合物的制备以及复合材料的制备。本发明通过各组分的结合，改善了玉米醇溶蛋白/聚丙烯复合材料的力学性能如弯曲性能、拉伸性能、冲击强度、刚性、弹性、尺寸稳定性等，提高了使用强度。

技术领域

本发明涉及改性塑料领域，具体涉及一种基于玉米醇溶蛋白的改性复合材料。

背景技术

聚丙烯(PP)凭借其质轻、低成本、绝缘、易储运等优点在交通通讯、家具家电、装饰装修等领域有着十分广泛的应用。但是PP自身的机械性能较差，因而限制了其在诸多特定领域的进一步应用^[1]。研究表明，有机填料、无机填料的添加可以改善PP的尺寸稳定性、刚性、力学强度等机械性能，同时可以获得性能优良、成本低廉的PP基复合材料^[2]。PP基复合材料同时兼具较低的成本与良好的机械性能，已经逐渐走向商业化。

但是，对于天然植物纤维材料而言，其自身所固有的亲水特性很难与具有疏水特性的PP相容，因而二者之间具有较差的界面结合，而此时，作为一种玉米深加工废弃物，玉米醇溶蛋白(Zein)不溶于水，具有较好的疏水性，因而与 PP等疏水性聚合物具有较好的相容性，但是玉米醇溶蛋白自身具有较大的脆性，对PP塑料性能的提升效果不佳，因此，Zein/PP复合材料的性能改善问题，亟待解决。

发明内容

本发明是为了避免现有技术存在的不足之处，提供了一种具有优秀的综合力学性能的基于玉米醇溶蛋白的改性复合材料。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种基于玉米醇溶蛋白的改性复合材料，包括以下质量分数的组分：

在数个实施方式中，碳酸钙为粒径50nm的纳米碳酸钙。

在数个实施方式中，主要包括以下质量分数的组分：

本发明还提供了该基于玉米醇溶蛋白的改性复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：各组分的准备；

S1.1：准备55～65质量份数的聚丙烯；

S1.2：准备5-20质量份数的玉米醇溶蛋白；

S1.3：准备5-20质量份数的生物炭；

S1.4：准备15-25质量份数的碳酸钙；

S2：混合物的制备，将S1中的各质量份数的组分投入混炼机中混炼 5-15min，混炼转速为45-55r/min，混炼温度为170-190℃，得到混合物；

S3：复合材料的制备，将S2中的混合物投入注塑机中进行注塑，注塑温度为170-190℃，模具冷却温度为40-50℃，得到复合材料。

在数个实施方式中，在上述S1.3中，还包括S1.3.1：生物炭的制备，选取干燥的毛竹为原料在加热电炉中进行炭化，炭化终温为500℃，升温速率为10℃ /min，保温时间为2h，得到生物炭。

在数个实施方式中，在上述S1.3.1中，还需要将制得的生物炭置入干燥箱中进行烘干，烘干时间为24h，烘干温度为105℃。

在数个实施方式中，在上述S1中，所述S1.1～S1.4的顺序不分先后。