CN105906963A - 一种羧基化聚苯乙烯复合包装材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种羧基化聚苯乙烯复合包装材料，由下列重量份的原料制成：羧基化聚苯乙烯25‑50份、偶氮二异丁腈2‑5份、α‑甲基丙烯酸5‑10份、玻璃纤维5‑15份、二氯甲烷5‑10份、石墨2‑5份、正硅酸乙酯5‑15份、环氧丙烷5‑10份、甲基乙烯基醚5‑15份、丁烷5‑15份、硫代二丙酸二月桂酯5‑10份、三氯氰胺5‑10份、发泡剂5‑10份、抗氧化剂5‑10份、热稳定剂5‑10份。同时，还公开了这种羧基化聚苯乙烯复合包装材料的制备方法。

Description

一种羧基化聚苯乙烯复合包装材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及包装材料技术领域，特别涉及一种羧基化聚苯乙烯复合包装材料及其制备方法。
背景技术
聚苯乙烯材料被广泛应用于建筑、包装、电子电器、交通工具制造和装饰装潢材料等领域。目前以苯乙烯为原料生产的聚苯乙烯的产量已跃居世界泡沫塑料的第二位，但是多数聚苯乙烯制品使用以后直接被废弃，由于其质量轻、体积大、耐腐蚀和抗老化等特点，散落在自然环境中成为白色污染源。因此，如何降低聚苯乙烯材料制品的环境危害性，提高其使用性能成为业界关注的焦点。如何才能研制出一款对环境危害小、使用寿命长、材料特性稳定的聚苯乙烯材料制品已经成为该行业关注的重点之一。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种羧基化聚苯乙烯复合包装材料及其制备方法，通过采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到了一种羧基化聚苯乙烯复合包装材料，材料性能良好，且容易降解，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
具体实施方式
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种羧基化聚苯乙烯复合包装材料，由下列重量份的原料制成：羧基化聚苯乙烯25-50份、偶氮二异丁腈2-5份、α-甲基丙烯酸5-10份、玻璃纤维5-15份、二氯甲烷5-10份、石墨2-5份、正硅酸乙酯5-15份、环氧丙烷5-10份、甲基乙烯基醚5-15份、丁烷5-15份、硫代二丙酸二月桂酯5-10份、三氯氰胺5-10份、发泡剂5-10份、抗氧化剂5-10份、热稳定剂5-10份。
优选地，所述发泡剂选自氧化镁、氧化铝、碳酸氢钠、碳酸二氢钠中的一种或几种。
优选地，所述抗氧化剂选自硫酸亚铁、葡萄糖酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠中的一种或几种。
优选的，所述热稳定剂选自甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯乙酯、草酰氯单乙酯、硬酯酸聚氧乙烯酯中的一种或几种。
所述的羧基化聚苯乙烯复合包装材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料：羧基化聚苯乙烯25-50份、偶氮二异丁腈2-5份、α-甲基丙烯酸5-10份、玻璃纤维5-15份、二氯甲烷5-10份、石墨2-5份、正硅酸乙酯5-15份、环氧丙烷5-10份、甲基乙烯基醚5-15份、丁烷5-15份、硫代二丙酸二月桂酯5-10份、三氯氰胺5-10份、发泡剂5-10份、抗氧化剂5-10份、热稳定剂5-10份；
（2）将羧基化聚苯乙烯、偶氮二异丁腈、α-甲基丙烯酸、玻璃纤维、二氯甲烷、石墨混合，加入等质量的浓度为5%的乙酸乙酯溶液，加入密炼机中共混，在50℃下搅拌30min，搅拌速度为1000转/分钟，得到初步预混液；
（3）依次往初步预混液中加入正硅酸乙酯、环氧丙烷、甲基乙烯基醚、丁烷、硫代二丙酸二月桂酯、三氯氰胺，然后在100℃下双辊混炼30-60min，得到二次混合液；
（4）将得到的二次混合液加入发泡剂、抗氧化剂、热稳定剂，在100℃下充分搅拌即得成品原液；
（5）将成品原液注入平行双螺杆挤出机中熔融、挤出、造粒、烘干，即得成品。
优选地，所述步骤（5）中，平行双螺杆挤出机的螺杆转速为500-1000转/分钟。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明的羧基化聚苯乙烯复合包装材料以羧基化聚苯乙烯、偶氮二异丁腈、α-甲基丙烯酸、玻璃纤维、二氯甲烷、石墨为主要成分，通过加入正硅酸乙酯、环氧丙烷、甲基乙烯基醚、丁烷、硫代二丙酸二月桂酯、三氯氰胺、发泡剂、抗氧化剂、热稳定剂，辅以超混炼、搅拌、加热、熔融、挤出、造粒、烘干等工艺，使得制备而成的羧基化聚苯乙烯复合包装材料具有优良的使用性能，且易降解，整体性能得到大幅度提高。
（2）本发明的羧基化聚苯乙烯复合包装材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
（1）按照重量份称取羧基化聚苯乙烯25份、偶氮二异丁腈2份、α-甲基丙烯酸5份、玻璃纤维5份、二氯甲烷5份、石墨2份、正硅酸乙酯5份、环氧丙烷5份、甲基乙烯基醚5份、丁烷5份、硫代二丙酸二月桂酯5份、三氯氰胺5份、氧化镁5份、硫酸亚铁5份、甲基丙烯酸甲酯5份；
（2）将羧基化聚苯乙烯、偶氮二异丁腈、α-甲基丙烯酸、玻璃纤维、二氯甲烷、石墨混合，加入等质量的浓度为5%的乙酸乙酯溶液，加入密炼机中共混，在50℃下搅拌30min，搅拌速度为1000转/分钟，得到初步预混液；
（3）依次往初步预混液中加入正硅酸乙酯、环氧丙烷、甲基乙烯基醚、丁烷、硫代二丙酸二月桂酯、三氯氰胺，然后在100℃下双辊混炼30min，得到二次混合液；
（4）将得到的二次混合液加入氧化镁、硫酸亚铁、甲基丙烯酸甲酯，在100℃下充分搅拌即得成品原液；
（5）将成品原液注入平行双螺杆挤出机中熔融、挤出、造粒、烘干，即得成品，平行双螺杆挤出机的螺杆转速为500转/分钟。
制得的羧基化聚苯乙烯复合包装材料的性能测试结果如表1所示。
实施例2
（1）按照重量份称取羧基化聚苯乙烯30份、偶氮二异丁腈3份、α-甲基丙烯酸6份、玻璃纤维8份、二氯甲烷6份、石墨3份、正硅酸乙酯8份、环氧丙烷6份、甲基乙烯基醚8份、丁烷8份、硫代二丙酸二月桂酯6份、三氯氰胺6份、氧化铝6份、葡萄糖酸钠6份、苯乙烯乙酯6份；
（2）将羧基化聚苯乙烯、偶氮二异丁腈、α-甲基丙烯酸、玻璃纤维、二氯甲烷、石墨混合，加入等质量的浓度为5%的乙酸乙酯溶液，加入密炼机中共混，在50℃下搅拌30min，搅拌速度为1000转/分钟，得到初步预混液；
（3）依次往初步预混液中加入正硅酸乙酯、环氧丙烷、甲基乙烯基醚、丁烷、硫代二丙酸二月桂酯、三氯氰胺，然后在100℃下双辊混炼40min，得到二次混合液；
（4）将得到的二次混合液加入氧化铝、葡萄糖酸钠、苯乙烯乙酯，在100℃下充分搅拌即得成品原液；
（5）将成品原液注入平行双螺杆挤出机中熔融、挤出、造粒、烘干，即得成品，平行双螺杆挤出机的螺杆转速为600转/分钟。
制得的羧基化聚苯乙烯复合包装材料的性能测试结果如表1所示。
实施例3
（1）按照重量份称取羧基化聚苯乙烯40份、偶氮二异丁腈4份、α-甲基丙烯酸9份、玻璃纤维13份、二氯甲烷9份、石墨4份、正硅酸乙酯13份、环氧丙烷9份、甲基乙烯基醚13份、丁烷13份、硫代二丙酸二月桂酯9份、三氯氰胺9份、碳酸氢钠9份、亚硫酸钠9份、草酰氯单乙酯9份；
（2）将羧基化聚苯乙烯、偶氮二异丁腈、α-甲基丙烯酸、玻璃纤维、二氯甲烷、石墨混合，加入等质量的浓度为5%的乙酸乙酯溶液，加入密炼机中共混，在50℃下搅拌30min，搅拌速度为1000转/分钟，得到初步预混液；
（3）依次往初步预混液中加入正硅酸乙酯、环氧丙烷、甲基乙烯基醚、丁烷、硫代二丙酸二月桂酯、三氯氰胺，然后在100℃下双辊混炼50min，得到二次混合液；
（4）将得到的二次混合液加入碳酸氢钠、亚硫酸钠、草酰氯单乙酯，在100℃下充分搅拌即得成品原液；
（5）将成品原液注入平行双螺杆挤出机中熔融、挤出、造粒、烘干，即得成品，平行双螺杆挤出机的螺杆转速为800转/分钟。
制得的羧基化聚苯乙烯复合包装材料的性能测试结果如表1所示。
实施例4
（1）按照重量份称取羧基化聚苯乙烯50份、偶氮二异丁腈5份、α-甲基丙烯酸10份、玻璃纤维15份、二氯甲烷10份、石墨5份、正硅酸乙酯15份、环氧丙烷10份、甲基乙烯基醚15份、丁烷15份、硫代二丙酸二月桂酯10份、三氯氰胺10份、碳酸二氢钠10份、亚硫酸氢钠10份、硬酯酸聚氧乙烯酯10份；
（2）将羧基化聚苯乙烯、偶氮二异丁腈、α-甲基丙烯酸、玻璃纤维、二氯甲烷、石墨混合，加入等质量的浓度为5%的乙酸乙酯溶液，加入密炼机中共混，在50℃下搅拌30min，搅拌速度为1000转/分钟，得到初步预混液；
（3）依次往初步预混液中加入正硅酸乙酯、环氧丙烷、甲基乙烯基醚、丁烷、硫代二丙酸二月桂酯、三氯氰胺，然后在100℃下双辊混炼60min，得到二次混合液；
（4）将得到的二次混合液加入碳酸二氢钠、亚硫酸氢钠、硬酯酸聚氧乙烯酯，在100℃下充分搅拌即得成品原液；
（5）将成品原液注入平行双螺杆挤出机中熔融、挤出、造粒、烘干，即得成品，平行双螺杆挤出机的螺杆转速为1000转/分钟。
制得的羧基化聚苯乙烯复合包装材料的性能测试结果如表1所示。
对比例1
（1）按照重量份称取羧基化聚苯乙烯25份、玻璃纤维5份、二氯甲烷5份、石墨2份、正硅酸乙酯5份、环氧丙烷5份、甲基乙烯基醚5份、丁烷5份、硫代二丙酸二月桂酯5份、氧化镁5份、硫酸亚铁5份、甲基丙烯酸甲酯5份；
（2）将羧基化聚苯乙烯、玻璃纤维、二氯甲烷、石墨混合，加入等质量的浓度为5%的乙酸乙酯溶液，加入密炼机中共混，在50℃下搅拌30min，搅拌速度为1000转/分钟，得到初步预混液；
（3）依次往初步预混液中加入正硅酸乙酯、环氧丙烷、甲基乙烯基醚、丁烷、硫代二丙酸二月桂酯，然后在100℃下双辊混炼30min，得到二次混合液；
（4）将得到的二次混合液加入氧化镁、硫酸亚铁、甲基丙烯酸甲酯，在100℃下充分搅拌即得成品原液；
（5）将成品原液注入平行双螺杆挤出机中熔融、挤出、造粒、烘干，即得成品，平行双螺杆挤出机的螺杆转速为500转/分钟。
制得的羧基化聚苯乙烯复合包装材料的性能测试结果如表1所示。
对比例2
（1）按照重量份称取羧基化聚苯乙烯50份、偶氮二异丁腈5份、α-甲基丙烯酸10份、石墨5份、正硅酸乙酯15份、环氧丙烷10份、甲基乙烯基醚15份、丁烷15份、三氯氰胺10份、碳酸二氢钠10份、亚硫酸氢钠10份、硬酯酸聚氧乙烯酯10份；
（2）将羧基化聚苯乙烯、偶氮二异丁腈、α-甲基丙烯酸、石墨混合，加入等质量的浓度为5%的乙酸乙酯溶液，加入密炼机中共混，在50℃下搅拌30min，搅拌速度为1000转/分钟，得到初步预混液；
（3）依次往初步预混液中加入正硅酸乙酯、环氧丙烷、甲基乙烯基醚、丁烷、三氯氰胺，然后在100℃下双辊混炼60min，得到二次混合液；
（4）将得到的二次混合液加入碳酸二氢钠、亚硫酸氢钠、硬酯酸聚氧乙烯酯，在100℃下充分搅拌即得成品原液；
（5）将成品原液注入平行双螺杆挤出机中熔融、挤出、造粒、烘干，即得成品，平行双螺杆挤出机的螺杆转速为1000转/分钟。
制得的羧基化聚苯乙烯复合包装材料的性能测试结果如表1所示。
将实施例1-4和对比例1-2的羧基化聚苯乙烯复合包装材料分别进行拉伸强度、缺口冲击强度、断裂伸长率和降解效率这几项性能测试。
表1
　 拉伸强度（Mpa） 缺口冲击强度J/m 断裂伸长率% 3 个月后降解效率（土埋处理）%
实施例1 29.4 195.3 3.5 87
实施例2 27.8 197.4 4.1 87
实施例3 30.1 201.5 4.2 89
实施例4 28.6 199.4 4.7 88
对比例1 10.6 85.6 2.7 40
对比例2 11.3 73.4 1.9 43
本发明的羧基化聚苯乙烯复合包装材料以羧基化聚苯乙烯、偶氮二异丁腈、α-甲基丙烯酸、玻璃纤维、二氯甲烷、石墨为主要成分，通过加入正硅酸乙酯、环氧丙烷、甲基乙烯基醚、丁烷、硫代二丙酸二月桂酯、三氯氰胺、发泡剂、抗氧化剂、热稳定剂，辅以超混炼、搅拌、加热、熔融、挤出、造粒、烘干等工艺，使得制备而成的羧基化聚苯乙烯复合包装材料具有优良的使用性能，且易降解，整体性能得到大幅度提高。本发明的羧基化聚苯乙烯复合包装材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种羧基化聚苯乙烯复合包装材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：羧基化聚苯乙烯25-50份、偶氮二异丁腈2-5份、α-甲基丙烯酸5-10份、玻璃纤维5-15份、二氯甲烷5-10份、石墨2-5份、正硅酸乙酯5-15份、环氧丙烷5-10份、甲基乙烯基醚5-15份、丁烷5-15份、硫代二丙酸二月桂酯5-10份、三氯氰胺5-10份、发泡剂5-10份、抗氧化剂5-10份、热稳定剂5-10份。
2.根据权利要求1所述的羧基化聚苯乙烯复合包装材料，其特征在于：所述发泡剂选自氧化镁、氧化铝、碳酸氢钠、碳酸二氢钠中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的羧基化聚苯乙烯复合包装材料，其特征在于：所述抗氧化剂选自硫酸亚铁、葡萄糖酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的羧基化聚苯乙烯复合包装材料，其特征在于：所述热稳定剂选自甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯乙酯、草酰氯单乙酯、硬酯酸聚氧乙烯酯中的一种或几种。
5.根据权利要求1～4任一所述的羧基化聚苯乙烯复合包装材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将羧基化聚苯乙烯、偶氮二异丁腈、α-甲基丙烯酸、玻璃纤维、二氯甲烷、石墨混合，加入等质量的浓度为5%的乙酸乙酯溶液，加入密炼机中共混，在50℃下搅拌30min，搅拌速度为1000转/分钟，得到初步预混液；
（3）依次往初步预混液中加入正硅酸乙酯、环氧丙烷、甲基乙烯基醚、丁烷、硫代二丙酸二月桂酯、三氯氰胺，然后在100℃下双辊混炼30-60min，得到二次混合液；
（4）将得到的二次混合液加入发泡剂、抗氧化剂、热稳定剂，在100℃下充分搅拌即得成品原液；
（5）将成品原液注入平行双螺杆挤出机中熔融、挤出、造粒、烘干，即得成品。
6.根据权利要求5所述的羧基化聚苯乙烯复合包装材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中，平行双螺杆挤出机的螺杆转速为500-1000转/分钟。
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CN109206655A (zh) * 2018-09-06 2019-01-15 东阳市特意新材料科技有限公司 一种抗黄变改性聚苯乙烯食品包装用泡沫材料的制备方法
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