一种可降解聚苯乙烯材料的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种可降解聚苯乙烯材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：步骤一：利用常规工艺制备聚苯乙烯母粒；步骤二：制备可降解母粒：取一定量的光敏剂、防晒剂和降解控制剂高速混合，再与部分步骤一中制得的聚苯乙烯母粒混合，经双螺杆熔融共混，然后冷却切粒后制得可降解母粒；步骤三：取一定量的步骤一中制得的聚苯乙烯母粒和步骤二中制得的可降解母粒混合，以挤出拉片、吸塑或模压成型工艺制得可降解聚苯乙烯材料。本发明专利技术提供的可降解聚苯乙烯材料的制备方法，其工艺简单，设备要求低，成本低，使得该方法能生产易于推广的环保型可降解聚苯乙烯材料。

Preparation and Application of a Degradable Polystyrene Material

【技术实现步骤摘要】
一种可降解聚苯乙烯材料的制备方法及其应用
本专利技术涉及聚合物制备工艺，特别涉及一种可降解聚苯乙烯材料的制备方法及其应用。
技术介绍
一次性聚苯乙烯餐具和可发性聚苯乙烯包装材料通常在使用后短时间内丢弃。聚苯乙烯制品在自然环境中难以降解，很容易造成环境污染的问题。近年来，随着“一次性发泡餐具”移出国家发改委的“淘汰产品目录”，聚苯乙烯产品的垃圾处理问题再次引起了本领域的广泛关注。传统的聚苯乙烯,特别是可发性聚苯乙烯包装材料具有质量小但体积大的缺点，因此在废弃时占用大量堆填空间，并且其具有低密度能浮水的特性使其能漂浮在水面，且其残余价值非常低，不容易循环再生，聚苯乙烯成为主要的海洋及陆地污染物之一。随着世界环保法规的日趋严格及限制，加上生产者责任制度的完善，亟需生产者提升产品环保质量，解决现有聚苯乙烯材料的问题。业内人士主要通过在聚苯乙烯内添加一定的物质来提高聚苯乙烯的降解能力来试图解决这一问题。中国专利技术专利CN103172981B公开了使用两种或两种以上过渡金属盐降解聚苯乙烯材料的方法，中国专利技术专利CN101665625B公开了使用纳米级二氧化钛等紫外光催化降解成分降解塑料制品的方法。而一次性聚苯乙烯材料如刀叉、勺子、杯盖等，其具有颜色及一定厚度，紫外光及氧气不易穿透，降解速率较慢；如通过增加降解剂含量来提升降解塑料，势必通过食品接触增大安全风险。
技术实现思路
本专利技术所所要解决的技术问题是提供一种可降解聚苯乙烯材料的制备方法，该方法通过加入多种协同作用的光敏剂、防晒剂和降解控制剂来提高聚苯乙烯的降解能力，且整个工艺流程简单、生产成本低。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是，一种可降解聚苯乙烯材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：步骤一：利用常规工艺制备聚苯乙烯母粒；步骤二：制备可降解母粒：取一定量的光敏剂、防晒剂和降解控制剂高速混合，再与部分步骤一中制得的聚苯乙烯母粒混合，经双螺杆熔融共混，然后冷却切粒后制得可降解母粒；步骤三：取一定量的步骤一中制得的聚苯乙烯母粒和步骤二中制得的可降解母粒混合，以挤出拉片、吸塑或模压成型工艺制得可降解聚苯乙烯材料。其中，步骤二中光敏剂、防晒剂及降解控制剂的总质量与聚苯乙烯母粒的质量比为1～4:20。所述步骤二中所述光敏剂与防晒剂的质量比为1～10：1，所述防晒剂与降解控制剂的质量比为1～20：1。所述步骤三中可降解母粒与聚苯乙烯母粒的质量比为1～5:100。所述光敏剂为过渡金属盐，所述过渡金属盐为硬质酸钠、油酸镍、环烷酸钴或硬脂酸铁中之一或两种以上以任意比例混合的混合物。所述防晒剂为紫外线吸收剂，所述紫外线吸收剂为2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、氧化锌、改性二氧化钛之一或两种以上以任意比例混合的混合物。所述降解控制剂为抗氧剂，所述抗氧剂为1010,P,1098,3008,Tinuvin320,168,SovchemA01010,SovchemA01076,SovchemA01330,SovchemA0245,SovchemA03114,SovchemMD1024,SovchemA01098,SovchemB215,SovchemB220,SovchemB561,SovchemB900,SovchemB921,SovchemB225,SovchemA0168,SovchemA0-TBM6之一或两种以上以任意比例混合的混合物。所述方法还包括步骤四：表面包覆，在步骤三制备的聚苯乙烯材料的表面包覆纳米级二氧化钛，于聚苯乙烯材料的表面形成一层二氧化钛涂层。所述二氧化钛为改性二氧化钛。本专利技术还提供了一种可降解聚苯乙烯材料的应用，所述可降解聚苯乙烯材料用于制备一次性餐具、包装或外壳材料。本专利技术所能达到的有益效果是：1)本专利技术的制备方法中使用光敏剂和防晒剂协同作用以达到降解目的，而使用期限可通过添加降解控制剂来调节，这种组合在业内应用中尚属首次。2)本专利技术的制备方法中可降解聚苯乙烯材料使用分散性良好的有机光敏剂或改性无机光敏剂，因此能够加速降解速度，相对比现有普通的聚苯乙烯材料不可降解的缺点，本专利技术制得的聚苯乙烯材料更为环保。3)本专利技术的制备方法利用二氧化钛涂层，进而可以获得能够与食物直接接触的可降解聚苯乙烯材料，降低过量光敏剂及防晒剂迁移可能造成的危害；同时，二氧化钛涂层可以加速材料表面降解速率。4)本专利技术的制备方法不需大量改动现有的生产设备。5)本专利技术的制备方法获得可降解具备乙烯材料能解决现有发泡聚苯乙烯占用空间大、回收价值低的问题。附图说明图1为根据本专利技术实施例的一种可降解聚苯乙烯材料的制备方法的流程示意图。图2为未经紫外光老化测试的根据本专利技术实施例1制备的聚苯乙烯样品凝胶渗透色谱结果。图3为经紫外光老化测试4周后的根据本专利技术实施例1制备的聚苯乙烯样品凝胶渗透色谱结果。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本本专利技术的作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。如图1所示，本专利技术提供一种可降解的聚苯乙烯材料的制备方法，包括以下几个步骤：步骤一：利用常规工艺制备聚苯乙烯母粒；步骤二：制备可降解母粒：取一定量的光敏剂、防晒剂和降解控制剂高速混合，再与部分步骤一中制得的聚苯乙烯母粒混合，经双螺杆熔融共混，然后冷却切粒后制得可降解母粒；其中，步骤二中光敏剂、防晒剂及降解控制剂的总质量与聚苯乙烯母粒的质量比为1～4:20。所述步骤二中所述光敏剂与防晒剂的质量比为1～10：1，所述防晒剂与降解控制剂的质量比为1～20：1。所述光敏剂可以选择CN103172981B中报道的一种或一种以上的过渡金属盐，例如：硬质酸钠、油酸镍、环烷酸钴或硬脂酸铁；所述防晒剂可以选择市售紫外线吸收剂产品，例如2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、氧化锌、改性二氧化钛等；所述降解控制剂可以选择市售抗氧剂产品，例如：1010,P,1098,3008,Tinuvin320,168,SovchemA01010,SovchemA01076,SovchemA01330,SovchemA0245,SovchemA03114,SovchemMD1024,SovchemA01098,SovchemB215,SovchemB220,SovchemB561,SovchemB900,SovchemB921,SovchemB225,SovchemA0168,SovchemA0-TBM6,等。步骤三：取一定量的步骤一中制得的聚苯乙烯母粒和步骤二中制得的可降解母粒混合，以挤出拉片、吸塑或模压成型工艺制得可降解聚苯乙烯材料。所述步骤三中可降解母粒与聚苯乙烯母粒的质量比为1～5:100。为了提高步骤二制备的的可降解的聚苯乙烯材料与食物接触的安全性，使其更为环保，本专利技术的制备方法还可以有如下的步骤：步骤四：在步骤三制备的聚苯乙烯材料的表面用常规方法包覆纳米级二氧化钛涂层，所述涂层厚度为0.20-200μm。该粉体无毒、无味、无刺激性，热稳定性与耐热性能好，高温下不变色、不挥发，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可降解聚苯乙烯材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：步骤一：利用常规工艺制备聚苯乙烯母粒；步骤二：制备可降解母粒：取一定量的光敏剂、防晒剂及降解控制剂高速混合，再与部分步骤一中制得的聚苯乙烯母粒混合，经双螺杆熔融共混，然后冷却切粒后制得可降解母粒；步骤三：取一定量的步骤一中制得的聚苯乙烯母粒和步骤二中制得的可降解母粒混合，以挤出拉片、吸塑或模压成型工艺制得可降解聚苯乙烯材料。

【技术特征摘要】
1.一种可降解聚苯乙烯材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：步骤一：利用常规工艺制备聚苯乙烯母粒；步骤二：制备可降解母粒：取一定量的光敏剂、防晒剂及降解控制剂高速混合，再与部分步骤一中制得的聚苯乙烯母粒混合，经双螺杆熔融共混，然后冷却切粒后制得可降解母粒；步骤三：取一定量的步骤一中制得的聚苯乙烯母粒和步骤二中制得的可降解母粒混合，以挤出拉片、吸塑或模压成型工艺制得可降解聚苯乙烯材料。2.根据权利要求1所述的可降解聚苯乙烯材料的制备方法，其特征在于，步骤二中光敏剂、防晒剂及降解控制剂的总质量与聚苯乙烯母粒的质量比为1～4:20。3.根据权利要求1所述的可降解聚苯乙烯材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中所述光敏剂与防晒剂的质量比为1～10：1，所述防晒剂与降解控制剂的质量比为1～20：1。4.根据权利要求1所述的可降解聚苯乙烯材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中可降解母粒与聚苯乙烯母粒的质量比为1～5:100。5.根据权利要求1所述的可降解聚苯乙烯材料的制备方法，其特征在于，所述光敏剂为过渡金属盐，所述过渡金属盐为硬质酸钠、油酸镍、环烷酸钴和硬脂酸铁中之一或两种以上以任意比例混合的混合物。6.根据权利要求1所述的可降解聚苯乙烯材料的制备方法，其特征在于，所述防晒剂为紫外线吸收剂，所述紫外线吸收剂为2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：林子聪，吴昊，
申请(专利权)人：香港生产力促进局，
类型：发明
国别省市：中国香港,81