本发明涉及一种聚苯乙烯组合物，特别是涉及一种用于包装板的聚苯乙烯组合物及其制造方法。
背景技术：
：：聚苯乙烯(Polystyrene，缩写为PS)是指由苯乙烯单体经自由基加聚反应合成的聚合物，日文名称为ポリスチレン。普通聚苯乙烯树脂属无定形高分子聚合物，聚苯乙烯大分子链的侧基为苯环，大体积侧基为苯环的无规排列决定了聚苯乙烯的物理化学性质，如透明度高、刚度大、玻璃化温度高，性脆等。可发性聚苯乙烯为在普通聚苯乙烯中浸渍低沸点的物理发泡剂制成，加工过程中受热发泡，专用于制作泡沫塑料产品。高抗冲聚苯乙烯为苯乙烯和丁二烯的共聚物，丁二烯为分散相，提高了材料的冲击强度，但产品不透明。间规聚苯乙烯为间同结构，采用茂金属催化剂生产，发展的聚苯乙烯新品种，性能好，属于工程塑料。聚苯乙烯易加工成型，并具有透明、廉价、刚性、绝缘、印刷性好等优点，可广泛用于轻工市场、日用装璜、照明指示和包装板等方面，在电气方面更是良好的绝缘材料和隔热保温材料，可以制作各种仪表外壳、灯罩、光学化学仪器零件、透明薄膜、电容器介质层等。不过，聚苯乙烯较难降解，对环境有害，而且用于包装板时阻燃性较差，存在安全隐患。公开号为CN102019699B、公开日为2011.11.30、申请人为内蒙古大学的中国专利公开了“以碱糊化淀粉为粘合剂与废弃植物纤维及聚苯乙烯泡沫制造轻质保温板材的方法”，主要是将一定浓度的氢氧化钠滴加到淀粉乳中，制得碱糊化淀粉粘合剂，之后将制得的碱糊化淀粉粘合剂与废弃植物纤维粉末、聚苯乙烯泡沫混合均匀，并放入模具中，经成型干燥后即制得轻质保温板材。该专利生产工艺简单、易于操作，利用其制得的板材不含有甲醛等有害物质，属于环保型轻质保温板材。然而，该方法制得的板材在阻燃性方面仍然存在较差的缺陷。技术实现要素：：本发明要解决的技术问题是提供一种用于包装板的聚苯乙烯组合物及其制造方法，制造出的聚苯乙烯组合物具有很好的阻燃性以及生物降解性，对环境友好。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种用于包装板的聚苯乙烯组合物的制造方法，其步骤为：(1)将榴莲壳中的白瓤部分去除后用锤子敲碎，用蒸馏水冲洗2分钟后置于100℃的沸水中水煮30分钟，取出后用蒸馏水反复漂洗，然后置于真空干燥箱中80℃下干燥24小时，用植物粉碎机粉碎后得到榴莲壳粉；(2)将步骤(1)得到的榴莲壳粉加入ph值为2的硫酸溶液中，置于55℃的恒温水浴中加热回流2小时，取出后抽滤，用蒸馏水反复洗涤，然后加入质量浓度为5％的柠檬酸溶液中，置于65℃的恒温水浴中加热回流3小时，取出后抽滤，用蒸馏水反复洗涤，置于真空干燥箱中80℃下干燥24小时，得到预处理榴莲壳粉；(3)将步骤(2)得到的预处理榴莲壳粉加入质量浓度为20％的草酸钾溶液中，搅拌20小时后80℃下烘干，放入石墨坩埚中，将石墨坩埚置于升温炉中，通氮气氛围下以5℃/分的速度升温至700℃后保温3小时，自然冷却至室温后取出，用去离子水洗涤至中性，置于真空干燥箱中80℃下干燥至恒重，研磨后过200目筛，得到榴莲壳炭粉；(4)将环氧氯丙烷、四氯化硅、高氯酸、去离子水、丙酮加入反应瓶中，通氮气保护，振荡均匀后加入步骤(3)得到的榴莲壳炭粉，置于75℃的恒温水浴中加热回流8小时，将得到的产物减压蒸馏后用丙酮反复洗涤至中性，置于真空干燥箱中80℃下干燥至恒重，研磨后过200目筛，得到接枝榴莲壳炭粉；(5)将PS、HIPS、抗氧剂、润滑剂、交联剂、相容剂、步骤(4)得到的接枝榴莲壳炭粉加入搅拌机中，搅拌均匀后得到搅拌料，将双螺杆混合机升温至200℃，将搅拌料注入双螺杆混合机中，开启混合后加入发泡剂，混合均匀后得到混合料，将混合料加入挤塑机中，110℃下挤压成型，得到用于包装板的聚苯乙烯组合物。优选地，本发明所述步骤(2)中，榴莲壳粉、硫酸溶液、柠檬酸溶液的质量比为1:40:50。优选地，本发明所述步骤(3)中，预处理榴莲壳粉的质量为草酸钾溶液的一半。优选地，本发明所述步骤(3)中，环氧氯丙烷、四氯化硅、高氯酸、去离子水、丙酮、榴莲壳炭粉的重量比为10:6:1:3:100:17。优选地，本发明所述步骤(5)中，按重量份计，PS50-60份，HIPS20-30份，抗氧剂0.1-0.6份，润滑剂2-3份，交联剂3-4份，相容剂5-7份，步骤(4)得到的接枝榴莲壳炭粉15-20份，发泡剂1-2份。优选地，本发明所述步骤(5)中，抗氧剂为抗氧剂1010。优选地，本发明所述步骤(5)中，润滑剂为硅酮。优选地，本发明所述步骤(5)中，交联剂为TAC。优选地，本发明所述步骤(5)中，相容剂为乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物。优选地，本发明所述步骤(5)中，发泡剂为发泡剂OBSH。上述制备方法所制备得到的用于包装板的聚苯乙烯组合物。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1)榴莲是一种热带水果，榴莲壳占榴莲的一半重量左右，人们食用榴莲后基本上直接丢弃，榴莲壳较硬而且多刺，还发出令人不愉悦的气味，因此对人体和环境都有不好的影响，本发明将榴莲壳回收起来，先去除较软的白瓤部分，然后用沸水水煮，将榴莲壳内的果胶酶去除，漂洗去除糖苷、色素等成分，干燥粉碎后制得榴莲壳粉，然后将榴莲壳粉先后经过硫酸溶液、柠檬酸溶液加热回流处理，去除了其内部的果胶成分，并使其内部变得松散，得到预处理榴莲壳粉，然后将其通过草酸钾进行活化炭化制得了能完全生物降解且力学性能较好的榴莲壳炭粉，同时草酸钾的活化有效增加了榴莲壳炭粉的表面粗糙度，有利于其与PS基体之间的界面结合，然后将榴莲壳炭粉通过环氧氯丙烷、四氯化硅等进行了接枝反应，将具有自熄性的氯元素和硅元素成功接枝于榴莲壳炭粉的表面，得到了具有较好阻燃性的接枝榴莲壳炭粉，最后将接枝榴莲壳炭粉与PS基体以及其他组份搅拌、混合、挤压成型得到了阻燃性、生物降解性均很好且对环境友好的聚苯乙烯组合物。2)本发明添加的交联剂可有效改善各组分之间的交联程度，从而提高聚苯乙烯组合物的各项性能；相容剂则可进一步提高接枝榴莲壳炭粉与PS基体之间的相容性和界面结合力，从而进一步提高聚苯乙烯组合物的阻燃性和力学性能。具体实施方式：下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。实施例1按照以下步骤制造用于包装板的聚苯乙烯组合物：(1)将榴莲壳中的白瓤部分去除后用锤子敲碎，用蒸馏水冲洗2分钟后置于100℃的沸水中水煮30分钟，取出后用蒸馏水反复漂洗，然后置于真空干燥箱中80℃下干燥24小时，用植物粉碎机粉碎后得到榴莲壳粉；(2)将步骤(1)得到的榴莲壳粉加入ph值为2的硫酸溶液中，置于55℃的恒温水浴中加热回流2小时，取出后抽滤，用蒸馏水反复洗涤，然后加入质量浓度为5％的柠檬酸溶液中，置于65℃的恒温水浴中加热回流3小时，取出后抽滤，用蒸馏水反复洗涤，置于真空干燥箱中80℃下干燥24小时，得到预处理榴莲壳粉，其中，榴莲壳粉、硫酸溶液、柠檬酸溶液的质量比为1:40:50；(3)将步骤(2)得到的预处理榴莲壳粉加入质量浓度为20％的草酸钾溶液中，预处理榴莲壳粉的质量为草酸钾溶液的一半，搅拌20小时后80℃下烘干，放入石墨坩埚中，将石墨坩埚置于升温炉中，通氮气氛围下以5℃/分的速度升温至700℃后保温3小时，自然冷却至室温后取出，用去离子水洗涤至中性，置于真空干燥箱中80℃下干燥至恒重，研磨后过200目筛，得到榴莲壳炭粉；(4)将环氧氯丙烷、四氯化硅、高氯酸、去离子水、丙酮加入反应瓶中，通氮气保护，振荡均匀后加入步骤(3)得到的榴莲壳炭粉，置于75℃的恒温水浴中加热回流8小时，将得到的产物减压蒸馏后用丙酮反复洗涤至中性，置于真空干燥箱中80℃下干燥至恒重，研磨后过200目筛，得到接枝榴莲壳炭粉，其中，环氧氯丙烷、四氯化硅、高氯酸、去离子水、丙酮、榴莲壳炭粉的重量比为10:6:1:3:100:17；(5)将50重量份PS、30重量份HIPS、0.2重量份抗氧剂1010、2.4重量份硅酮、3.2重量份TAC、5.5重量份乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、18重量份步骤(4)得到的接枝榴莲壳炭粉加入搅拌机中，搅拌均匀后得到搅拌料，将双螺杆混合机升温至200℃，将搅拌料注入双螺杆混合机中，开启混合后加入1.2重量份发泡剂OBSH，混合均匀后得到混合料，将混合料加入挤塑机中，110℃下挤压成型，得到用于包装板的聚苯乙烯组合物。实施例2按照以下步骤制造用于包装板的聚苯乙烯组合物：(1)将榴莲壳中的白瓤部分去除后用锤子敲碎，用蒸馏水冲洗2分钟后置于100℃的沸水中水煮30分钟，取出后用蒸馏水反复漂洗，然后置于真空干燥箱中80℃下干燥24小时，用植物粉碎机粉碎后得到榴莲壳粉；(2)将步骤(1)得到的榴莲壳粉加入ph值为2的硫酸溶液中，置于55℃的恒温水浴中加热回流2小时，取出后抽滤，用蒸馏水反复洗涤，然后加入质量浓度为5％的柠檬酸溶液中，置于65℃的恒温水浴中加热回流3小时，取出后抽滤，用蒸馏水反复洗涤，置于真空干燥箱中80℃下干燥24小时，得到预处理榴莲壳粉，其中，榴莲壳粉、硫酸溶液、柠檬酸溶液的质量比为1:40:50；(3)将步骤(2)得到的预处理榴莲壳粉加入质量浓度为20％的草酸钾溶液中，预处理榴莲壳粉的质量为草酸钾溶液的一半，搅拌20小时后80℃下烘干，放入石墨坩埚中，将石墨坩埚置于升温炉中，通氮气氛围下以5℃/分的速度升温至700℃后保温3小时，自然冷却至室温后取出，用去离子水洗涤至中性，置于真空干燥箱中80℃下干燥至恒重，研磨后过200目筛，得到榴莲壳炭粉；(4)将环氧氯丙烷、四氯化硅、高氯酸、去离子水、丙酮加入反应瓶中，通氮气保护，振荡均匀后加入步骤(3)得到的榴莲壳炭粉，置于75℃的恒温水浴中加热回流8小时，将得到的产物减压蒸馏后用丙酮反复洗涤至中性，置于真空干燥箱中80℃下干燥至恒重，研磨后过200目筛，得到接枝榴莲壳炭粉，其中，环氧氯丙烷、四氯化硅、高氯酸、去离子水、丙酮、榴莲壳炭粉的重量比为10:6:1:3:100:17；(5)将52重量份PS、28重量份HIPS、0.4重量份抗氧剂1010、2.1重量份硅酮、3重量份TAC、5重量份乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、20重量份步骤(4)得到的接枝榴莲壳炭粉加入搅拌机中，搅拌均匀后得到搅拌料，将双螺杆混合机升温至200℃，将搅拌料注入双螺杆混合机中，开启混合后加入1.4重量份发泡剂OBSH，混合均匀后得到混合料，将混合料加入挤塑机中，110℃下挤压成型，得到用于包装板的聚苯乙烯组合物。实施例3按照以下步骤制造用于包装板的聚苯乙烯组合物：(1)将榴莲壳中的白瓤部分去除后用锤子敲碎，用蒸馏水冲洗2分钟后置于100℃的沸水中水煮30分钟，取出后用蒸馏水反复漂洗，然后置于真空干燥箱中80℃下干燥24小时，用植物粉碎机粉碎后得到榴莲壳粉；(2)将步骤(1)得到的榴莲壳粉加入ph值为2的硫酸溶液中，置于55℃的恒温水浴中加热回流2小时，取出后抽滤，用蒸馏水反复洗涤，然后加入质量浓度为5％的柠檬酸溶液中，置于65℃的恒温水浴中加热回流3小时，取出后抽滤，用蒸馏水反复洗涤，置于真空干燥箱中80℃下干燥24小时，得到预处理榴莲壳粉，其中，榴莲壳粉、硫酸溶液、柠檬酸溶液的质量比为1:40:50；(3)将步骤(2)得到的预处理榴莲壳粉加入质量浓度为20％的草酸钾溶液中，预处理榴莲壳粉的质量为草酸钾溶液的一半，搅拌20小时后80℃下烘干，放入石墨坩埚中，将石墨坩埚置于升温炉中，通氮气氛围下以5℃/分的速度升温至700℃后保温3小时，自然冷却至室温后取出，用去离子水洗涤至中性，置于真空干燥箱中80℃下干燥至恒重，研磨后过200目筛，得到榴莲壳炭粉；(4)将环氧氯丙烷、四氯化硅、高氯酸、去离子水、丙酮加入反应瓶中，通氮气保护，振荡均匀后加入步骤(3)得到的榴莲壳炭粉，置于75℃的恒温水浴中加热回流8小时，将得到的产物减压蒸馏后用丙酮反复洗涤至中性，置于真空干燥箱中80℃下干燥至恒重，研磨后过200目筛，得到接枝榴莲壳炭粉，其中，环氧氯丙烷、四氯化硅、高氯酸、去离子水、丙酮、榴莲壳炭粉的重量比为10:6:1:3:100:17；(5)将54重量份PS、26重量份HIPS、0.6重量份抗氧剂1010、3重量份硅酮、3.5重量份TAC、6.5重量份乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、19重量份步骤(4)得到的接枝榴莲壳炭粉加入搅拌机中，搅拌均匀后得到搅拌料，将双螺杆混合机升温至200℃，将搅拌料注入双螺杆混合机中，开启混合后加入1.6重量份发泡剂OBSH，混合均匀后得到混合料，将混合料加入挤塑机中，110℃下挤压成型，得到用于包装板的聚苯乙烯组合物。实施例4按照以下步骤制造用于包装板的聚苯乙烯组合物：(1)将榴莲壳中的白瓤部分去除后用锤子敲碎，用蒸馏水冲洗2分钟后置于100℃的沸水中水煮30分钟，取出后用蒸馏水反复漂洗，然后置于真空干燥箱中80℃下干燥24小时，用植物粉碎机粉碎后得到榴莲壳粉；(2)将步骤(1)得到的榴莲壳粉加入ph值为2的硫酸溶液中，置于55℃的恒温水浴中加热回流2小时，取出后抽滤，用蒸馏水反复洗涤，然后加入质量浓度为5％的柠檬酸溶液中，置于65℃的恒温水浴中加热回流3小时，取出后抽滤，用蒸馏水反复洗涤，置于真空干燥箱中80℃下干燥24小时，得到预处理榴莲壳粉，其中，榴莲壳粉、硫酸溶液、柠檬酸溶液的质量比为1:40:50；(3)将步骤(2)得到的预处理榴莲壳粉加入质量浓度为20％的草酸钾溶液中，预处理榴莲壳粉的质量为草酸钾溶液的一半，搅拌20小时后80℃下烘干，放入石墨坩埚中，将石墨坩埚置于升温炉中，通氮气氛围下以5℃/分的速度升温至700℃后保温3小时，自然冷却至室温后取出，用去离子水洗涤至中性，置于真空干燥箱中80℃下干燥至恒重，研磨后过200目筛，得到榴莲壳炭粉；(4)将环氧氯丙烷、四氯化硅、高氯酸、去离子水、丙酮加入反应瓶中，通氮气保护，振荡均匀后加入步骤(3)得到的榴莲壳炭粉，置于75℃的恒温水浴中加热回流8小时，将得到的产物减压蒸馏后用丙酮反复洗涤至中性，置于真空干燥箱中80℃下干燥至恒重，研磨后过200目筛，得到接枝榴莲壳炭粉，其中，环氧氯丙烷、四氯化硅、高氯酸、去离子水、丙酮、榴莲壳炭粉的重量比为10:6:1:3:100:17；(5)将56重量份PS、24重量份HIPS、0.1重量份抗氧剂1010、2重量份硅酮、3.3重量份TAC、6重量份乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、16重量份步骤(4)得到的接枝榴莲壳炭粉加入搅拌机中，搅拌均匀后得到搅拌料，将双螺杆混合机升温至200℃，将搅拌料注入双螺杆混合机中，开启混合后加入1.8重量份发泡剂OBSH，混合均匀后得到混合料，将混合料加入挤塑机中，110℃下挤压成型，得到用于包装板的聚苯乙烯组合物。实施例5按照以下步骤制造用于包装板的聚苯乙烯组合物：(1)将榴莲壳中的白瓤部分去除后用锤子敲碎，用蒸馏水冲洗2分钟后置于100℃的沸水中水煮30分钟，取出后用蒸馏水反复漂洗，然后置于真空干燥箱中80℃下干燥24小时，用植物粉碎机粉碎后得到榴莲壳粉；(2)将步骤(1)得到的榴莲壳粉加入ph值为2的硫酸溶液中，置于55℃的恒温水浴中加热回流2小时，取出后抽滤，用蒸馏水反复洗涤，然后加入质量浓度为5％的柠檬酸溶液中，置于65℃的恒温水浴中加热回流3小时，取出后抽滤，用蒸馏水反复洗涤，置于真空干燥箱中80℃下干燥24小时，得到预处理榴莲壳粉，其中，榴莲壳粉、硫酸溶液、柠檬酸溶液的质量比为1:40:50；(3)将步骤(2)得到的预处理榴莲壳粉加入质量浓度为20％的草酸钾溶液中，预处理榴莲壳粉的质量为草酸钾溶液的一半，搅拌20小时后80℃下烘干，放入石墨坩埚中，将石墨坩埚置于升温炉中，通氮气氛围下以5℃/分的速度升温至700℃后保温3小时，自然冷却至室温后取出，用去离子水洗涤至中性，置于真空干燥箱中80℃下干燥至恒重，研磨后过200目筛，得到榴莲壳炭粉；(4)将环氧氯丙烷、四氯化硅、高氯酸、去离子水、丙酮加入反应瓶中，通氮气保护，振荡均匀后加入步骤(3)得到的榴莲壳炭粉，置于75℃的恒温水浴中加热回流8小时，将得到的产物减压蒸馏后用丙酮反复洗涤至中性，置于真空干燥箱中80℃下干燥至恒重，研磨后过200目筛，得到接枝榴莲壳炭粉，其中，环氧氯丙烷、四氯化硅、高氯酸、去离子水、丙酮、榴莲壳炭粉的重量比为10:6:1:3:100:17；(5)将58重量份PS、22重量份HIPS、0.3重量份抗氧剂1010、2.5重量份硅酮、4重量份TAC、7重量份乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、15重量份步骤(4)得到的接枝榴莲壳炭粉加入搅拌机中，搅拌均匀后得到搅拌料，将双螺杆混合机升温至200℃，将搅拌料注入双螺杆混合机中，开启混合后加入2重量份发泡剂OBSH，混合均匀后得到混合料，将混合料加入挤塑机中，110℃下挤压成型，得到用于包装板的聚苯乙烯组合物。实施例6按照以下步骤制造用于包装板的聚苯乙烯组合物：(1)将榴莲壳中的白瓤部分去除后用锤子敲碎，用蒸馏水冲洗2分钟后置于100℃的沸水中水煮30分钟，取出后用蒸馏水反复漂洗，然后置于真空干燥箱中80℃下干燥24小时，用植物粉碎机粉碎后得到榴莲壳粉；(2)将步骤(1)得到的榴莲壳粉加入ph值为2的硫酸溶液中，置于55℃的恒温水浴中加热回流2小时，取出后抽滤，用蒸馏水反复洗涤，然后加入质量浓度为5％的柠檬酸溶液中，置于65℃的恒温水浴中加热回流3小时，取出后抽滤，用蒸馏水反复洗涤，置于真空干燥箱中80℃下干燥24小时，得到预处理榴莲壳粉，其中，榴莲壳粉、硫酸溶液、柠檬酸溶液的质量比为1:40:50；(3)将步骤(2)得到的预处理榴莲壳粉加入质量浓度为20％的草酸钾溶液中，预处理榴莲壳粉的质量为草酸钾溶液的一半，搅拌20小时后80℃下烘干，放入石墨坩埚中，将石墨坩埚置于升温炉中，通氮气氛围下以5℃/分的速度升温至700℃后保温3小时，自然冷却至室温后取出，用去离子水洗涤至中性，置于真空干燥箱中80℃下干燥至恒重，研磨后过200目筛，得到榴莲壳炭粉；(4)将环氧氯丙烷、四氯化硅、高氯酸、去离子水、丙酮加入反应瓶中，通氮气保护，振荡均匀后加入步骤(3)得到的榴莲壳炭粉，置于75℃的恒温水浴中加热回流8小时，将得到的产物减压蒸馏后用丙酮反复洗涤至中性，置于真空干燥箱中80℃下干燥至恒重，研磨后过200目筛，得到接枝榴莲壳炭粉，其中，环氧氯丙烷、四氯化硅、高氯酸、去离子水、丙酮、榴莲壳炭粉的重量比为10:6:1:3:100:17；(5)将60重量份PS、20重量份HIPS、0.5重量份抗氧剂1010、2.8重量份硅酮、3.9重量份TAC、6.6重量份乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、17重量份步骤(4)得到的接枝榴莲壳炭粉加入搅拌机中，搅拌均匀后得到搅拌料，将双螺杆混合机升温至200℃，将搅拌料注入双螺杆混合机中，开启混合后加入1重量份发泡剂OBSH，混合均匀后得到混合料，将混合料加入挤塑机中，110℃下挤压成型，得到用于包装板的聚苯乙烯组合物。对实施例1-6制得的聚苯乙烯组合物以及对比例制得的板材的阻燃性分别进行测试，对比例为公开号为CN102019699B的中国专利，阻燃性从氧指数和烟密度等级两个方面来测试，氧指数参考GB/T2406-2008测试，烟密度等级参考GB/T8627-2007测试，氧指数越高、烟密度等级越低表明阻燃性越好。测试结果如下表所示：实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6对比例氧指数/％39.639.439.540.139.840.620.7烟密度等级13.313.113.212.813.012.629.4由上表看出，本发明实施例1-6制得的聚苯乙烯组合物的氧指数均明显高于对比例制得的板材，同时烟密度等级则明显低于对比例，表明具有很好的阻燃性。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属
技术领域：
中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。当前第1页1 2 3