[发明专利]一种高耐热可降解改性聚苯乙烯泡沫包装材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高耐热可降解改性聚苯乙烯泡沫包装材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：82.5~88.5份苯乙烯，10~15份烯基接枝改性淀粉，1.5~2.5份迷迭香酸改性四乙烯基四苯基-POSS；

所述烯基接枝改性淀粉的制备方法如下：将淀粉与马来酸酐按1:0.1~0.15的质量比混匀，在75~85℃下搅拌反应2.5~3h；反应结束后，冷却，加入丙酮，减压过滤，以除去未反应的马来酸酐；

所述迷迭香酸改性四乙烯基四苯基-POSS的制备方法如下：

（a）将四乙烯基四苯基-POSS的二氯甲烷溶液置于冰水浴中，滴加氯化碘的二氯甲烷溶液，反应6~7h后，在25~30℃下继续反应20~22h；反应结束后，加入亚硫酸钠溶液进行萃取，再加入二氯甲烷进行萃取，将有机层进行减压旋蒸；

（b）将EDC和三乙胺溶于二氯甲烷中，加入DMAP和迷迭香酸，混合均匀后，在0~5℃下反应1~1.5h；反应结束后，加入4-羟基苯硼酸，在20~25℃下反应6~8h；反应结束后，采用柱层析法对产物进行分离纯化；

（c）将步骤（a）的产物、步骤（b）的产物、碳酸钾溶于三乙胺中；然后在氮气保护下，加入四(三苯基膦)钯，充分混合后，在100~110℃下回流反应7~8h；反应结束后，进行减压旋蒸，固体经水洗后，采用柱层析法纯化，即获得迷迭香酸改性四乙烯基四苯基-POSS；

步骤（a）中，所述四乙烯基四苯基-POSS的制备方法如下：

（i）将质量体积比为4.5~5.5g:1g:25~30mL:0.5~1mL的三甲氧基苯基硅烷、氢氧化钠、异丙醇、水混合，在20~25℃下反应10~12h；反应结束后，过滤，用异丙醇、甲醇洗涤后，用乙醚溶解，再加入正己烷，将析出的沉淀干燥；

（ii）将质量体积比为1g:10~15mL的乙烯基三氯硅烷与正己烷混合，获得乙烯基三氯硅烷的正己烷溶液；将质量体积比为1g:10~15mL的步骤（i）的产物与甲醇混合，向其中滴加乙烯基三氯硅烷的正己烷溶液，其中，乙烯基三氯硅烷与步骤（i）的产物之间的质量比为1:0.8~1.3，在25~30℃下反应20~24h；反应结束后，过滤，滤液静置分层，向有机层中加入无水硫酸钠干燥，减压旋蒸去除溶剂；

（iii）将质量体积比为1g:1~1.3g:10~15mL的四甲基氢氧化铵、三乙胺、水混合，制成催化剂溶液；将质量体积比为1g:20~25mL的步骤（ii）的产物与甲醇混合，加入催化剂溶液，其中，四甲基氢氧化铵与步骤1.2）的产物的质量比为1:50~100，在25~30℃下反应20~24h；反应结束后，过滤，沉淀用甲醇洗涤后，干燥，即获得四乙烯基四苯基-POSS；

所述泡沫包装材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将分散剂与水混合后，加入引发剂和苯乙烯，分散均匀后，在90~100℃下反应1~2h；

（2）向步骤（1）的产物中加入烯基接枝改性淀粉和迷迭香酸改性四乙烯基四苯基-POSS，混合均匀后，在100~120℃下反应4~6h；反应结束后，过滤，用水洗涤后，烘干，获得改性聚苯乙烯颗粒；

（3）将改性聚苯乙烯颗粒浸渍在发泡剂中，在80~90℃、0.5~0.8MPa下进行发泡；发泡完成后，在20~30℃下放置熟化，即获得改性聚苯乙烯泡沫包装材料。

2.如权利要求1所述的泡沫包装材料，其特征在于，步骤（a）中，所述氯化碘与四乙烯基四苯基-POSS的质量比为1:1.2~1.7。

3.如权利要求1所述的泡沫包装材料，其特征在于，步骤（b）中，所述4-羟基苯硼酸与迷迭香酸的质量比为1:2.5~3.0。

4.如权利要求1所述的泡沫包装材料，其特征在于，步骤（c）中，所述步骤（b）的产物与步骤（a）中的四乙烯基四苯基-POSS的质量比为1:0.7~1.2。

5.如权利要求1所述的泡沫包装材料，其特征在于，步骤（1）中，所述分散剂为磷酸钙、羟丙基纤维素或明胶；所述分散剂的用量为苯乙烯质量的1~1.5%。

6.如权利要求1所述的泡沫包装材料，其特征在于，步骤（1）中，所述引发剂为过氧化二苯甲酰、二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酰叔丁酯中的至少一种；所述引发剂的用量为苯乙烯质量的1~3%。