消费后回收的彩色聚乙烯组合物、其制备方法及由其制成的物品与流程

专利2026-03-05  14


本发明涉及源自消费后回收物(pcr)的混色聚乙烯共混物。


背景技术:

1、堆积的塑料废物处理的挑战和相应的环境问题已受到公众和业界的广泛关注。因此,塑料材料的回收利用已成为一个重要课题,其中塑料废物可以转化为新塑料产品的宝贵资源。因此,回收和再利用塑料材料可以兼顾环境和经济两方面。

2、尽管早在90年代中期就已开始塑料材料的回收利用,通过实施收集系统,使塑料材料能够更有针对性地从其他家庭废料中收集和分离,但源自塑料废物的塑料材料的再利用仍然有限。所谓的消费后回收(pcr)的塑料材料通常含有不同塑料和几种污染材料的混合物。已经开发出进一步纯化消费后回收(pcr)的塑料材料的方法。

3、人们已经进行了许多尝试来纯化源自消费后塑料废物的回收流。其中有清洗、筛分、曝气、蒸馏等措施。例如,wo2018/046578a1公开了一种从包括包装废物在内的混色聚烯烃废物中生产聚烯烃回收物的方法,所述方法包括用水冷洗废物,然后用碱性介质在60℃下清洗,然后进行薄片颜色分类,以得到经颜色分类的富含单聚烯烃的馏分。

4、us 5,767,230a描述了一种工艺,包括使含有挥发性杂质的pcr聚烯烃片与加热气体接触,该加热气体的表观速度足以显著减少挥发性杂质(例如气味活性物质)。然而,到目前为止,残留苯的污染已成为一个问题。消费后回收物中残留苯的来源仍不确定,但对诸如医疗包装、食品包装等领域的最终用途构成了障碍。由于无法通过嗅探实验进行气味测试,因此残留量的,即痕量苯构成了一个特别的问题。因此,对气味有一定要求的最终用途受到阻碍。

5、另一个已知问题是,回收物中存在中等程度的同质性,这反映在注塑产品中发生的表面污染上。

6、因此,仍然强烈需要性能尽可能接近原始树脂的回收材料。具体而言,本发明的目的在于提供pe-pcr材料,该材料在聚乙烯含量方面产品纯度高、污染物含量低、灰色度更亮、颜色一致性高、同质性高、诸如韧性等机械性能(即使在低温下)改善、拉伸和冲击性能良好、加工性好等方面优于现有材料。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种可解决上述需求和缺点的消费后回收的聚乙烯组合物。

2、这些目的通过提供一种可解决上述需求和缺点的消费后回收的聚乙烯组合物来实现。

3、因此,本发明提供了一种聚乙烯混色共混物,其具有

4、(i)0.1g/10min至10g/10min的熔体流动速率(iso1133,5.0kg;190℃),

5、(ii)950kg/m3至990kg/m3的密度(iso1183);

6、(iii)含量至少为95.0wt.-%的c2馏分,如由d2-四氯乙烯可溶性馏分的13c-nmr测量;

7、(iv)在73.0wt.-%至91.0wt.-%范围内的均聚物馏分(hpf)含量,根据通过交叉分馏色谱法(cfc)进行的化学组成分析测定;以及

8、(v)在10.0wt.-%至22.0wt.-%范围内的共聚物馏分(cpf)含量,根据通过交叉分馏色谱法(cfc)进行的化学组成分析测定;

9、(vi)相对于总聚乙烯共混物,选自cr、cd、hg和pb的重金属总含量,其不超过100ppm,如通过如本文所述的x射线荧光(xrf)测量;以及

10、(vii)失效时间至少为3.0h的全缺口蠕变测试耐环境应力开裂性(fnct),根据16770-2019,在50℃和6.0mpa下在2wt.-%arkopal n100中测定,如本文所述;

11、聚乙烯混色共混物的cielab颜色空间(l*a*b*)为

12、l*从30.0至73.0;

13、a*从-10至25;

14、b*从-5至20,

15、根据din en iso 11664-4测量,如本文所述。

16、上述目的还通过一种回收聚乙烯混色材料的方法来实现,该方法包括以下步骤:

17、a)提供混合塑料废物流(a);

18、b)对所述混合塑料废物流(a)进行筛分,以产生筛分后混合塑料废物流(b),所述筛分后混合塑料废物流(b)仅具有最长尺寸在30mm至400mm范围内的物品;

19、c)通过一个或多个配备有近红外(nir)和光学传感器的分类系统对所述筛分后混合塑料废物流(b)进行分类,其中所述筛分后混合塑料废物流(b)至少根据聚合物类型和颜色以及可选的物品形式进行分类,从而产生分类后混色聚乙烯回收流(cm),将所述分类后混色聚乙烯回收流(cm)单独进行步骤d)及后续步骤;

20、d)粉碎所述分类后混色聚乙烯回收流(cm),以形成薄片状混色聚乙烯回收流(d);

21、e)在不输入热能的情况下用第一水性清洗液(w1)清洗所述薄片状混色聚乙烯回收流(d),从而产生第一悬浮聚乙烯回收流(e);

22、f)从所述第一悬浮聚乙烯回收流(e)中除去至少部分所述第一水性清洗液(w1),以获得第一清洗后聚乙烯回收流(f);

23、g)用第二水性清洗液(w2)清洗所述第一清洗后聚乙烯回收流(f),从而产生第二悬浮聚乙烯回收流(g),其中,向所述第二悬浮聚乙烯回收流(g)引入充足的热能,以在清洗期间提供65℃至95℃范围内的温度;

24、h)从所述第二悬浮聚乙烯回收流(g)中除去所述第二水性清洗液(w2)和未漂浮在所述第二水性清洗液(w2)表面的任何材料,以获得第二清洗后聚乙烯回收流(h);

25、i)干燥所述第二清洗后聚乙烯回收流(h),从而获得干燥聚乙烯回收流(i),其包含根据本发明的聚乙烯混色共混物。

26、本发明的聚乙烯混合色料共混物按照上述方法可获得或可以按照上述方法获得。

27、本发明还提供了由本发明的聚乙烯混色共混物制成或按照上述方法获得的物品。

28、本发明还提供了本发明的聚乙烯混色共混物在包装应用、滚塑应用、汽车应用或电线电缆应用中的用途。



技术特征:

1.一种聚乙烯混色共混物,其具有:

2.根据权利要求1所述的聚乙烯混色共混物,其具有源自等规聚丙烯(ipp)的单元,其量为0.1wt.%至3.0wt.%,通过可溶性馏分的13c-nmr分析测定,如本文所述。

3.根据前述权利要求任一项所述的聚乙烯混色共混物,其大振幅振荡剪切-非线性因子(laos-nlf)在2.0至4.0的范围内,在190℃、角频率为0.628rad/s和应变为1000%下测定,如本文所述:

4.根据前述权利要求任一项所述的聚乙烯混色共混物,其剪切稀化因子(stf)值在30至60的范围内,所述剪切稀化因子(stf)值被定义为根据iso 6721-1和6721-10在190℃下0.01rad/s至600rad/s的频率范围内复粘度eta(0.05)和eta(300)的比值,如本文所述测定。

5.根据前述权利要求任一项所述的聚乙烯混色共混物,其苯含量低于检测限,根据静态顶空色谱质谱法(hs/gc-ms)在100℃/2h下测定,如本文所述。

6.根据前述权利要求任一项所述的聚乙烯混色共混物,其夏比缺口冲击强度至少为5.0kj/m2,根据iso 179-1ea在-20℃下对根据eniso 1873-2制备的80×10×4mm注塑试样测定。

7.前述权利要求任一项所述的聚乙烯混色共混物,其在本文所述的1l瓶跌落测试中在0℃下具有至少3.0m平均跌落高度的冲击强度,其中所述瓶子按本文所述生产。

8.一种回收聚乙烯混色材料的方法,该方法包括以下步骤:

9.根据权利要求8所述的方法,进一步包括以下步骤中的至少一个:

10.根据前述权利要求1至7任一项所述的聚乙烯混色共混物,其根据权利要求8或9的方法可获得或者根据权利要求8或9所述的方法获得。

11.一种物品,其由根据权利要求1至7或10任一项所述的聚乙烯混色共混物制成。

12.根据权利要求11所述的物品,其是瓶子。

13.共混物,其含有根据权利要求1至7或10任一项所述的聚乙烯混色共混物和至少一种原始聚烯烃和/或回收的聚烯烃。

14.根据权利要求1至7或10任一项所述的聚乙烯混色共混物用于包装应用、滚塑应用、汽车应用或电线电缆应用的用途。


技术总结
本发明涉及一种聚乙烯混色共混物,其具有:(i)0.1g/10min至10g/10min的熔体流动速率(ISO1133,5.0kg;190℃),(ii)950kg/m3至990kg/m3的密度(ISO1183);(iii)含量至少为95.0wt.‑%的C2馏分,如由d2‑四氯乙烯可溶性馏分的13C‑NMR测量;(iv)在73.0wt.‑%至91.0wt.‑%范围内的均聚物馏分(HPF)含量,根据通过交叉分馏色谱法(CFC)进行的化学组成分析测定;(v)在10.0wt.‑%至22.0wt.‑%范围内的共聚物馏分(CPF)含量,根据通过交叉分馏色谱法(CFC)进行的化学组成分析测定;(vi)相对于总聚乙烯共混物,选自Cr、Cd、Hg和Pb的重金属总含量,其不超过100ppm,如通过X射线荧光(XRF)测量;以及(vii)失效时间至少为3.0h的全缺口蠕变测试(FNCT),根据16770‑2019在50℃和6.0MPa下在2wt.‑%Arkopal N100中测定,其中所述聚乙烯混色共混物的CIELAB颜色空间(L*a*b*)为L*从30.0至73.0;a*从‑10至25;b*从‑5至20,根据DIN EN ISO 11664‑4测量,如本文所述。本发明还涉及一种回收聚乙烯混色材料以获得上述共混物的方法,并且涉及由上述聚乙烯混色共混物制成的物品。

技术研发人员:T·A·德兰,A·纳格,D·马赫尔,刘毅,P·丹尼夫勒,K·皮埃特,C·戈茨洛夫,M·赫特里克-凯勒,S·维贾伊,H·J·普里斯特,O·兰贝茨
受保护的技术使用者:博里利斯股份公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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