回收物共混物制造技术

技术编号:14625132 阅读:154 留言:0更新日期:2017-02-12 12:08
描述了多种组合物,这些组合物包含聚合物回收物和聚酯添加剂的回收物共混物。在某些实施例中,该聚酯添加剂是一种PHA,如一种具有8.5%-45%的重量百分比的4-羟基丁酸酯的聚-3-羟基丁酸酯-共-4-羟基丁酸酯共聚物。在其他实施例中,该PHA以该回收物共混物的按重量计10%-50%的浓度与该回收物聚合物混合。还说明了制造本发明专利技术的组合物的方法。本发明专利技术还包括由这些回收物共混物制成的物品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求于2013年5月30日提交的美国临时申请号61/828,845、2013年7月11日提交的61/844,911、2013年10月11日提交的61/889,833以及2013年11月6日提交的61/900,540的权益。将以上申请的全部传授内容通过引用结合在此。专利技术背景塑料已成为现代生活中不可缺少的一部分。它们就物理特性、可成形性和成本而言的多功能性使得塑料成为许多产品应用的选择材料。绝大多数塑料材料是从消耗石油化石资源制成的,从而提供了强大的驱动力来不仅减少它们的消耗而且还通过回收扩展这些材料的使用。塑料也已成为可处置性的象征并且因此是所关注的给予增强的环境问题公众意识的不可避免的对象,提供了强大的驱动力来回收或再使用消费后的塑料材料并避免在垃圾填埋场或环境中处置它们。在塑料的熔融加工过程中,不可避免的是一定比例的材料将不被直接转化成可用的最终产品。在加工设备启动(清机料)、运行(直浇口、飞边、流道和产品废弃)和停机过程中可产生废料。对于某些塑料,无论怎样产生的废料可直接回收回到熔融过程,有助于整体产品制造过程的经济性和环境影响二者。在材料的回收之前,将其典型地研磨(称为再研磨)、切碎或粉碎至均匀且特定的颗粒尺寸并在某些情况下有必要将其与未处理的或原始的塑料材料混合以制成一种有用的产品配制品或化合物。还希望的是能够使用或回收来自于在它们的使用寿命之后的产品的塑料,使用相同的方法:研磨使用过的塑料产品以制成再研磨材料并根据需要在挤出机中将其与原始材料组合以将其重新处理成为新产品。聚氯乙烯(PVC)是最重要的日用塑料之一并在非常广泛的应用范围(从刚性至柔性应用)中使用。为了将PVC产品提供给此广泛系列的最终用途,它是在使用中最高度配制的塑料之一并且PVC部件可以含有最高达50%或更多的其他材料。这些其他材料可以被统称为添加剂并且包括来自矿物填充剂、增塑剂、加工助剂、UV稳定剂、氧化稳定剂等的一切。PVC拥有的缺点是具有相对低的热稳定性并且这因用于使PVC在应用中广泛有用的高水平添加剂而进一步复杂化。热稳定性总体上涉及以下过程:通过高温、高压、氧化或机械应力,聚合物的长链开始断裂并且与彼此反应从而改变聚合物的特性。由于热塑性材料通常通过施加热、压力和/或机械应力形成为产品,降解可能引起严重的问题。同样熟知的是由于热加工PVC分子量的减少可能负面地影响许多关键物理特性诸如拉伸强度、耐冲击性、软化温度和长期老化,其中许多依赖于保持一致的分子量。当将PVC第一次加工时在PVC中可能发生的化学反应可导致交联以及其他反应,这些反应改变熔体流变学并使其更难以进行第二次加工。这本身表现为在挤出机中增加的扭矩,这延长了加工时间并可能导致生产的零件的较低的物理性能。为了防止热降解在聚氯乙烯中发生,通常添加诸如有机锡硫醇盐/硫化物或金属羧酸盐的添加剂。这些金属羧酸盐是基于通常具有钡/锌或钙/锌金属的组合的脂肪族(油酸)或芳香族(烷基苯甲酸)羧酸盐的混合物。这些添加剂通过直接作用在脱氯化氢起始位点上和/或通过与产生的游离HCl反应来改善热稳定性。在金属羧酸盐的情况下,与HCl的反应产生氯化物盐,该氯化物盐也可能具有对PVC的失稳作用。因此经常使用助稳定剂诸如多元醇、亚磷酸酯和环氧增塑剂连同金属羧酸盐以改善初始颜色、透明度以及长期PVC稳定性。对于半刚性和柔性聚氯乙烯,增塑剂也是整体产品配制品的主要组分。已发现增塑剂类型、浓度和氧化稳定性(过氧化物自由基的形成)都影响PVC的热稳定性。因此由于由第一次熔融加工所造成的物理特性的损害,使用PVC回收物(已被热加工至少一次的塑料材料)来生产产品受到限制。为了避免简单地浪费PVC并能够实现回收,在最终产品的物理特性过于受损害以至于不可用在目标应用中之前,PVC回收物通常与原始未加工的PVC树脂组合并且可以使用的回收物的水平典型地限制为在产品配制品中总塑料重量的按重量计仅5%-25%。在许多情况下由PVC制成的产品在建筑(屋顶膜、门、窗框、甲板、盖板、家具、地板覆盖物(地毯、瓷砖)以及类似物)和汽车以及工业应用中具有长期使用并且具有非常高水平的填充剂和添加剂。众所周知的是PVC的回收是既昂贵又具有技术挑战性的,但从环境和可持续发展的角度也是非常令人希望的。回收PVC产品用于能量捕获的方法不是可取的解决方法,因为产生不希望的毒性化合物诸如二噁英。被推广用于回收PVC的一种目前的方法涉及从收集的用过的零件中溶剂萃取PVC聚合物。对于发展改进的技术以使能够回收或再使用PVC的需要具有与日俱增的重要性,因为20-30年前引入的在建筑应用中使用的许多PVC零件现在达到其使用寿命的终点。因此令人希望的是能够利用消费后PVC产品并通过熔融挤出成新产品将它们回收。在PVC零件可以在熔融挤出过程中进行回收之前,它们必须首先被转化成可以进料到挤出机中的更小的颗粒。这典型地是通过研磨用过的零件以制成“再研磨”材料实现的。在许多情况下可以在给定产品配制品中使用的回收的PVC的百分比将受限于最终产品的物理特性。使用再研磨物或回收物PVC制成的PVC产品的降低的特性性能是本行业中众所周知的一个主要问题。一种用于提高回收塑料(如回收的PVC)的价值并扩展其可用范围的方法是将它们与添加剂混合,这些添加剂可以保持或提高它们在产品配制品中的整体性能。因此对于开发功能性添加剂存在需要,这些功能性添加剂在加入到回收塑料中时可以增强它们的材料特性并最小化物理特性损失,具有更高的回收物负载量。专利技术概述在此描述的是包含一种或多种聚酯添加剂的组合物(例如PVC组合物)和聚合物化合物(例如PVC聚合物化合物),该一种或多种聚酯添加剂当在配制品(例如PVC配制品)中与回收的聚合物(例如回收的PVC聚合物)或回收物聚合物(例如回收物PVC)组合使用时与不包含聚酯添加剂的那些相同的回收的聚合物或回收物聚合物相比具有改进的材料特性。当本专利技术的聚酯添加剂与回收物聚合物共混时,它能够实现在产品配制品中更高负载量的回收的聚合物与原始聚合物树脂,从而降低制造成本并减少聚合物废物的环境影响,否则该聚合物废物将在填埋场处置或进行焚烧。PHA添加剂总体上是使用可再生的起始材料生产的并因此与石油衍生的回收物添加剂相比,具有对环境更积极的影响。例如,与不存在聚酯添加剂的那些相同的PVC配制品本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物,该组合物包含一种回收物聚合物和聚酯添加剂的回收物共混物,其中该回收物聚合物是回收物聚(氯乙烯)(PVC)、回收物尼龙6、回收物聚甲醛(POM)或回收物聚(甲基丙烯酸甲酯),并且该聚酯添加剂包括PHA、结合二醇和二酸的脂肪族‑芳香族聚酯、聚丁二酸丁二酯或聚丁二酸己二酸丁二酯、以及其组合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.05.30 US 61/828,845;2013.07.11 US 61/844,911;1.一种组合物,该组合物包含一种回收物聚合物和聚酯添加剂的
回收物共混物,其中该回收物聚合物是回收物聚(氯乙烯)(PVC)、
回收物尼龙6、回收物聚甲醛(POM)或回收物聚(甲基丙烯酸甲酯),
并且该聚酯添加剂包括PHA、结合二醇和二酸的脂肪族-芳香族聚酯、
聚丁二酸丁二酯或聚丁二酸己二酸丁二酯、以及其组合。
2.如权利要求1所述的组合物,其中该回收物聚合物是回收物聚
氯乙烯。
3.如权利要求1或2所述的组合物,其中该聚酯添加剂是一种共
聚物,该共聚物具有由3-羟基丁酸酯形成的第一重复单元和由乙醇
酸、乳酸、3-羟基丙酸、4-羟基丁酸酯、3-羟基戊酸酯、4-羟基戊酸
酯、5-羟基戊酸酯、3-羟基己酸酯、6-羟基己酸酯、3-羟基辛酸酯、
或3-羟基癸酸酯形成的第二重复单元。
4.如以上权利要求中任一项所述的组合物,其中该回收物聚合物
是再加工或再研磨的聚合物。
5.如以上权利要求中任一项所述的组合物,其中聚酯添加剂包括
一种共聚物共混物,该共聚物共混物包含至少一种聚-3-羟基丁酸酯-
共-4-聚羟基丁酸酯共聚物以及一种聚-3-羟基丁酸酯均聚物。
6.如权利要求1-5中任一项所述的组合物,其中该聚酯添加剂是
一种具有85%-100%的生物基含量的PHA。
7.如权利要求1-5中任一项所述的组合物,其中该聚酯添加剂是
一种具有小于35%的百分比结晶度的PHA。
8.如以上权利要求中任一项所述的组合物,其中该聚酯添加剂是
一种具有约250,000至约2,500,000克/摩尔范围的平均分子量的PHA。
9.如以上权利要求中任一项所述的组合物,其中该聚酯添加剂是
一种在该PHA组合物中具有约8%至约50%的重量%4HB的PHA。
10.如以上权利要求中任一项所述的组合物,其中该组合物具有
8.5%-46%的生物基含量。
11.如以上权利要求中任一项所述的组合物,其中该聚酯添加剂
是一种PHA并且该回收物共混物包含按重量计约10%至约50%的该
PHA。
12.如以上权利要求中任一项所述的组合物,其中该聚酯添加剂
是一种PHA并且该回收物共混物包含按重量计约10%至约40%的该
PHA。
13.如以上权利要求中任一项所述的组合物,其中该聚酯添加剂
是一种PHA并且该回收物共混物包含按重量计约20%至约30%的该
PHA。
14.如以上权利要求中任一项所述的组合物,进一步包含一种或
多种添加剂。
15.如权利要求14所述的组合物,其中该添加剂是选自增塑剂、
过氧化物引发剂、澄清剂、成核剂、热稳定剂、氧化稳定剂、无机填
充剂、防滑剂、增容剂、阻断剂及其组合。
16.如权利要求14或15所述的组合物,其中这些添加剂是生物
基的。
17.如以上权利要求中任一项所述的组合物,其中该回收物共混
物与该回收物聚合物相比具有改进的材料特性性能。
18.如以上权利要求中任一项所述的组合物,其中当该回收物共
混物具有大于该回收物聚合物的以下各项中的至少一项时:拉伸模
量、屈服拉伸应力、屈服拉伸应变、断裂拉伸应力、断裂拉伸应力、
断裂能、或撕裂性,该材料特性性能得以改进。
19.如以上权利要求中任一项所述的组合物,其中该组合物具有
改进的拉伸和撕裂特性。
20.如以上权利要求中任一项所述的组合物,其中该回收物聚合
物是回收物PVC并且该聚酯添加剂是一种PHA,并且该回收物PVC
和PHA聚合物是可混溶的。
21.如权利要求1所述的组合物,其中该组合物是一种柔性、半
刚性或刚性回收物PVC和PHA组合物。
22.如以上权利要求中任一项所述的组合物,其中该回收物共混
物具有8.5%-46%的生物基含量。
23.如以上权利要求中任一项所述的组合物,其中该回收物共混
物的在约40%与约100%之间的生物基含量是生物基PHA。
24.如以上权利要求中任一项所述的组合物,其中该聚酯添加剂
是生物基PHA,该生物基PHA包含聚(3-羟基丁酸酯)均聚物、聚(3-

\t羟基丁酸酯-共-4-羟基丁酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯)、
聚(3-羟基丁酸酯-共-5-羟基戊酸酯)、或聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己
酸酯),其条件是该PHA组合物不是100%聚(3-羟基丁酸酯)均聚物或
100%聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯)。
25.如以上权利要求中任一项所述的组合物,其中该聚酯添加剂
是生物基PHA,该生物基PHA包含聚(3-羟基丁酸酯)均聚物、具有
5%至15%的4-羟基丁酸酯含量的聚(3-羟基丁酸酯-共-4-羟基丁酸酯)、
具有5%至22%的3-羟基戊酸酯含量的、具有5%至15%的5-羟基戊
酸酯含量的聚(3-羟基丁酸酯-共-5-羟基戊酸酯)、或具有3%至15%的
3-羟基己酸酯含量的聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯)。
26.如以上权利要求中任一项所述的组合物,其中该聚酯添加剂
是生物基PHA,该生物基PHA包含与一种第二聚羟基烷酸酯共混的
一种第一聚羟基烷酸酯,其中(1)该第一聚羟基烷酸酯是一种聚(3-
羟基丁酸酯)均聚物并且该第二聚羟基烷酸酯是一种聚(3-羟基丁酸酯
-共-4-羟基丁酸酯);(2)该第一聚羟基烷酸酯是一种聚(3-羟基丁酸酯)
均聚物并且该第二聚羟基烷酸酯是一种聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊
酸酯);(3)该第一聚羟基烷酸酯是一种聚(3-羟基丁酸酯)均聚物并且
该第二聚羟基烷酸酯是一种聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯);(4)
该第一聚羟基烷酸酯是一种聚(3-羟基丁酸酯-共-4-羟基丁酸酯)并且
该第二聚羟基烷酸酯是一种聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯);(5)
该第一聚羟基烷酸酯是一种聚(3-羟基丁酸酯-共-4-羟基丁酸酯)并且
该第二聚羟基烷酸酯是一种聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯);或
(6)该第一聚羟基烷酸酯是一种聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯)并
且该第二聚羟基烷酸酯是一种聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯)。
27.如以上权利要求中任一项所述的组合物,其中该聚酯添加剂
是生物基PHA,该生物基PHA包含与一种第二聚羟基烷酸酯共混的

\t一种第一聚羟基烷酸酯,其中(1)该第一聚羟基烷酸酯是一种聚(3-
羟基丁酸酯)均聚物并且该第二聚羟基烷酸酯是一种具有5%至15%的
4-羟基丁酸酯含量的聚(3-羟基丁酸酯-共-4-羟基丁酸酯);(2)该第一
聚羟基烷酸酯是一种聚(3-羟基丁酸酯)均聚物并且该第二聚羟基烷酸
酯是一种具有5%至22%的3-羟基戊酸酯含量的聚(3-羟基丁酸酯-共
-3-羟基戊酸酯);(3)该第一聚羟基烷酸酯是一种聚(3-羟基丁酸酯)均
聚物并且该第二聚羟基烷酸酯是一种具有3%至15%的3-羟基己酸酯
含量的聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯);(4)该第一聚羟基烷酸酯
是一种具有5%至15%的4-羟基丁酸酯含量的聚(3-羟基丁酸酯-共-4-
羟基丁酸酯)并且该第二聚羟基烷酸酯是一种具有5%至22%的3-羟基
戊酸酯含量的聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯);(5)该第一聚羟基
烷酸酯是一种具有5%至15%的4-羟基丁酸酯含量的聚(3-羟基丁酸酯
-共-4-羟基丁酸酯)并且该第二聚羟基烷酸酯是一种具有3%至15%的
3-羟基己酸酯含量的聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯);或(6)该第
一聚羟基烷酸酯是一种具有5%至22%的3-羟基戊酸酯含量的聚(3-羟
基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯)并且该第二聚羟基烷酸酯是一种具有3%
至15%的3-羟基己酸酯含量的聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯)。
28.如以上权利要求中任一项所述的组合物,其中该聚酯添加剂
是生物基PHA,该生物基PHA包含与一种第二聚羟基烷酸酯共混的
一种第一聚羟基烷酸酯,其中(1)该第一聚羟基烷酸酯是一种聚(3-
羟基丁酸酯)均聚物并且该第二聚羟基烷酸酯是一种聚(3-羟基丁酸酯
-共-4-羟基丁酸酯),并且该第一聚羟基烷酸酯的重量是该第一聚羟基
烷酸酯和第二聚羟基烷酸酯的组合重量的5%至95%;(2)该第一聚
羟基烷酸酯是一种聚(3-羟基丁酸酯)均聚物并且该第二聚羟基烷酸酯
是一种聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯),并且该第一聚羟基烷酸酯
的重量是该第一聚羟基烷酸酯和该第二聚羟基烷酸酯的组合重量的
5%至95%(3)该第一聚羟基烷酸酯是一种聚(3-羟基丁酸酯)均聚物并
且该第二聚羟基烷酸酯是一种聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯),并

\t且该第一聚羟基烷酸酯的重量是该第一聚羟基烷酸酯和该第二聚羟
基烷酸酯的组合重量的5%至95%(4)该第一聚羟基烷酸酯是一种聚
(3-羟基丁酸酯-共-4-羟基丁酸酯)并且该第二聚羟基烷酸酯是一种聚
(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯),并且该第一聚羟基烷酸酯的重量是
该第一聚羟基烷酸酯和该第二聚羟基烷酸酯的组合重量的5%至95%
(5)该第一聚羟基烷酸酯是一种聚(3-羟基丁酸酯-共-4-羟基丁酸酯)并
且该第二聚羟基烷酸酯是一种聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯),并
且该第一聚羟基烷酸酯的重量是该第一聚羟基烷酸酯和该第二聚羟
基烷酸酯的组合重量的5%至95%;或(6)该第一聚羟基烷酸酯是一
种聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯)并且该第二聚羟基烷酸酯是一
种聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯),并且该第一聚羟基烷酸酯的重
量是该第一聚羟基烷酸酯和该第二聚羟基烷酸酯的组合重量的5%至
95%。
29.如权利要求26-28中任一项所述的组合物,其中该第一聚羟
基烷酸酯的重量是该第一聚羟基烷酸酯和该第二聚羟基烷酸酯的组
合重量的20%至60%或该第一聚羟基烷酸酯和该第二聚羟基烷酸酯
的组合重量的40%至80%。
30.如以上权利要求中任一项所述的组合物,其中该聚酯添加剂
是生物基PHA,该生物基PHA包含与一种第二聚羟基烷酸酯共混的
一种第一聚羟基烷酸酯,其中(1)该第一聚羟基烷酸酯是一种聚(3-
羟基丁酸酯)均聚物并且该第二聚羟基烷酸酯是一种具有20%-50%的
4-羟基丁酸酯含量的聚(3-羟基丁酸酯-共-4-羟基丁酸酯);(2)该第一
聚羟基烷酸酯是一种聚(3-羟基...

【专利技术属性】
技术研发人员:Y·卡恩D·鲍德瑞奥
申请(专利权)人:梅塔玻利克斯公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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