用于回收膨胀型聚苯乙烯的方法技术

本发明专利技术涉及碳酸二烷基酯作为膨胀型聚苯乙烯溶剂的用途和一种用于回收膨胀型聚苯乙烯的新方法。所述方法包括通过用碳酸二烷基酯或碳酸二烷基酯共混物溶解使膨胀型聚苯乙烯的体积减小；通过过滤除去不溶的组分；用非溶剂或非溶剂共混物使聚苯乙烯选择性沉淀；分离、干燥和挤出沉淀的聚苯乙烯。该方法使纯的聚苯乙烯回收而不改变其性质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及碳酸二烷基酯作为能减小膨胀型聚苯乙烯体积的溶剂的用途，更特别地涉及碳酸二烷基酯在用于回收膨胀型聚苯乙烯的新方法中用作溶剂的用途。因为具有低的导热性和优良的吸震能力的特性，大量的膨胀型聚苯乙烯被用作各种产品的包装材料及建筑工业和致冷器的热绝缘材料。因为它们的比重非常低，由这些材料获得的废物以及膨胀型聚苯乙烯的生产废料的体积非常大，因此它们在垃圾的输送和处理中产生了各种问题。通过焚烧来处理这些废料也有问题，因为它干扰焚烧炉的燃烧工艺并还能产生毒气。当焚烧一些类型的含有溴化的阻燃添加剂的膨胀型聚苯乙烯时，实际上会产生剧毒的多溴化的二噁类化合物。由于这些原因，应当回收膨胀型聚苯乙烯产生的废料，在生产或废物收集场所中实现体积减小的第一步后，在集中回收装置中实施聚苯乙烯的再生。考虑热处理的用于减小体积和回收聚苯乙烯的常规方法不能使聚苯乙烯与存在于膨胀型聚苯乙烯中的其它产品完全分离，并还具有导致聚合物部分氧化降解的巨大缺点，由此降低了其质量(Kano，Suzuki，“J.Jpn.Pack.Inst.，”31，33，1993；Sasao，Harade等，“KagakuKogyo”，66，395，1992)。现有技术中描述了克服上述缺点的另一种减小膨胀型聚苯乙烯体积的方法，其将聚合物溶解于有机溶剂中。可以合适地溶解聚苯乙烯的有机溶剂是芳族烃，例如，甲苯和二甲苯(US专利4,031,039)，和卤化溶剂，例如，二氯甲烷、全氯乙烯(US专利5,891,403)。这些溶剂对于人和环境来说具有易燃或危险的缺点。建议使用以下溶剂来克服这些缺点，比如d-苧烯(Noguchi，Mi-yashita等，“Packag.Technol.Sci.”，11，19-27(1998)，但是其具有强烈的柠檬味和低的闪点(47℃)；二醇烷基醚，其中一些是有害或者甚至是有毒的，例如，二甘醇二甲醚；有机酸的二烷基酯，例如，己二酸二甲酯、戊二酸二甲酯和琥珀酸二甲酯(US专利5,629,352)。当通过蒸发溶剂来实施聚苯乙烯从溶液中的回收时，在溶剂的蒸馏阶段，高沸点溶剂，例如d-苧烯、二醇二烷基醚和有机酸的二烷基酯的使用具有要求非常低的压力和使用昂贵蒸馏设备以避免聚苯乙烯分解的缺点。在US专利5,629,352中，为了解决这个问题，通过添加水产生沉淀来实现聚苯乙烯从溶液中的回收。这些方法，也作为那些考虑通过蒸发有机溶剂来回收聚苯乙烯的方法，具有不能使膨胀型聚苯乙烯中存在的大部分添加剂从聚苯乙烯中分离的缺点，所述添加剂例如溴化的阻燃添加剂，其可溶于所述的有机溶剂但不溶于水。在专利WO0238659中，通过使用一系列溶剂处理使膨胀型聚苯乙烯的体积减小，所述一系列溶剂由能够溶解聚苯乙烯的溶剂组成，例如，有机酸的二烷基酯，和聚合物的非溶剂，例如，乙二醇或丙二醇和其它。该处理不会溶解膨胀型聚苯乙烯而仅是使其收缩。随后将凝胶形式的收缩的聚苯乙烯分离并干燥。专利WO0222337、US2002/0120020中公开了类似于前述方法的其它方法，其在使用的系列溶剂和设备方面不同。使用这些方法，以凝胶形式分离的聚苯乙烯保留了在干燥阶段期间难以除去的杂质和大量溶剂。所有这些方法的缺点在于不可能获得不含有膨胀型聚苯乙烯中通常存在的所有外来组分(例如，示踪剂、其它聚合物、添加剂和其它材料)的纯聚苯乙烯。在专利EP0894818和WO0214413中，通常伴随分离外来材料和添加剂的聚合物的回收通过以下步骤获得在合适的溶剂中溶解聚合物材料，通过使用非溶剂沉淀来分离不溶的组分并回收所需的聚合物。这些专利没有提供回收膨胀型聚苯乙烯的实例，而且用于溶解聚合物材料的溶剂大部分是易燃、有毒或有害的。现在已经发现，如果将碳酸二烷基酯用作溶解膨胀型聚苯乙烯的溶剂，就可以克服现有技术的缺点。根据上述内容，本专利技术的一个目的涉及碳酸二烷基酯或碳酸二烷基酯共混物作为膨胀型聚苯乙烯溶剂的用途，该碳酸二烷基酯具有通式(I)的结构 其中R1和R2相同或不同，具有以下含义-R1、R2表示含有1到12个碳原子的直链、支链或环状烷基，优选含有1到8个碳原子的直链或支链基团；-R1和R2的碳原子总数为2到15，优选5到10。本专利技术进一步的目的涉及一种用于回收膨胀型聚苯乙烯的方法，其基于使用具有通式(I)的碳酸二烷基酯作为溶剂。特别地，本专利技术的方法包括(a)通过在具有式(I)的碳酸二烷基酯或碳酸二烷基酯共混物中溶解使膨胀型聚苯乙烯的体积减小；(b)除去不溶的组分；(c)用非溶剂或非溶剂共混物使聚苯乙烯选择性沉淀；(d)分离、干燥和挤出沉淀的聚苯乙烯。优选的碳酸二烷基酯是那些闪点高于55℃的碳酸二烷基酯，例如碳酸二正丁酯(闪点＝92℃)、碳酸二异丁酯(闪点＝84℃)、碳酸二正丙酯(闪点＝62℃)。本专利技术的目的是碳酸二烷基酯的用途，其是热稳定的溶剂，具有特别有利的毒物学和生态毒理学特征(profile)，这使它们的贮存和应用没有任何特殊的限制。可以使用例如“Chem.Rev.”(96，951-976(1996))中描述的已知方法，通过碳酸二甲酯与醇的酯交换反应制备碳酸二烷基酯。可以再通过甲醇的氧化羰基化获得碳酸二甲酯，如EP460732中所描述的。碳酸二烷基酯是膨胀型聚苯乙烯的极好溶剂，随着烷基链的碳原子数目的增加，它们的溶剂能力(solvent capacity)降低。低沸点的碳酸二烷基酯，例如，碳酸二甲酯(闪点＝17℃)和碳酸甲·乙酯具有溶解能力类似于现有技术中的以下最好溶剂的溶解膨胀型聚苯乙烯的能力，例如，被怀疑致癌的二氯甲烷；具有较低闪点(-4℃)的醋酸乙酯；具有较高毒性和生态毒性的醋酸丁酯；和有害的甲苯。具有较高沸点和闪点(超过55℃)的碳酸二烷基酯，例如，碳酸二正丙酯和碳酸二正丁酯具有溶解聚苯乙烯的能力，其能力高于二元羧酸的二烷基酯(例如，琥珀酸二甲酯和己二酸二甲酯)，并与苧烯和有毒的二甘醇二甲醚类似。采用碳酸二烷基酯的膨胀型聚苯乙烯的溶解在以下条件下实现大气压，优选在配备了搅拌系统的设备中，20℃到70℃的温度范围，优选室温。溶液中聚苯乙烯的浓度为5wt％到50wt％，优选为15wt％到40wt％。通过常规的固体/液体分离程序，例如滗析、过滤和离心，将可能存在的不溶组分从碳酸二烷基酯或碳酸二烷基酯共混物的聚苯乙烯的溶液中分离。聚苯乙烯从溶液中的选择性回收通过用非水溶剂或溶剂的共混物处理来实现，优选的溶剂与碳酸二烷基酯可混溶，其特征在于是聚苯乙烯的非溶剂和添加剂的良好溶剂。该处理之后，聚苯乙烯沉淀，而添加剂保留在溶液中。能用于聚苯乙烯选择性沉淀的溶剂的实例是二醇，例如乙二醇和丙二醇；醇，例如正丁醇和异丙醇；碳酸亚烷基酯，例如碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯；具有碳原子数等于或高于17的碳酸二烷基酯，例如碳酸二异辛酯；脂肪酸的烷基酯。可以从膨胀型聚苯乙烯中分离的添加剂的实例是溴化的阻燃添加剂，例如六溴环十二烷(HBCD)；阻燃添加剂的共辅助剂，例如过氧化二枯基(DCP)。必须将这些添加剂从膨胀型聚苯乙烯中除去以避免生成毒气，和避免聚合物在随后的挤出阶段中降解和着色。聚苯乙烯的沉淀在10℃到70℃、优选在15℃到60℃下，通过将聚苯乙烯溶液进料入保持在剧烈搅拌下的非溶剂中来实施。使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
碳酸二烷基酯或碳酸二烷基酯共混物作为膨胀型聚苯乙烯溶剂的用途，该碳酸二烷基酯具有通式（Ⅰ）的结构：Ｒ↓［１］Ｏ－＊－ＯＲ↓［２］（Ⅰ）其中Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］相同或不同，具有以下含义：－Ｒ↓［１］、Ｒ↓［２］表 示含有１到１２个碳原子的直链、支链或环状烷基，而且Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］的碳原子总数为２到１５。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M诺塔里，F里韦蒂，
申请(专利权)人：波利玛利欧洲股份公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]