用于纯化再生聚合物的方法技术

本发明专利技术提供了一种用于纯化再生聚合物的方法。该方法包括获得再生聚合物；使再生聚合物与第一流体溶剂接触，以产生经提取的再生聚合物；然后将经提取的再生聚合物溶解于溶剂中，以产生包含聚合物和悬浮污染物的第一溶液。使第一溶液沉降，以产生包含聚合物和剩余污染物的第二溶液。通过使第二溶液与固体介质接触来纯化第二溶液，以产生包含更纯的聚合物的第三溶液。最终，从第三溶液中分离更纯的聚合物。

Method for Purification of Regenerated Polymers

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于纯化再生聚合物的方法
本专利技术整体涉及一种用于通过使用加压溶剂和固体介质来纯化受污染的聚合物的方法。更具体地，本专利技术涉及一种用于纯化再循环利用的聚合物诸如消费后和工业后再循环利用的塑料以产生无色或透明无气味的原生态聚合物的方法。该方法对于聚烯烃诸如聚乙烯和聚丙烯的纯化特别有用。
技术介绍
聚合物，尤其是合成塑料，由于其生产成本相对较低并且材料特性平衡良好而在日常生活中无处不在。合成塑料广泛用于各种应用，诸如包装、机动车部件、医疗装置和消费品中。为了满足这些应用的高要求，全球每年生产数百亿磅合成塑料。绝大多数合成塑料是由日益稀少的化石资源诸如石油和天然气生产的。此外，由化石资源制造合成塑料产生CO2作为副产品。因此合成塑料的普遍使用导致每年产生数百万吨的塑料废物。虽然大多数塑料废物经由城市固体废物计划进行填埋，但大部分塑料废物在环境中被发现作为乱杂物，这是不雅观的并且可能对生态系统有害。塑料废物经常被冲入河流系统并且最终出海。塑料再循环利用已经成为缓解与广泛使用塑料相关联的问题的一个解决方案。回收和再利用塑料将废物从废物填埋场转移并且减少对由化石资源制成的原生塑料的需求，从而减少温室气体排放。在发达地区，诸如美国和欧盟，由于消费者、企业和工业制造业的认知度提高，因此塑料再循环利用率正在上升。包括塑料在内的大多数再循环利用的材料被混合成单一流，其由物料回收设施(MRF)收集和加工。在MRF，材料被分类、洗涤并且包装以用于再售。塑料可分为单独的材料，诸如高密度聚乙烯(HDPE)或聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)，或者其它普通塑料的混合流，诸如聚丙烯(PP)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚(氯乙烯)(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)和聚酰胺(PA)。然后可将单一流或混合流进一步分类、洗涤并再加工成适用于塑料加工(例如吹塑和注塑)中再利用的粒料。尽管再循环利用的塑料被分类成主要均一流，并且用水溶液和/或苛性碱溶液洗涤，但最终的再加工粒料通常仍保持被不想要的废杂质诸如变质的食物残渣和残余香料组分高度污染。此外，由于通常用于使塑料制品着色的染料和颜料的混合物，因此除了来自再循环利用的饮料容器的那些之外的再循环利用的塑料粒料都是深色的。虽然存在一些对颜色和污染不敏感的应用(例如黑色塑料涂料容器和隐藏的机动车部件)，但大多数应用要求无色粒料。对高品质的“原生态”再循环利用的树脂的需求对于食品和药物接触应用(诸如食品包装)尤其重要。除了被杂质和混合着色剂污染之外，许多再循环利用的树脂产品在化学组成上通常是异质的，并且可能含有大量的聚合物污染物，诸如再循环利用的PP中的聚乙烯(PE)污染物和再循环利用的聚乙烯(PE)中的PP污染物。机械再循环利用也被称为二次再循环利用，是将再循环利用的塑料废物转化为可再利用的形式以用于后续制造的方法。机械再循环利用和其它塑料回收方法的更详细综述描述于S.M.Al-Salem,P.Lettieri,J.Baeyens,“Recyclingandrecoveryroutesofplasticsolidwaste(PSW):Areview”,WasteManagement,Volume29,Issue10,October2009,Pages2625-2643,ISSN0956-053X(S.M.Al-Salem、P.Lettieri、J.Baeyens，“塑料固体废物的再循环利用和回收途径：综述”，《废物管理》，第29卷，第10期，2009年10月，第2625-2643页，ISSN0956-053X)中。尽管机械再循环利用技术的进步已经在一定程度上改善了再循环利用的聚合物的质量，但是机械净化方法仍存在基础限制，诸如聚合物基质内颜料的物理截留。因此，即使随着机械再循环利用技术的改善，目前可用的再循环利用的塑料废物中的深色和高水平的化学污染也防止塑料工业广泛使用再循环利用的树脂。为了克服机械再循环利用的基础限制，已经开发了许多方法以经由化学方法来纯化受污染的聚合物或化学再循环利用。这些方法大多使用溶剂来净化和纯化聚合物。使用溶剂使得能够提取杂质和溶解聚合物，这进一步实现了另选的分离技术。例如，美国专利7,935,736描述了一种用于在清洁之前使用溶剂以溶解聚酯而从含聚酯的废物中再循环利用聚酯的方法。‘736专利还描述了使用沉淀剂从溶剂中回收聚酯的需要。在另一个示例中，美国专利6,555,588描述了一种由包含其它聚合物的塑料混合物生产聚丙烯共混物的方法。‘588专利描述了在低于聚合物在选定溶剂诸如己烷中的溶解温度的温度下，在特定的停留时间段内从聚合物中提取污染物。‘588专利还描述了在过滤之前提高溶剂(或第二溶剂)的温度以溶解聚合物。‘588专利还描述了使用剪切或流动来从溶液中沉淀聚丙烯。‘588专利中描述的聚丙烯共混物含有至多5.6重量％的聚乙烯污染物。在另一个示例中，欧洲专利申请849,312(由德文翻译成英文)描述了一种从含聚烯烃的塑料混合物或含聚烯烃的废物中获得纯化的聚烯烃的方法。‘312专利申请描述了在介于90℃和烃溶剂沸点之间的温度下，用沸点高于90℃的汽油燃料或柴油燃料的烃部分提取聚烯烃混合物或废物。‘312专利申请还描述了使热聚烯烃溶液与漂白粘土和/或活性炭接触以从溶液中除去外来组分。‘312专利还描述了将溶液冷却至低于70℃的温度以使聚烯烃结晶，并且然后通过将聚烯烃加热到高于聚烯烃的熔点，或者在真空中蒸发粘附溶剂或使气流通过聚烯烃沉淀，和/或用沸点低于聚烯烃的熔点的醇或酮提取溶剂来除去粘附溶剂。在另一个示例中，美国专利5,198,471描述了一种用于在第一较低温度下使用溶剂从含有多种聚合物的物理混合的固体混合物(例如废塑料)中分离聚合物以形成第一单相溶液和剩余固体组分的方法。‘471专利还描述了将溶剂加热到更高的温度以溶解在第一较低温度下不溶解的附加聚合物。‘471专利描述了未溶解组分的过滤。在另一个示例中，美国专利5,233,021描述了一种通过将每种组分在适当的温度和压力下溶解于超临界流体中来从多组分结构(例如废地毯)中提取纯聚合物组分并且然后改变温度和/或压力来依次提取特定组分的方法。然而，与‘471专利类似，‘021专利仅描述了经沉淀的组分的过滤。在另一个示例中，美国专利5,739,270描述了使用共溶剂和工作流体来连续分离塑料的聚合物组分与塑料的污染物和其它组分的方法和设备。共溶剂至少部分地溶解聚合物，并且第二流体(即处于液态、临界或超临界状态)溶解来自聚合物的组分，并沉淀来自共溶剂的溶解的聚合物中的一些。‘270专利还描述了过滤热塑性共溶剂(具有或没有工作流体)以除去颗粒污染物(诸如玻璃颗粒)的步骤。如上所述，已知的用于纯化受污染的聚合物的基于溶剂的方法不产生“原生态”聚合物。在先前的方法中，常常发生其它聚合物的共溶解并因此交叉污染。如果使用吸附剂，通常采用过滤和/或离心步骤来从溶液中除去所使用的吸附剂。此外，除去溶剂的分离过程诸如加热、真空蒸发和/或使用沉淀化学品的沉淀用于产生不含残余溶剂的聚合物。因此，仍然需要一种使用溶剂来纯化受污染聚合物的改善的基于溶剂的方法，该溶剂可轻松且经济地从聚合物中除去，就单位操作数目而言相对简单，在不造成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于纯化再生聚合物的方法，所述方法包括：a.获得所述再生聚合物，其中所述再生聚合物选自消费用后聚合物、工业用后聚合物、以及它们的组合；b.使所述再生聚合物在约80℃至约220℃的温度和约150psig(1.03MPa)至约15,000psig(103.42MPa)的压力下与具有小于约70℃的标准沸点的第一流体溶剂接触，以产生经提取的再生聚合物；c.将所述经提取的再生聚合物在约90℃至约220℃的温度和约350psig(2.41MPa)至约20,000psig(137.90MPa)的压力下溶解于选自所述第一流体溶剂、第二流体溶剂、以及它们的混合物的溶剂中，以产生包含聚合物和悬浮污染物的第一溶液；d.使包含聚合物和悬浮污染物的所述第一溶液在约90℃至约220℃的温度和约350psig(2.41MPa)至约20,000psig(137.90MPa)的压力下沉降，以产生包含聚合物和剩余污染物的第二溶液；e.通过使所述第二溶液与固体介质接触而在约90℃至约220℃的温度和约350psig(2.41MPa)至约20,000psig(137.90MPa)的压力下纯化所述第二溶液，以产生包含更纯的聚合物的第三溶液；以及f.从所述第三溶液中分离所述更纯的聚合物；其中所述第二流体溶剂具有与所述第一流体溶剂相同的化学组成或不同的化学组成。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.20 US 62/436,4801.一种用于纯化再生聚合物的方法，所述方法包括：a.获得所述再生聚合物，其中所述再生聚合物选自消费用后聚合物、工业用后聚合物、以及它们的组合；b.使所述再生聚合物在约80℃至约220℃的温度和约150psig(1.03MPa)至约15,000psig(103.42MPa)的压力下与具有小于约70℃的标准沸点的第一流体溶剂接触，以产生经提取的再生聚合物；c.将所述经提取的再生聚合物在约90℃至约220℃的温度和约350psig(2.41MPa)至约20,000psig(137.90MPa)的压力下溶解于选自所述第一流体溶剂、第二流体溶剂、以及它们的混合物的溶剂中，以产生包含聚合物和悬浮污染物的第一溶液；d.使包含聚合物和悬浮污染物的所述第一溶液在约90℃至约220℃的温度和约350psig(2.41MPa)至约20,000psig(137.90MPa)的压力下沉降，以产生包含聚合物和剩余污染物的第二溶液；e.通过使所述第二溶液与固体介质接触而在约90℃至约220℃的温度和约350psig(2.41MPa)至约20,000psig(137.90MPa)的压力下纯化所述第二溶液，以产生包含更纯的聚合物的第三溶液；以及f.从所述第三溶液中分离所述更纯的聚合物；其中所述第二流体溶剂具有与所述第一流体溶剂相同的化学组成或不同的化学组成。2.根据权利要求1所述的方法，其中在约0℃至约220℃的温度和约0psig(0MPa)至2,000...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·蒙克里夫·莱曼，迪米特里斯·伊奥安尼斯·科利亚斯，汉斯·肖内曼，卡拉·威廉姆斯，
申请(专利权)人：宝洁公司，
类型：发明
国别省市：美国,US