用于可再生聚乙烯泡沫的方法和制剂技术

公开了一种使用可再生资源制备泡沫的方法及其泡沫。该泡沫使用由可再生甘蔗乙醇制备的绿色聚乙烯聚合物制备。使用这些聚合物制备泡沫具有将二氧化碳气体排放减少多于一半的潜力。该泡沫可用于各种应用中并且也可用可再生LDPE和不可再生LDPE的共混物制备。

Method and preparation for renewable polyethylene foam

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于可再生聚乙烯泡沫的方法和制剂说明书专利技术背景本专利技术属于泡沫的
更具体地，本专利技术属于由可再生材料制备的泡沫的
常规的泡沫由聚烯烃制备，并且聚烯烃通常是石油基聚烯烃。随着面对泡沫工业全球趋势的改变，由于对温室气体排放的环境关注和对日趋贫乏的石油基资源的高度依赖性，重点是关注于用于产生更好的生活方式的强可持续性策略的进步。淀粉和PLA泡沫已被开发作为可再生泡沫。然而，已经表明，增加淀粉基泡沫中的淀粉水平降低了物理和机械性能，如密度、膨胀比、可压缩性、柔韧性和弹性。PLA具有相对低的玻璃化转变温度(约111-145°F)，这使得PLA泡沫在高温下或在夏季运输期间软化和变形。PLA也比石油基塑料如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯更脆。因此，这些泡沫具有不期望的性质，因为当与标准石油基泡沫相比时，它们不那么柔韧并且易碎。需要由可再生材料制备的泡沫，但其也是柔性的、较不易碎的，并且具有改善的耐湿性，同时提供缓冲益处。目前，存在由可再生甘蔗乙醇制备的绿色聚乙烯聚合物。当与石油基泡沫相比时，使用这些聚合物制备泡沫具有将二氧化碳气体排放减少多于一半的潜力。由来自可再生生物衍生原料如甘蔗的LDPE制备的泡沫的开发将通过为最终用户带来更多的可持续益处而在重新构想该工业中起到重要作用。专利技术概述本专利技术涉及一种制备泡沫的方法。该方法可包括产生具有如通过ASTMD6866-16测定的94%的最小生物能含量的由甘蔗乙醇制备的聚烯烃、小于3%的成核剂和0.2%至2%的老化改性剂的共混物。共混物还可包括至以上成分中的石油基聚烯烃。该方法可包括将物理发泡剂与前述共混物混合以形成混合物。该方法可包括使混合物膨胀以制备泡沫。泡沫可具有如通过ASTMD6866-16测定的20-99%的生物能含量。泡沫可具有1至12磅/立方英尺(lb/ft3)的密度。本专利技术还涉及一种泡沫。该泡沫可具有如通过ASTMD6866-16测定的94%的最小生物能含量的由甘蔗乙醇制备的聚烯烃、小于3%的成核剂和0.2%至2%的老化改性剂。泡沫也可包括石油基聚烯烃。泡沫也可包括小于0.5%的异丁烷。泡沫可具有如通过ASTMD6866-16测定的20-99%的生物能含量。泡沫可具有1至12lb/ft3的密度。在一些实施方案中，泡沫可以是泡沫层压物。泡沫层压物可具有第一泡沫层和粘附到第一泡沫层的第二泡沫层。泡沫也可具有另外的泡沫层。泡沫可具有如ASTMD6866-16测定的20-99%的生物能含量。泡沫可具有1至12lb/ft3的密度。附图简述图1是发泡工艺的示意图。图2是在0.25英寸厚和密度为2.27lb/ft3下泡沫的一个实施方案在15X放大倍数下的平均泡孔尺寸的图片。图3是在0.5英寸厚和密度为1.52lb/ft3下泡沫的一个实施方案在7X放大倍数下的平均泡孔尺寸的图片。图4是在1英寸厚和密度为1.37lb/ft3下泡沫的一个实施方案在7X放大倍数下的平均泡孔尺寸的图片。图5是示出本专利技术的一个实施方案在12英寸处下落高度传递冲击缓冲性能的曲线图。图6是示出本专利技术的一个实施方案在24英寸处下落高度传递冲击缓冲性能的曲线图。图7是示出本专利技术的一个实施方案在30英寸处下落高度传递冲击缓冲性能的曲线图。图8是示出本专利技术的一个实施方案在36英寸处下落高度传递冲击缓冲性能的曲线图。专利技术详述本专利技术首次公开了在商业规模挤出系统上以商业上可行的输出速率开发可再生聚乙烯泡沫。制备泡沫的方法非常有利于产生易于制加工的宽范围的泡沫厚度、密度和宽度。新开发的泡沫可通过有效的包装设计用于缓冲、减少损坏和立方体优化。一些常见的泡沫应用包括电子封装、运动和休闲、建筑和运输。虽然认为以下术语是本领域普通技术人员充分理解的，但给出以下定义以有利于对本公开主题的解释。除非另外定义，否则本文所用的所有技术和科学术语具有与本公开主题所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。遵循长期存在的专利法惯例，当在本申请(包括权利要求)中使用时，术语"一"、"一个(种)"和"该"是指"一个(种)或多个(种)"。因此，例如，提及"一种制剂"包括多种这样的制剂，等等。除非另外指明，否则在说明书和权利要求书中使用的表示组分的量、反应条件等的所有数字应理解为在所有情况下都由术语"约"修饰，因此，除非有相反指示，否则在本说明书和所附权利要求书中列出的数值参数为近似值，其可根据本公开主题寻求获得的期望性质而变化。如本文所用，当涉及质量、重量、时间、体积、浓度、百分比等的值或量时，术语"约"可涵盖偏离指定量的变化，并且在一些实施方案中±20%，在一些实施方案中±10%，在一些实施方案中±5%，在一些实施方案中±1%，在一些实施方案中±0.5%，并且在一些实施方案中±0.1%、±0.01%，因为这样的变化在所公开的包装和方法中是适当的。如本文所用，术语"添加剂"是指以比初始物质、化学品、化合物或制剂小的量加入初始物质、化学品、化合物或制剂中以提供另外的性质或改变初始物质、化学品、化合物或制剂的性质的任何物质、化学品、化合物或制剂。如本文所用，术语"生物基"是指全部或大部分由生物产品或可再生家养农业材料、林业材料或中间原料组成的产品。可再生家养农业材料的实例包括植物、动物和海洋材料。如本文所用，术语"可再循环"是指材料的部件(例如泡沫、泡沫层压物、泡沫片材、泡沫厚板、泡沫棒)进入当前针对石油基树脂(例如LDPE、HDPE、PET、PP)或纸确立的再循环物流而不折损再循环树脂或纸输出物用于重新制作部件的适用性的能力。如本文所用，术语"再循环"是指已经处理或加工以便其可以再利用的材料(例如泡沫、泡沫层压物、泡沫片材、泡沫厚板、泡沫棒、聚烯烃、树脂)。如本文所用，术语"可再生"是指任何资源或材料(例如树脂如聚乙烯树脂)易于被替换并且为非化石来源、特别是非石油来源的能力。可再生材料的实例是衍生自植物如甘蔗的聚烯烃。不可再生资源以有限的供应获得并且在足够量的时间内不能再生。不可再生材料的实例是石油基聚烯烃。除非另有说明，否则本文所用的所有制剂百分比均以"重量"为基础。尽管上述定义中的大多数基本上如本领域技术人员所理解，但由于本文对本公开主题的具体描述，上述定义中的一个或多个可以不同于本领域技术人员通常理解的含义的方式在上文定义。泡沫可包括聚烯烃。聚烯烃可以是聚乙烯。聚乙烯可以是高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)或极低密度聚乙烯(VLDPE)。在一些实施方案中，聚烯烃可以是LDPE。LDPE可由可再生资源制备。可再生资源可以是甘蔗乙醇。在一些实施方案中，聚乙烯可以是可从Braskem获得的任何一种绿色聚乙烯。来自Braskem的绿色聚乙烯是常规石油基聚乙烯的可再生聚乙烯替代品，并且可以在针对常规聚乙烯已经开发的相同链中再循环。所有Braskem绿色聚乙烯都是由甘蔗乙醇生产的。在一些实施方案中，聚烯烃可以是由可再生资本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备泡沫的方法，所述方法包括：/n产生具有如通过ASTM D6866-16测定的94%的最小生物能含量的由甘蔗乙醇制备的聚烯烃、小于3%的成核剂和0.2%至2%的老化改性剂的共混物；/n将物理发泡剂与共混物混合以形成混合物；和/n使混合物膨胀以制备泡沫；/n其中所述泡沫包含如通过ASTM D6866-16测定的10%至99%的生物能含量并且具有1至12磅/立方英尺的密度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170322 US 62/4746801.一种制备泡沫的方法，所述方法包括：
产生具有如通过ASTMD6866-16测定的94%的最小生物能含量的由甘蔗乙醇制备的聚烯烃、小于3%的成核剂和0.2%至2%的老化改性剂的共混物；
将物理发泡剂与共混物混合以形成混合物；和
使混合物膨胀以制备泡沫；
其中所述泡沫包含如通过ASTMD6866-16测定的10%至99%的生物能含量并且具有1至12磅/立方英尺的密度。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚烯烃是低密度聚乙烯。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述共混物包含96%至99%的聚烯烃。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述共混物还包含石油基聚烯烃。


5.根据权利要求4所述的方法，其中所述石油基聚烯烃包括至少一个选自未用过石油基聚烯烃和再循环石油基聚烯烃的成员。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述成核剂包括至少一个选自二氧化硅、滑石、氧化锌、氧化锆、粘土、云母、氧化钛、硅酸钙、脂肪酸的金属盐如硬脂酸锌、自成核剂如二氧化碳、氮气和其它气体以及化学发泡剂的成员。


7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中所述成核剂是滑石混合物。


8.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中所述成核剂是化学发泡剂。


9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述老化改性剂包括至少一个选自脂肪酸酰胺、脂肪酸酯、单硬脂酸甘油酯和羟基酰胺的成员。


10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中所述老化改性剂是单硬脂酸甘油酯。


11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中所述物理发泡剂包括至少一个选自空气、氩气、四氟化硼、三氯化硼、正20-丁烷、二氧化碳、氦气、六氟化物、烃如乙烷、己烷、异丁烷、氮气、四氟化氮、一氧化二氮、戊烷、丙烷、四氟化硅、六氟化硫、水和氙气的成员。


12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其中所述物理发泡剂是异丁烷。


13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：N拉梅什，C亚普，L史密斯，
申请(专利权)人：希悦尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US