熔融状态下聚烯烃的脱色制造技术

本发明专利技术涉及一种用于使聚烯烃组合物脱色的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供包含至少一种聚烯烃和至少一种有机发色团的聚烯烃组合物，b)将170℃至290℃的温度下处于熔融状态的所述聚烯烃组合物与无机氧化剂混合，其中所述无机氧化剂选自无机过氧化物和次氯酸盐的组，以及c)获得脱色聚烯烃组合物。以及c)获得脱色聚烯烃组合物。

【技术实现步骤摘要】
熔融状态下聚烯烃的脱色
[0001]本专利技术涉及用于使聚烯烃组合物脱色的方法，所述聚烯烃组合物包含聚烯烃和有机发色团。本专利技术还涉及通过根据本专利技术的方法获得的脱色聚烯烃组合物，以及无机氧化剂用于使聚烯烃组合物脱色的用途。最后，本专利技术涉及用于回收聚烯烃组合物的方法。
[0002]塑料并且特别是废塑料的回收利用是当今环保、节能和节约资源方面的重大问题。有不同的周知塑料回收途径，包括机械回收(即材料分选)、先进的基于物理或溶剂的回收和化学加工(例如热化学回收，如热解或气化和溶剂分解)。在这些方法中，机械回收是最广泛使用的。热塑性聚合物机械回收中持续存在的问题之一是去除颜色，以便能够再次以全色标使用它们。
[0003]从塑料部件(例如汽车部件)的表面去除保护性彩色清漆的表面层，或从塑料部件(例如包装物品)的表面去除基于油墨的印刷元素，原则上可以通过例如用有机溶剂洗涤结合其他化学品和/或机械方法来实现。
[0004]然而，一个特殊的问题是从塑料材料和废塑料的本体中去除无机颜料，例如TiO2或其他矿物颜料，和/或有机发色团。原因是无机颜料和/或有机发色团不仅存在于塑料或塑料部件的表面上，而且还分布在塑料材料或部件的本体中。去除有机发色团通常需要通过化学方法分解着色物质。
[0005]虽然具有最低的熵损失和能量输入要求，但热塑性聚合物的机械回收在所得产品的特性和性能方面存在一些限制。除了限制机械性能的外来聚合物和非聚合物污染物外，气味和排放以及色素沉着方面也出现了问题。在没有有效的颜色去除方法的情况下，只有密集的颜色分选才能在机械过程中产生天然或至少颜色鲜艳的回收物，但会限制可用量。否则，只能获得深色的回收聚合物材料。
[0006]现有技术的回收方法的普遍期望是提供原始状聚合物，即在其结构和性质上与新聚合的聚合物非常相似、理想地相同的聚合物。因此，开发一种合适的方法从塑料材料和废塑料的印刷和着色中去除或分解有机发色团具有重要意义。优选地，所述方法以及所涉及的化学试剂不应破坏待回收聚合物的链结构，即不应导致显著降解。
[0007]US2006/0148914涉及可用于使回收热塑性塑料脱色的化学组合物的用途，例如组合到热塑性塑料中的氧化剂、还原剂或光引发剂，所述热塑性塑料例如聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚乳酸(PLA)、尼龙、PET共聚物、丙烯酸树脂、Surlyn(TM)或其他热塑性塑料。在一个实例中，含过氧化物的化合物的自由基引发剂有助于实现热塑性塑料的脱色。没有给出关于聚合物结构的变化或保留的信息。
[0008]因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于使有色聚烯烃组合物脱色，特别是用于使有色聚烯烃组合物的本体脱色的方法。
[0009]本专利技术的另一个目的是提供一种用于使有色聚烯烃组合物脱色的方法，其中不仅聚烯烃组合物中存在的有机发色团被去除和/或分解，而且同时保持或不会显著降解聚烯烃的链结构。
[0010]本专利技术提供了一种用于使聚烯烃组合物脱色的方法，所述方法包括以下步骤：
[0011]a)提供包含至少一种聚烯烃和至少一种有机发色团的聚烯烃组合物，
[0012]b)将170℃至290℃的温度下处于熔融状态的所述聚烯烃组合物与无机氧化剂混合，其中所述无机氧化剂选自无机过氧化物和次氯酸盐的组，
[0013]c)获得脱色聚烯烃组合物。
[0014]在本专利技术中，令人惊讶地发现选自无机过氧化物和次氯酸盐的组的无机氧化剂能够分解通常用于聚合物的印刷和着色的有机发色团，特别是在熔融状态下。有机发色团的分解导致显著增亮，在最坏的情况下只留下非常明亮的黄色调。这种脱色明显增加了聚合物材料用于回收目的的价值。
[0015]进一步令人惊讶地发现，同时，聚烯烃的聚合物链结构受到的影响远小于有机过氧化物，同时提供更好的颜色去除。这意味着在聚丙烯材料的情况下可以在熔融状态下进行该过程而不会显著降解，在聚乙烯材料的情况下同样不会发生交联。换言之，本专利技术的方法允许脱色聚烯烃的结构质量得以保持，或至少不会显著降低。
[0016]如本文所用，聚烯烃组合物在脱色过程之前和之后的熔体流动速率(MFR2)的变化用作聚烯烃聚合物链降解的指示。MFR2的变化越小，聚合物链的降解越小。如本文进一步使用的，聚烯烃组合物在脱色过程之前和之后的氧化诱导时间(OIT)的变化用作聚烯烃组合物的热稳定性的指示。OIT的变化越小，长期稳定性的保持越好。
[0017]在根据本专利技术的方法的步骤a)中，提供了包含聚烯烃和有机发色团的聚烯烃组合物。
[0018]聚烯烃组合物包含至少一种聚烯烃。换言之，聚烯烃组合物可包含一种聚烯烃，或两种或更多种彼此不同的聚烯烃。优选地，聚烯烃具有根据ISO 1183测量的860kg/m3至960kg/m3的密度和/或根据ISO 11357
‑
3测量的60℃至170℃的熔融温度Tm。
[0019]优选地，聚烯烃选自密度为860kg/m3至960kg/m3的乙烯均聚物或共聚物(PE)、密度为900kg/m3至910kg/m3的丙烯均聚物或共聚物(PP)、或其混合物的组。
[0020]优选地，乙烯均聚物或共聚物(PE)具有60℃至135℃的熔点Tm。
[0021]优选地，丙烯均聚物或共聚物(PP)具有大于135℃至170℃的熔点Tm。
[0022]优选地，乙烯均聚物或共聚物(PE)是密度为940kg/m3至960kg/m3的高密度聚乙烯(HDPE)、密度为900kg/m3至小于940kg/m3的低密度聚乙烯(LDPE)、密度为900kg/m3至小于940kg/m3的线性低密度聚乙烯(LLDPE)、密度为860kg/m3至890kg/m3的PE塑性体、或其混合物。聚乙烯(PE)塑性体也称为极低密度(VLDPE)或超低密度(ULDPE)聚乙烯，它是一种特殊形式的线性低密度聚乙烯(LLDPE)，具有更高浓度的短链支链，因此导致860kg/m3至890kg/m3的非常低的密度。
[0023]优选地，丙烯均聚物或共聚物(PP)是丙烯均聚物、与乙烯和/或C4至C10α
‑
烯烃的无规共聚物、与乙烯和/或C4至C10α
‑
烯烃的多相共聚物、与乙烯和/或C4至C10α
‑
烯烃的无规多相共聚物、或其混合物。
[0024]聚烯烃组合物还包含至少一种有机发色团。换句话说，聚烯烃组合物可以包含一种有机发色团，或两种或更多种彼此不同的有机发色团。有机发色团是碳基发色团。
[0025]优选地，有机发色团包含一个或多个偶氮基团，更优选一个偶氮基团，或者有机发色团包含取代的异吲哚啉基团。包含取代的异吲哚啉基团的有机发色团优选还包含一个、更优选两个巴比妥酸基团。有机发色团还可以是包含一个或多个偶氮基团的一种或多种有
机发色团和包含取代的异吲哚啉基团的一种或多种有机发色团的混合物。
[0026]有机发色团优选包含一个或多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于使聚烯烃组合物脱色的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供包含至少一种聚烯烃和至少一种有机发色团的聚烯烃组合物，b)将170℃至290℃的温度下处于熔融状态的所述聚烯烃组合物与无机氧化剂混合，其中所述无机氧化剂选自无机过氧化物和次氯酸盐的组，其中所述无机过氧化物选自H2O2，c)获得脱色聚烯烃组合物。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚烯烃具有根据ISO 1183测量的860kg/m3至960kg/m3的密度和/或根据ISO 11357
‑
3测量的60℃至170℃的熔融温度Tm。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚烯烃选自密度为860kg/m3至960kg/m3的乙烯均聚物或共聚物、密度为900kg/m3至910kg/m3的丙烯均聚物或共聚物、或其混合物的组。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述乙烯均聚物或共聚物是密度为940kg/m3至960kg/m3的HDPE、密度为900kg/m3至小于940kg/m3的LDPE、密度为900kg/m3至小于940kg/m3的LLDPE、密度为860kg/m3至890kg/m3的塑性体、或其混合物。5.根据权利要求3所述的方法，其中所述丙烯均聚物或共聚物是丙烯均聚物、与乙烯和/或C4至C10α
‑
烯烃的无规共聚物、与乙烯和/或C4至C10α
‑
烯烃的多相共聚物、与乙烯和/或C4至C10α
‑
烯烃的无规多相共聚物、或其混合物。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述有机发色团包含一个或多个偶氮基团，或者其中所述有机发色团包含取代的异吲哚啉基团。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述有机发色团包含6
‑
羟基
‑5‑
[(2
‑
甲氧基
‑5‑
甲基
‑4‑
磺酸根合苯基)二氮烯基]萘
‑2‑
磺酸二钠、(4E)
‑3‑
氧代
‑4‑
[(4
‑
磺酸根合
‑1‑
萘基)亚肼基]萘
‑
2,7
‑
二磺酸三钠、4
‑
[[2
‑
甲氧基
‑5‑
[(苯基氨基)羰基]苯基]偶氮基]
‑
；n
‑
(2,3
‑
二氢
‑2‑
氧代
‑
1h
‑
苯并咪唑
‑5‑
基)
‑3‑
羟基
‑2‑

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：博里利斯股份公司，
类型：发明
国别省市：