XRF可识别的黑色聚合物制造技术

本申请的发明专利技术主题涉及黑色塑料的分类。本申请的发明专利技术主题涉及黑色塑料的分类。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】XRF可识别的黑色聚合物


[0001]本专利技术总体上涉及黑色聚合物及其标记方法。

技术介绍

[0002]炭黑是聚合物工业中最常用的添加剂之一。它广泛用于制备用于各种领域和工业的黑色塑料。常见的用途是建筑和建造、保健、包装、家用器具、电子器具，以及在汽车和航空器工业。
[0003]尽管广泛使用黑色塑料，但其大部分不可回收。这主要是由于在回收工厂中使用的普通光学分类系统不能识别黑色塑料。因此，由黑色塑料制成的产品通常作为废物最终到达加工线的末端。
[0004]国际专利申请公开WO 2018/069917号描述了用于生产透明元件的聚合物材料和XRF可识别标记物的制剂和母料，该透明元件包含聚合物和用于各种工业用途的至少一种XRF可识别标记物。
[0005]现有技术
[0006]WO 2018/069917

技术实现思路

[0007]关于使用黑色塑料的健康问题主要源于它几乎从未被回收的事实。由于它从炭黑(一种用于其耐久性和深色调的工业颜料添加剂)获得其颜色，该材料不容易回收。黑色颜料不容易被通常用于大多数塑料分类设备中以分离出不同类型的塑料材料的红外传感器识别。这意味着这些塑料和它们的化学添加剂最终被填埋或在道路一侧。然后有毒化学品会进入环境并最终进入饮用水。
[0008]再加上，尽管近年来看到黑色塑料的广泛使用，但无色塑料使得大多数塑料产品可用。因此，几乎没有动机来创造更好的分类技术，以解决黑色塑料的日益增加的使用和由此产生的健康危害。在用不吸收IR的其他黑色颜料代替炭黑方面已经投入了大量的努力，但是由于发现炭黑优于其他黑色颜料，这些努力没有成功。
[0009]本文公开技术的专利技术人已经开发了一种独特的方法，其能够简单、成本有效且容易地检测黑色塑料，从而允许对其进行有效分类。本专利技术的方法涉及新型炭黑制剂的用途，该制剂除了炭黑之外还包含至少一种XRF可识别材料。在配制本专利技术的新型制剂时，在不改变炭黑的机械和化学性质的情况下，将一定量的XRF可识别材料添加到炭黑中并混合以形成新型颜料或增强材料，其可在各种产品中实施以用于追踪、验证一般识别产品的历史。
[0010]如本领域已知的，“炭黑”是细颗粒物质，通常由直径小于2.5μm且通常在纳米范围内的超细颗粒组成。炭黑通常包含具有高表面积
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体积比的纯碳。作为颜料，炭黑广泛用于从报纸油墨的黑色着色颜料到高科技材料的导电剂的各种应用中。该材料还用作增强剂，用于增加聚合物组合物或包含其的复合材料的强度，特别是耐磨性和撕裂强度。
[0011]炭黑是最广泛使用和成本有效的橡胶增强剂，其用于轮胎组件(例如胎面、侧壁和
内衬)、机械橡胶制品(包括工业橡胶制品、薄膜屋盖、汽车橡胶部件(例如密封系统、软管和抗振动部件))和一般橡胶制品(例如软管、皮带、垫片和密封件)。
[0012]尽管具有类似的名称，但炭黑不应该与黑碳混淆，黑碳从本专利技术的方面排除。
[0013]因此，在本专利技术的第一方面，提供了一种组合物，其包含炭黑和至少一种XRF可识别材料，该组合物为(用作)颜料制剂或增强制剂，其中该至少一种XRF可识别材料的存在量经选择为提供指示炭黑或包含炭黑的组合物的XRF可识别标签(signature)。
[0014]类似地，提供了一种由炭黑和至少一种XRF可识别材料组成的组合物，该组合物为(用作)颜料制剂或增强制剂，其中该至少一种XRF可识别材料的存在量经选择为提供指示炭黑或包含炭黑的组合物的XRF可识别标签。
[0015]添加到本专利技术的组合物或产品中或存在于本专利技术的组合物或产品中的XRF可识别材料的量，或用于对含有标记物的黑色物体进行识别和分类的量，是提供限定材料特性或属性或概况(profile)的标签的预定量。因此，一定量的盐或材料可以认为是XRF可识别的，但其可以存在于本专利技术的组合物或其他产品中，用于调节材料的其他性质，因此没有根据本专利技术预选和添加，不能提供基于其可以识别或读取由其制成的组合物或产品的标签。换言之，未根据本专利技术添加以限定指示组合物或产品的标签的一定量的XRF可识别材料的存在并不被认为落入本专利技术的范围内。
[0016]在一些实施方式中，XRF可识别标记物在组合物中的量为50至300ppm。在一些实施方式中，所述量为50至70ppm，50至100ppm，50至150ppm，50至200ppm，50至250ppm，70至100ppm，70至150ppm，70至200ppm，70至250ppm，70至300ppm，100至150ppm，100至200ppm，100至250ppm或100至300ppm。换言之，所述量为50至60ppm，50至70ppm，50至80ppm，50至90ppm或50至100ppm。
[0017]在一些实施方式中，组合物包括炭黑、XRF可识别材料和聚合物或预聚物，或由炭黑、XRF可识别材料和聚合物或预聚物组成，如所定义的。
[0018]在一些实施方式中，组合物为固体组合物、分散体或液体组合物的形式，包括分散、悬浮或增溶形式的本文公开的组分。
[0019]在一些实施方式中，本专利技术的组合物为浓缩物的形式，其可通过将一定量的浓缩物加入到可形成黑色物体的聚合物材料或混合物中来稀释。由该组合物形成的此类物体中XRF可识别材料的量提供了指示产品概况的XRF可识别标签，即制造日期、制造地点、组成、是否存在非天然添加剂等中的一个或多个。当产品是回收产品，即先前已制备和使用的聚合物或聚合物组合物的回收产品时，概况可包括与此类先前用途相关的数据。
[0020]还提供了一种颜料制剂，其包含炭黑和一定量的至少一种XRF可识别材料。
[0021]还提供了一种颜料制剂，其包含炭黑和一定量的至少一种XRF可识别材料，其中XRF可识别材料的量限定了电磁辐射标签，该电磁辐射标签指示该颜料制剂或待标记产品的材料组成和/或产品的生产概况(例如，原材料数据)。概况可包括一个或多个制造日期、制造地点、组成、是否存在非天然添加剂等。
[0022]在一些实施方式中，颜料制剂以粉末或丸粒(pellet)形式提供，其中选择至少一种XRF可识别材料的量以提供具有可识别和XRF标签的XRF标记产品。
[0023]还提供了一种增强剂，其例如用于改善聚合物或聚合物复合材料的至少一种机械性能，该增强剂包含炭黑和至少一种XRF可识别材料。在一些实施方式中，该增强剂以粉末
或丸粒形式提供，其中选择至少一种XRF可识别材料的量以提供具有可识别和XRF标签的XRF标记产品。
[0024]还提供了一种造粒粉末(pelletized powder)，其包含炭黑和至少一种XRF可识别标记物的均匀共混物。
[0025]在本专利技术制剂的一些实施方式中，颜料或增强制剂可以作为固体粉末制剂或固体材料的组合或以液体悬浮液或分散体形式存在。在一些实施方式中，此类制剂还可包含聚合物或预聚物。
[0026]因此，根据另外的方面，本专利技术提供了一种XRF可识别的母料，其包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种组合物，其包含炭黑和至少一种XRF可识别材料，所述组合物为颜料制剂或增强制剂，其中，所述至少一种XRF可识别材料的存在量经选择为提供指示炭黑或包含炭黑的组合物的XRF可识别标签。2.根据权利要求1所述的组合物，其包含聚合物或预聚物。3.一种XRF可识别的母料组合物，其包含炭黑、至少一种XRF可识别标记物和至少一种聚合物或预聚物的均匀共混物。4.根据权利要求2或3所述的组合物，其中，所述聚合物是热塑性聚合物或热固性聚合物。5.根据权利要求4所述的组合物，其中，所述聚合物选自低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚异戊二烯、天然橡胶和胶乳。6.根据权利要求1至5中任一项所述的组合物，其中，炭黑与所述至少一种XRF可识别标记物之间的比率分别为至少100:1。7.根据权利要求6所述的组合物，其中所述比率为200:1，300:1，400:1，500:1，600:1，700:1，800:1或900:1。8.前述权利要求中任一项所述的组合物用于制造黑色塑料或由黑色塑料制成的物体的用途。9.根据权利要求8所述的用途，其中，所述黑色塑料包含聚合物，所述聚合物选自低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚异戊二烯、天然橡胶和胶乳。10.一种用于提供XRF可识别的黑色聚合物原材料的方法，所述方法包括用一定量的XRF可识别标记物和黑碳标记聚合物原材料，所述XRF可识别标记物的量限定指示原材料组成和/或生产概况(原材料数据)的电磁辐射标签。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述概况包括制造、制造地点、组成以及是否存在非天然添加剂的一个或多个数据。12.一种用于在塑料材料的分类过程中识别黑色塑料的方法，所述方法包括：用X射线或γ射线辐射照射塑料物体的集合，所述塑料物体的集合包括用至少一种XRF可识别标记物标记的黑色物体；检测响应于施加到所述物体上的X射线或γ射线辐射而来自所述物体的X射线或γ射线信号；对检测到的辐射信号应用光谱处理以获得指示与所述黑色塑料相关的预定特性的存在与否或任何变化的数据。13.根据权利要求12所述的方法，所述方法包括：用具有空间分布调制强度的至少一个X射线或γ射线激发束同时照射多个物体；其中到达每个物体的光束的强度是不同的和可识别的，并且其中所述多个物体包括黑色物体；检测来自所述多个物体的次级X射线辐射并生成指示所述多个物体上的空间强度分布的信号；以及根据检测到的空间强度分布来识别所述多个黑色物体中的哪一个被标记组合物标记。14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，所述黑色物体通过用至少一种XRF可识别标记物标记黑色塑料而形成。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述标记包括用炭黑和一定量的所述XRF可识别标记物标记聚合物或预聚物，所述量限定指示所述材料组成和/或生产概况(材料数据)的电磁辐射标签。16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述标记包括在黑色...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：安全事业有限公司，
类型：发明
国别省市：