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用于制造塑料颗粒的方法技术

技术编号:40983392 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-18 21:28
本发明专利技术涉及一种用于制造颗粒的方法,适用于制造挤出吹塑中空体,具有以下步骤:(a)按品种分类、洗涤和粉碎来自消费后塑料包装收集的PET物品,(b)在方法步骤(a)之前、同时或之后去除金属或纸张等污染物,(c)根据步骤(a)预混合来自不同按品种分类的PET材料,使得在50至200s‑1的剪切速度下,混合PET材料的Trouton比小于4,(d)干燥从步骤(a)和(b)获得的PET材料,(e)熔化干燥的PET材料,(f)将PET材料压过熔体过滤器,(g)将PET材料分成单独的熔体流,(h)在水浴中冷却和凝固熔体流,以及将凝固的熔体流分离成颗粒,其中,获得的颗粒具有0.5至0.75dl/g的本征粘度,(i)颗粒结晶,(j)在固相缩聚反应器中干燥和缩合结晶颗粒,直到其达到1.0至1.7dl/g的本征粘度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及一种用于制造塑料颗粒的方法,该塑料颗粒适合于制造具有高冲击韧性和高光泽度的回收pet的挤出吹塑中空体,以及权利要求17所述的挤出吹塑中空体。


技术介绍

1、axtell1、dhavalikar2和kruse3在挤出吹塑用pet流变性能领域的现有技术中的出版物是已知的。其描述了支化pet类型比线性pet类型具有更适合挤出吹塑的流变性能。kruse指出了通过使用支化作用添加剂生产长链支化来控制pet流变性能的多种可能性。他认为支化的高分子结构在几个性能方面是有利的,其中包括构件的抗裂纹扩展能力。

2、在现实中,对于挤出吹塑容器的制造,pet足够的熔体强度是容器成形的必要条件。然而,这还不能确定其他与应用相关的参数是否能够满足挤出吹塑容器的特定应用要求。其中一个要求是材料在跌落试验方面具有足够的冲击韧性。从典型的应用高度掉到地面上并爆裂的瓶不符合填充材料应留在瓶内的条件。这是一个重要的方面,特别是对于较大的容器,因为在这些容器中,包装材料与填充材料的比通常小于非常小的容器(例如在25ml的范围内)。

3、

4、wo2018/127431a1公开了一种用于制造具有高本征粘度的pet再颗粒(注:rpet用于挤出吹塑)的方法及其制造方法。本征粘度至少为0.95dl/g,优选在1.1dl/g和1.7dl/g之间的材料适用于制造挤出吹塑容器。其中公开的方法使用固相缩聚将其输入材料浓缩成具有所需本征粘度的产品pet。对于线性pet类型,高本征粘度是必要的,以确保其具有足够的熔体刚度,用于制造挤出吹塑瓶,特别是大体积瓶。容器越大,所需的软管刚度就越高,这与本征粘度相关。然而,关于冲击韧性的考虑并不重要。

5、wo2015/065994公开了一种支化共聚酯,其中通过添加热致sio2(英语:“气相二氧化硅”),冲击韧性的降低随着时间的推移而降低(改善)。本文献中公开的支化共聚酯具有1.0至1.1dl/g范围内的本征粘度。

6、然而,前面引用的文献中没有一个涉及作为pet材料参数的函数的冲击韧性水平的调节杠杆,从而涉及在跌落试验中可实现的挤出吹塑瓶的跌落高度。在引用的文献中,rpet在这方面尤其不起作用。也没有已知的研究涉及在跌落试验中以挤出吹塑瓶形式存在的pet的真实行为以及在跌落试验中可实现的跌落高度。

7、另一个值得考虑的事实是,用于包装的塑料应该或必须是可回收的。一方面,这是由监管要求(见欧洲议会第2019/904号指令(欧盟),即所谓的“单一用途塑料指令”)定义的,或者在关于回收设计的各种指令中有相应的规定(见回收指令4和塑料回收商协会(apr)5的指令)。此外,包装部门的各种行为者承诺在其包装中使用相应比例的回收物(见《欧洲塑料公约》6和《美国塑料公约》7)。这必然意味着潜在的回收物不会受到污染或其性质不会以有害的方式改变。相反,这些材料通常被降级回收或热回收,或者必须被转移到化学回收中,化学回收比机械回收(材料)要复杂得多,在化学回收中,材料被分解成其构件,清洗并重新组装成适合应用的聚合物。例如,如果在pet中,由于分子结构的改变(这通常通过插入支化来实现)而显著地增加了弹性,那么当从其中注塑用于拉伸吹塑的预成型件并且拉伸吹塑相同的预成型件时,相同的材料的行为与该段中常见的线性pet材料的行为不同。

8、

9、因此,这些支化材料不应再用于材料回收,因为当这些材料被回收为注塑预成型件的材料时,在拉伸吹塑预成型件的过程中,存在着对加工性能产生负面影响的风险。此外,在来自消费后收集的材料流中,这种改性材料的不均匀时间积累导致拉伸吹塑过程中预成型件的弹性性能的最终变化,并导致不希望的工艺和相关的产品质量波动。

10、在这方面,有问题的是,非常支化pet类型很可能已经存在于vpet市场上,因此也存在于消费后收集的物品中。参见ep2596044b1。在同一文献中使用的物质在科学文献中已知在pet中产生支化(ep0639612a1,和 20208,incarnato等人20009,dhavalikar 200310)。来自亚洲的vpet类型的测量表明,市场上确实存在支化类型,该vpet类型的iv为1.19dl/g,在124s-1处具有4.8的trouton比,这对于线性pet类型来说是不典型的。此类类型应排除在用于拉伸吹塑的预成型件注塑的回收材料的制造之外。在50至200s-1的剪切速度范围内,用于瓶对瓶回收pet的典型材料,用于拉伸吹塑pet瓶类型的预成型件的注塑过程中,具有理想化的3或实际的3的trouton比(取决于测量偏差)。如果回收流向更高的trouton比发展,这将导致拉伸吹塑过程中加工行为的改变,这是不可取的。

11、

12、专利技术目的

13、由pet制成的挤出吹塑瓶的一些期望属性是在跌落试验中尽可能高的跌落高度,同时具有高透明度和闪亮的瓶外观。这些属性可以很容易地使用合适的商用vpet类型来实现。

14、出于可持续性的原因,并根据新的法律规定或行业的自愿承诺,有必要增加使用消费后包装收集中产生的回收材料。当rpet用于挤出吹塑瓶时,所希望的是尽可能地实现与用相同的吹塑模具生产相同瓶重的物品相同的性能。此外,以这种方式制造的物品本身必须是可回收的。

15、具体地说,这意味着这些瓶的设计必须使其与现有的pet回收流(目标:瓶到瓶回收)相匹配,该回收流主要用于注塑成型用于拉伸吹塑的预成型件,而不改变该材料流的典型加工特性。

16、因此,需要解决的问题是制造由rpet制成的挤出吹塑中空体,该中空体在跌落试验中具有与由vpet制成的中空体的跌落高度和光泽度相当的跌落高度和光泽度。

17、此外,由rpet制成的中空体应具有流变性,以便在消费后塑料包装收集的回收过程中,其不会导致用于注塑成型用于拉伸吹塑由pet制成的瓶的预成型件的弹性性能的不希望的增加。

18、带定义的说明

19、定义

20、本征粘度(iv)根据astm 4603-03标准测量。

21、零剪切粘度是当剪切速度接近0s-1时聚合物剪切粘度的极限值。

22、“rpet”是指来自消费后pet物品收集的回收pet,特别是pet瓶。

23、“vpet”是指“virgin”pet,即来自pet的新产品。

24、瓶型被理解为瓶的特定形状,其是从一个相似的模巢中获得的。如果模巢的几何形状被改变,其将不再是相同的瓶型。然而,如果改变了瓶重(通常是通过改变挤出软管的壁厚),但使用相同的模巢生产,则仍然是相同的瓶型。然而,实际成形的瓶有不同的重量。相同类型的模巢的名称是重要的,因为在一个生产形式中,通常有几个相同类型的模巢平行排列。在生产中,典型的目标是使来自一个生产模具的所有模巢的瓶尽可能相似(例如在重量方面)。跌落试验被理解为:根据astm d2463的程序b进行的bruceton楼梯跌落试验。从跌落试验中获得的跌落高度是在具有可比瓶重(包括技术上常见本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于制造塑料颗粒的方法,适用于制造挤出吹塑中空体,具有以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在50至200s-1的剪切速度下,步骤j)获得的材料的Trouton比小于4。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在根据步骤e)的熔化过程中,只添加不允许在50至200s-1的剪切速度下使步骤j)所产生的材料的Trouton比增加到4以上的物质。

4.根据前述权利要求中任一种所述的一种方法,其特征在于,在步骤h)中,所述熔体流被引导通过水浴进行冷却和凝固,以形成连续的股,然后由切割装置分离成颗粒。

5.根据权利要求1至3中任一种所述的一种方法,其特征在于,在步骤h)中,所述熔体流被压入水浴中,并通过直接从孔板的出口的刀片分离成熔体液滴,所述熔体液滴在水浴中凝固成颗粒,然后被水浴中的流动水冲洗,并通过分离方法与水分离。

6.根据前述权利要求中任一种所述的一种方法,其特征在于,步骤i)中的颗粒通过将其引入热风结晶器并在那里通过引入温度在100℃至200℃之间的热空气并在典型停留时间为5至120分钟的连续加热进行连续搅拌来结晶,或者在以红外辐射操作的结晶器中结晶,其中,所述颗粒被引入旋转滚筒中,在滚筒中,红外辐射器安装在填料的上方,并且通过释放的红外辐射向颗粒输入能量/热量。

7.根据前述权利要求中任一种所述的一种方法,其特征在于,将所述颗粒干燥到残余水分含量小于50ppm,优选地小于30ppm。

8.一种根据上述权利要求所述的方法制造的颗粒用于制造挤出吹塑中空体的用途,其特征在于,所述中空体通过至少与由具有相同本征粘度为1.0至1.7dl/g(根据ASTM D4603测量)的线性vPET制成的相同结构的中空体相同高度的跌落试验(根据ASTM D2463的程序B的Bruceton楼梯跌落试验)。

9.根据权利要求8所述的颗粒用于制造中空体的用途,其特征在于,所述中空体由至少80%,优选至少90%,并且特别优选至少95%的高度组成,所述高度对应于由具有相同本征粘度为1.0至1.7dl/g(根据ASTM D4603测量)的线性vPET制成的相同结构的中空体在跌落试验中所达到的高度。

10.根据权利要求8或9所述的颗粒用于制造中空体的用途,其特征在于,所述中空体具有与由具有相同本征粘度为1.0至1.7dl/g(根据ASTM D4603测量)的线性vPET制成的相同结构的中空体相同的光泽度。

11.根据权利要求10所述的颗粒用于制造中空体的用途,其特征在于,所述中空体具有至少70%,优选至少80%,并且特别优选至少90%的光泽度,所述中空体与由具有相同本征粘度为1.0至1.7dl/g(根据ASTM D4603测量)的线性vPET制成的相同结构的中空体相同。

12.根据权利要求8至11中任一种所述的颗粒用于制造中空体的用途,其特征在于,干燥的颗粒通过单螺杆挤出机在挤出吹塑设备上熔化,其中包括在挤出吹塑过程中产生的生产废料的0至60%的混合物结晶和干燥再研磨,以及配备着色剂和/或技术上常见的功能助剂的浓缩物的0至10%的混合物,以形成熔体。

13.根据权利要求12所述的颗粒用于制造中空体的用途,其特征在于,所获得的熔体被送入用于将熔体股成形为软管的熔体分配器,以便将其分配到对应于吹塑模具的现有模巢数量的相应数量的软管上。

14.根据权利要求13所述的颗粒用于制造中空体的用途,其特征在于,所获得的软管在适当的吹塑模具中形成具有或不具有手柄的中空体,其体积为25ml至25l。

15.根据权利要求8至14所述的颗粒用于制造中空体的用途,其特征在于,在吹塑过程中形成的中空体上的突起部分被机械去除。

16.一种用于制造颗粒的方法,适用于通过拉伸吹塑制造注塑预成型件,

17.一种用根据方法权利要求1至7中任一种所述的颗粒或通过根据权利要求8至15中任一种所述的颗粒用途而制造的中空体。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于制造塑料颗粒的方法,适用于制造挤出吹塑中空体,具有以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在50至200s-1的剪切速度下,步骤j)获得的材料的trouton比小于4。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在根据步骤e)的熔化过程中,只添加不允许在50至200s-1的剪切速度下使步骤j)所产生的材料的trouton比增加到4以上的物质。

4.根据前述权利要求中任一种所述的一种方法,其特征在于,在步骤h)中,所述熔体流被引导通过水浴进行冷却和凝固,以形成连续的股,然后由切割装置分离成颗粒。

5.根据权利要求1至3中任一种所述的一种方法,其特征在于,在步骤h)中,所述熔体流被压入水浴中,并通过直接从孔板的出口的刀片分离成熔体液滴,所述熔体液滴在水浴中凝固成颗粒,然后被水浴中的流动水冲洗,并通过分离方法与水分离。

6.根据前述权利要求中任一种所述的一种方法,其特征在于,步骤i)中的颗粒通过将其引入热风结晶器并在那里通过引入温度在100℃至200℃之间的热空气并在典型停留时间为5至120分钟的连续加热进行连续搅拌来结晶,或者在以红外辐射操作的结晶器中结晶,其中,所述颗粒被引入旋转滚筒中,在滚筒中,红外辐射器安装在填料的上方,并且通过释放的红外辐射向颗粒输入能量/热量。

7.根据前述权利要求中任一种所述的一种方法,其特征在于,将所述颗粒干燥到残余水分含量小于50ppm,优选地小于30ppm。

8.一种根据上述权利要求所述的方法制造的颗粒用于制造挤出吹塑中空体的用途,其特征在于,所述中空体通过至少与由具有相同本征粘度为1.0至1.7dl/g(根据astm d4603测量)的线性vpet制成的相同结构的中空体相同高度的跌落试验(根据astm d2463的程序b的bruceton楼梯跌落试验)。

9.根据权利要求8所述的颗粒用于制造中空体的用途,其特征在于,所述中空体由至少8...

【专利技术属性】
技术研发人员:A·韦伯P·卡雷尔W·贝克尔
申请(专利权)人:阿尔温莱纳股份有限两合公司阿尔普拉工厂
类型:发明
国别省市:

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