CN114402012A - 再循环低共熔组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及再循环组合物,其包含内酰胺和/或包含内酰胺和低共熔剂的低共熔组合物。

Description

再循环低共熔组合物
本发明涉及再循环组合物。
塑料的再循环当前主要以机械方式进行。将塑料材料切碎成小碎片,并且不同塑料(诸如聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯)的分离通过聚合物的密度差异来进行。在目前的再循环程序中,仍然存在几个决定经再循环的塑料的品质的问题。此类问题包括存在聚氯乙烯标签和增粘剂或胶水颗粒,这两者均导致经再循环的塑料褪色(变棕色或甚至黑色斑点)。此外,塑料中着色剂(例如,颜料和染料)和其他添加剂的存在可能使其难以加工和/或获得高价值的经再循环的塑料。本发明的目的是克服这些问题。
本发明的目的是提供新型再循环组合物。
本发明涉及再循环组合物,所述再循环组合物包含内酰胺和/或低共熔组合物(eutectic composition),所述低共熔组合物包含内酰胺和低共熔剂。低共熔剂(eutecting agent)是能够与本发明的内酰胺形成低共熔混合物的化合物。本发明的内酰胺和低共熔组合物可以在较宽的pH范围内溶解(非常)疏水的物质以及(非常)亲水的物质。此外,本发明的内酰胺和低共熔组合物大体具有高沸点和低挥发性或蒸气压,导致低或非VOC分类。本发明的内酰胺和低共熔组合物,特别是当内酰胺是己内酰胺时,通常是无毒的并且易于生物降解。本发明的再循环组合物可以溶解和/或渗透多种多样的聚合物,诸如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),尤其是在升高的温度下。以此方式,包括颜料和染料的添加剂可以与聚合物一起溶解。在将所得混合物冷却至低于聚合物的玻璃化转变温度时,聚合物将固化,并且固化的聚合物中存在明显较少的添加剂或甚至不存在添加剂。此外,着色的PET瓶可以被再循环成没有添加剂或具有相当少添加剂的清洁PET,使清洁PET具有更高的经济价值,此外,当再循环PET时需要较少的未用过的PET。另外,本发明的再循环组合物能够剥离层压基材,例如具有不同聚合物的层状聚合物基材、层状聚合物/金属基材和层状聚合物/纸基材,以形成单独的层。这些单独的层可以随后使用常规技术诸如基于材料密度差异的技术和/或使用如上所指示的溶解方法分离。本发明的再循环组合物还能够溶解存在于废旧聚合物中的添加剂,例如增塑剂和稳定剂,同时聚合物维持其固态,例如在低于聚合物的玻璃化转变温度(Tg)的温度下加工。本发明再循环组合物的具体实施方案能够使聚合物(例如,PET)解聚以获得相当较小的聚合物链或甚至其单体和/或低聚物。另外,本发明进一步允许从基材(例如,铝罐或钢罐)去除固化的涂料以获得清洁的金属基材。清洁的金属基材可以随后重复使用,而无需未用过的金属材料。这种方法的另一个优点是不存在(烧焦的)涂料材料,从而不需要进一步措施来清洁金属基材或添加未用过的金属材料。当前,从金属罐去除涂料是通过在非常高的温度(>800℃)下焚烧涂料来进行的。用根据本发明的技术,可以在低得多的温度(低于200℃)下清洁金属罐,从而使本发明方法以显著更低的能量消耗进行。
所述再循环组合物可以仅包含内酰胺和/或包含内酰胺和低共熔剂的低共熔组合物。本发明的组合物包含基于再循环组合物的总重量100重量%(wt%)的量的内酰胺和/或低共熔组合物。优选地,内酰胺和/或低共熔组合物以基于再循环组合物的总重量至多99wt%、更优选至多98wt%、甚至更优选至多95wt%、甚至更优选至多90wt%、甚至更优选至多85wt%并且甚至最优选至多80wt%、并且优选至少1wt%、更优选至少2wt%、甚至更优选至少5wt%、甚至更优选至少10wt%、甚至更优选至少15wt%并且最优选至少20wt%的量存在。
在又一个实施方案中,本发明的低共熔组合物可以是强低共熔组合物,即可以被蒸馏并且形成低共熔馏出物。不受理论的束缚,这意味着内酰胺与低共熔剂之间的缔合在蒸馏过程中被蒸发时保持完整,并且在蒸馏蒸气冷却后获得低共熔组合物。这些低共熔组合物被称为“强低共熔组合物”。此类强低共熔组合物将在原始低共熔组合物和馏出物两者中都维持其组成。相比之下,其中一种组分将被单独蒸馏出的低共熔组合物被称为“弱低共熔组合物”。在这种情况下,通常沸点高于低共熔剂的内酰胺可以在冷却后或在蒸馏过程中固化。在一些情况下,不形成低共熔组合物,而是获得内酰胺在液体试剂中的溶液。在这种情况下,液体试剂也被单独蒸馏出。
本发明的内酰胺是本领域中众所周知的并且是指环状酰胺。典型地并且优选地,内酰胺不在环中的氮上被取代。最优选地,内酰胺是未经取代的。内酰胺的例子包括β-内酰胺、γ-内酰胺、δ-内酰胺和ε-内酰胺。内酰胺可以例如被C1-C4烷基或乙烯基取代或未经取代。未经取代的内酰胺是优选的。未经取代的内酰胺的例子包括2-氮杂环丁酮、γ-丁内酰胺、2-哌啶酮(或δ-戊内酰胺)、ε-己内酰胺和辛内酰胺。优选地,内酰胺选自γ-丁内酰胺和ε-己内酰胺。最优选地,内酰胺是ε-己内酰胺。考虑在本发明的低共熔组合物中使用两种或更多种内酰胺。
内酰胺也可以是内酰胺的低聚物;优选地,低聚物是环状低聚物。低聚物可以是内酰胺的二聚体、三聚体、四聚体、五聚体或六聚体。内酰胺低聚物的例子可以在Abe等人(Abe,Y.等人(2016)Isolation and Quantification of Polyamide Cyclic Oligomersin Kitchen Utensils and Their Migration into various Food Stimulants,PLoS ONE11(7):e0159547,doi:10.1371/journal.pone.0159547)中找到。优选地,低聚物是内酰胺的二聚体;甚至更优选地,二聚体是己内酰胺的二聚体,优选1,8-二氮杂环癸烷-2,9-二酮。
在又一个优选的实施方案中,本发明的内酰胺是γ-丁内酰胺和ε-己内酰胺的组合。本发明包括包含γ-丁内酰胺和ε-己内酰胺的低共熔组合物以及包含γ-丁内酰胺和ε-己内酰胺和低共熔剂的低共熔组合物。在一个实施方案中,低共熔组合物包含γ-丁内酰胺和ε-己内酰胺。在低共熔组合物或内酰胺组合中,γ-丁内酰胺与ε-己内酰胺之间的摩尔比是至少0.01。优选地,比率至少是0.05、更优选至少0.1、甚至更优选至少0.2、甚至更优选至少0.5并且最优选至少1、并且优选至多100、更优选至多75、甚至更优选至多50、甚至更优选至多40、甚至更优选至多20、甚至更优选至多10并且最优选至多5。
本发明的组合物可以包括包含内酰胺和低共熔剂的低共熔组合物。所述内酰胺可以是如上所指示的内酰胺。本发明的低共熔组合物包含基于低共熔组合物的总重量至多90重量%(wt%)的量的内酰胺。优选地,内酰胺以基于低共熔组合物的总重量至多85wt%、更优选至多80wt%、甚至更优选至多70wt%、甚至更优选至多60wt%、甚至更优选至多50wt%并且甚至最优选至多40wt%、并且优选至少1wt%、更优选至少2wt%、甚至更优选至少5wt%、甚至更优选至少10wt%、甚至更优选至少15wt%并且最优选至少20wt%的量存在。
本发明低共熔组合物中的低共熔剂可以是能够与内酰胺形成低共熔混合物的任何低共熔剂。典型地,低共熔剂具有离子部分。离子部分可以是阳离子的、阴离子的或两亲性的;优选地,离子部分是两亲性的。低共熔剂可以是氢键供体、电子对供体、氢键受体、电子对受体或金属盐。在一个实施方案中,低共熔剂是包含官能团的氢键供体或受体,所述官能团选自但不限于酸、酸酐、胺、酰胺、酰亚胺、醇、季铵盐。优选地,低共熔剂选自由以下项组成的组:环状酸、脂族酸、环状酸酐、脂族酸酐、胺、酰胺、酰亚胺和醇。最优选地,低共熔剂选自由以下项组成的组:环状酸和环状酸酐。在本说明书的上下文中,术语“环状酸”是指包含酸基团的含环分子;环可以是例如苯基或环烷基,并且酸基团可以是例如羧酸基团或磺酸基团。
在优选的实施方案中,低共熔剂包含至少2个官能团。官能团可以相同或不同。具有至少两个官能团的低共熔剂的优点在于,当与本发明的内酰胺组合时,所得低共熔组合物更稳定并且较少依赖于pH、温度和/或浓度。优选地,低共熔剂包含至少2个官能团,其中至少两个官能团被至多3个原子、优选至多2个原子隔开。优选地,多官能化合物包含至少一个选自由以下项组成的组的取代基:羧酸和醚。其他一个或多个基团可以是任何已知的官能团。
在优选的实施方案中,低共熔剂包含至少3个碳原子并且优选至少4个碳原子。低共熔剂可以是单体、低聚物或聚合物。
在一个实施方案中,低共熔剂是具有多个官能团的低聚物或聚合物。当指示摩尔比并且其涉及低聚物或聚合物时,摩尔比应基于存在于低聚物或聚合物中的单体的数量来计算。换言之,包含500个单体单元的聚合物应与500个内酰胺分子接触以达到聚合物与内酰胺之间1或1:1的摩尔比。这不同于如US 4,319,881中公开的摩尔比或1:1摩尔复合物,后者是指1分子内酰胺/个聚乙二醇低聚物(例如,PEG 300)的摩尔比。在这样的摩尔比下,没有获得低共熔组合物。
合适的酸的例子包括脂族一元酸,诸如甲酸、乙酸、乳酸和丁酸;脂族多元酸,诸如草酸、柠檬酸、柠康酸和马来酸;以及环状酸,诸如水杨酸、2-苯酚次膦酸、2-苯酚膦酸、2-苯酚磺酸等。优选地,酸是脂族酸;更优选地,酸是乳酸。优选地,酸是环状酸;更优选地,酸是水杨酸。在本发明的一个实施方案中,低共熔剂是pKa(即,酸解离常数)为至多6、优选pKa为至多5并且更优选pKa为至多4、甚至更优选pKa为至多3.5并且最优选pKa值为至多3、并且优选pKa为至少0、更优选pKa为至少0.5并且最优选pKa为至少1的酸。
合适的酸酐的例子包括脂族酸酐,诸如甲酸酐、乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐、巴豆酸酐和苯甲酸酐;以及环状酸酐,诸如马来酸酐、柠康酸酐、衣康酸酐、邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、四氯邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸二酐、纳迪克酸酐(himic anhydride)、琥珀酸酐、十二碳烯基琥珀酸酐、氯菌酸酐和四溴邻苯二甲酸酐。优选地,酸酐是环状酸酐。更优选地,环状酸酐选自由以下项组成的组:马来酸酐、柠康酸酐、衣康酸酐和邻苯二甲酸酐;甚至更优选地,环状酸酐是马来酸酐或柠康酸酐;并且最优选地,酸酐是马来酸酐。马来酸酐和柠康酸酐的优点是其与水、氧和自由基反应的潜力。这些酸酐在三元或四元低共熔组合物中进一步有利于降低所得低共熔组合物的粘度。尤其是当溶质溶解在本发明的低共熔组合物中时,其粘度可以在较高的溶质浓度下增加-所述溶质浓度倾向于高于在常规溶剂中的溶解度-环状酸酐并且特别是马来酸酐和/或柠康酸酐显著降低低共熔组合物的粘度。
合适的醚的例子包括单体醚,诸如甲基乙基醚、甲基苯基醚、二甘醇、三甘醇、二丁基醚和二己基醚;聚醚,诸如多聚甲醛、聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)、聚四亚甲基二醇(PTMG)、聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)、聚四氢呋喃(PTHF)、聚甲醛(POM)、聚环氧乙烷(PEO)、聚环氧丙烷(PPOX)和聚乙二醇-聚丙二醇(EO/PO嵌段共聚物)。芳族醚,诸如酚醚和苄醚,也是合适的。
多糖的例子包括纤维素,诸如纤维素、甲基纤维素(MC)、乙基纤维素(EC)、羟乙基纤维素(HEC)、乙基羟乙基纤维素(EHEC)、甲基乙基羟乙基纤维素(MEHEC)、羧甲基纤维素(CMC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC);以及淀粉,诸如淀粉、氧化淀粉、羟乙基淀粉、羟丙基淀粉和羧甲基淀粉;甲壳质和阿拉伯糖基木聚糖。多糖可以具有本领域中已知的任何聚合度(DP)和取代度(DS)。
官能化聚合物的例子包括聚乙烯醇(PVA)、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚乙烯胺、聚乙烯酰胺、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚酯、聚乳酸(PLA)、聚(乳酸-共-乙醇酸)(PLGA)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。
合适的胺的例子包括脂族多胺,包括EDA同系物,诸如直链、支链和环状EDA同系物,包括四亚乙基五胺(TEPA)、三亚乙基四胺(TETA)、二亚乙基三胺(DETA)、六亚乙基五胺(HEPA)和N-氨基乙基哌嗪(NAEP);丙烯同系物,诸如二亚丙基三胺(DPTA;亚甲基同系物,诸如六亚甲基五胺(HMPA);聚醚单胺,诸如
Figure BDA0003429819400000051
M-600胺、
Figure BDA0003429819400000052
M-1000胺、
Figure BDA0003429819400000053
M-2005胺和
Figure BDA0003429819400000054
M-2070胺;聚醚二胺,诸如
Figure BDA0003429819400000055
D-230胺、
Figure BDA0003429819400000056
D-2300胺、
Figure BDA0003429819400000057
D-400胺、
Figure BDA0003429819400000058
D-4000胺、
Figure BDA0003429819400000059
ED-600胺、
Figure BDA00034298194000000510
ED-900胺、
Figure BDA00034298194000000511
ED-2003胺、
Figure BDA00034298194000000512
EDR-148胺和
Figure BDA00034298194000000513
EDR-176胺;聚醚三胺,诸如
Figure BDA00034298194000000514
T-403胺、
Figure BDA00034298194000000515
T-3000胺和
Figure BDA00034298194000000516
T-5000胺;烷基化多胺,包括丙二胺,诸如椰油丙二胺、油基丙二胺、花生基山嵛基丙二胺、大豆丙二胺、(部分)氢化的动物脂丙二胺、N,N,N’-三甲基-N’-动物脂丙二胺和动物脂丙二胺;二亚丙基三胺,诸如十二烷基二亚丙基三胺、油基二亚丙基三胺、辛基二亚丙基三胺、硬脂基二亚丙基三胺和动物脂二亚丙基三胺以及其他多胺,诸如N-动物脂烷基二亚丙基四胺、N-动物脂烷基三亚丙基三胺、N-(3-氨基丙基)-N-椰油烷基丙二胺、N-(3-氨基丙基)-N-动物脂烷基丙二胺、N-(3-氨基丙基)-N-椰油烷基三亚甲基二胺、N-(3-氨基丙基)-N-动物脂烷基三亚甲基二胺和含有丙二胺的树枝状聚合物;双烷基化胺,诸如二(十二烷基)胺、二(油基)胺、二(花生基山嵛基)胺、二(动物脂)胺、二(辛基)胺、二(硬脂基)胺和二(椰油)胺;烷基化伯胺,诸如十二烷基胺、油基胺、十六烷基胺、花生基山嵛基胺、氢化动物脂烷基胺、动物脂烷基胺、油菜籽烷基胺、氢化油菜籽烷基胺、大豆烷基胺、辛基胺、十八烷基胺、硬脂基胺、椰油胺和聚乙烯胺;烷氧基化多胺,诸如丙二胺,诸如辛基/癸氧基丙基-1,3-二氨基丙烷、异癸氧基丙基-1,3-二氨基丙烷、异十二烷氧基丙基-1,3-二氨基丙烷、十二烷基/十四烷氧基丙基-1,3-二氨基丙烷、异十三烷氧基丙基-1,3-二氨基丙烷和十四烷氧基丙基-1,3-二氨基丙烷;以及二亚丙基三胺,诸如十二烷基二亚丙基三胺、十二烷基二亚丙基三胺、辛基/癸基二亚丙基三胺、异十三烷基二亚丙基三胺和十四烷基二亚丙基三胺;双烷氧基化胺,诸如二(十二烷氧基丙基)胺、二(油酰氧基丙基)胺、二(花生基山嵛氧基丙基)胺、二(动物脂氧基丙基)胺、二(辛氧基丙基)胺、二(硬脂氧基丙基)胺和二(椰油烷氧基)胺;以及烷氧基化胺,诸如异丙氧基丙胺、己氧基丙胺、2-乙基己氧基丙胺、辛基/癸氧基丙胺、异癸氧基丙胺、十二烷基/十四烷氧基丙胺、异十三烷氧基丙胺、十四烷氧基丙胺、十四烷基/十二烷氧基丙胺、直链烷氧基丙胺和十八烷基/十六烷氧基丙胺。
合适的酰胺的例子包括脂族未经取代的酰胺,诸如脲、甲酰胺、乙酰胺、丙酰胺、丁酰胺、戊酰胺、己酰胺和庚酰胺;经取代的脂族酰胺,诸如N-甲基丙酰胺、N-乙基丙酰胺、N-甲基丁酰胺、N-乙基丁酰胺、N-乙酰基-3-氧代戊酰胺、N-乙酰基丁酰胺、N-乙酰基丙酰胺、N-乙酰基-2-氨基-5-(二氨基亚甲基氨基)戊酰胺、N-乙酰苯甲酰胺、N-甲基戊酰胺、N-乙基戊酰胺;芳族酰胺,诸如苯甲酰胺、乙酰胺和水杨酰胺。
合适的酰亚胺的例子包括脂族酰亚胺,诸如三氟甲基磺酰亚胺、五氟乙基磺酰亚胺、甲基磺酰亚胺和乙基磺酰亚胺;环状酰亚胺,诸如琥珀酰亚胺、马来酰亚胺、柠康酰亚胺、戊二酰亚胺、邻苯二甲酰亚胺、四氢邻苯二甲酰亚胺、六氢邻苯二甲酰亚胺、均苯四甲酸二酰亚胺、1,8-萘二甲酰亚胺、环己烷-1,2-二甲酰亚胺和1,3-双(柠康酰亚胺甲基)苯(
Figure BDA0003429819400000061
900)。优选地,酰亚胺是1,3-双(柠康酰亚胺甲基)苯。
合适的醇的例子包括脂族多元醇,诸如1,2-乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、甘油、乙二醇、丙二醇、甘露醇和三羟甲基丙烷(TMP);以及环状醇,诸如抗坏血酸、葡糖醛酸、儿茶酚和水杨酸;单糖,诸如葡萄糖、阿卓糖、果糖、甘露糖、艾杜糖(iodose)、塔洛糖(talose)、阿洛糖(allose)、古洛糖(gulose)、半乳糖、核糖、阿拉伯糖、木糖和葡糖胺;以及二糖,诸如蔗糖、乳糖、乳果糖、海藻糖、纤维二糖和壳二糖。
本发明的低共熔组合物包含基于低共熔组合物的总重量至少10重量%(wt%)的低共熔剂。优选地,内酰胺以基于低共熔组合物的总重量至少15wt%、更优选至少80wt%、甚至更优选至少30wt%、甚至更优选至少40wt%、甚至更优选至少50wt%并且甚至最优选至少60wt%、并且优选至多99wt%、更优选至多98wt%、甚至更优选至多95wt%、甚至更优选至多90wt%、甚至更优选至多85wt%并且最优选至多80wt%的量存在。
内酰胺与低共熔剂之间的摩尔比是至少0.01。优选地,比率是至少0.05、更优选至少0.1、甚至更优选至少0.2、甚至更优选至少0.5并且最优选至少1、并且优选至多100、更优选至多75、甚至更优选至多50、甚至更优选至多40、甚至更优选至多20、甚至更优选至多10并且最优选至多5。
当内酰胺是2种或更多种内酰胺的组合时,内酰胺与低共熔剂之间的摩尔比是至少0.01。优选地,比率是至少0.05、更优选至少0.1、甚至更优选至少0.2、甚至更优选至少0.5并且最优选至少1、并且优选至多100、更优选至多75、甚至更优选至多50并且最优选至多40。
在一个实施方案中,本发明的再循环组合物进一步包含水。水可以与内酰胺形成低共熔组合物。水也可以与一种或多种内酰胺和一种或多种低共熔剂形成三元、四元或更高级的低共熔组合物。水的存在可以增加所得低共熔组合物溶解疏水和/或亲水组分的能力。水可以进一步降低再循环组合物的粘度。此外,通常观察到再循环组合物和/或低共熔组合物的熔融温度的(进一步)降低。
内酰胺与水之间的摩尔比是至少0.01。优选地,比率是至少0.05、更优选至少0.1、甚至更优选至少0.2、甚至更优选至少0.5并且最优选至少1、并且优选至多100、更优选至多75、甚至更优选至多50并且最优选至多40。
低共熔剂与水之间的摩尔比是至少0.01。优选地,比率是至少0.05、更优选至少0.1、甚至更优选至少0.2、甚至更优选至少0.5并且最优选至少1、并且优选至多100、更优选至多75、甚至更优选至多50并且最优选至多40。
当内酰胺是2种或更多种内酰胺的组合时,内酰胺与水之间的摩尔比是至少0.01。优选地,比率是至少0.05、更优选至少0.1、甚至更优选至少0.2、甚至更优选至少0.5并且最优选至少1、并且优选至多100、更优选至多75、甚至更优选至多50并且最优选至多40。
当内酰胺是2种或更多种内酰胺的组合时,低共熔剂与水之间的摩尔比是至少0.01。优选地,比率是至少0.05、更优选至少0.1、甚至更优选至少0.2、甚至更优选至少0.5并且最优选至少1、并且优选至多100、更优选至多75、甚至更优选至多50并且最优选至多40。
在本发明的一个实施方案中,低共熔剂是水。在又一个实施方案中,低共熔组合物包含内酰胺和水。内酰胺可以与以上所指示的相同。本发明人惊讶地发现,内酰胺和水可以形成低共熔组合物,与内酰胺和水的各自熔点相比,这导致所得低共熔组合物的熔融温度降低。观察到内酰胺和水的低共熔组合物在低于0℃、甚至低至-10℃的温度下是液体。这些低共熔组合物能够溶解亲水组分和疏水组分两者。针对包含内酰胺和低共熔剂的低共熔组合物所提及的优点通常也适用于包含内酰胺和水的低共熔组合物。
内酰胺与水之间的摩尔比是至少0.01。优选地,比率是至少0.05、更优选至少0.1、甚至更优选至少0.2、甚至更优选至少0.5并且最优选至少1、并且优选至多100、更优选至多75、甚至更优选至多50、甚至更优选至多40、甚至更优选至多20、甚至更优选至多10并且最优选至多5。
本发明的低共熔组合物包含基于低共熔组合物的总重量至多90重量%(wt%)的量的内酰胺。优选地,内酰胺以基于低共熔组合物的总重量至多85wt%、更优选至多80wt%、甚至更优选至多75wt%、甚至更优选至多70wt%、甚至更优选至多60wt%并且甚至最优选至多50wt%、并且优选至少1wt%、更优选至少2wt%、甚至更优选至少5wt%、甚至更优选至少10wt%、甚至更优选至少15wt%、甚至更优选至少20wt%并且最优选至少25wt%的量存在。在一个优选的实施方案中,本发明的低共熔组合物包含至少15wt%并且至多75wt%的量的水。这些低共熔组合物通常具有比包含在指示范围之外的量的水的低共熔组合物更低的熔点。同样在低于15wt%的量下,内酰胺诸如ε-己内酰胺可以在低于0℃的温度下至少部分固化。此外,高于75wt%的水量可能引起组合物中的水在低于0℃的温度下冻结。
本发明的低共熔组合物包含基于低共熔组合物的总重量至少10重量%(wt%)的量的水。优选地,水以基于低共熔组合物的总重量至少15wt%、更优选至少20wt%、甚至更优选至少25wt%、甚至更优选至少30wt%、甚至更优选至少40wt%并且甚至最优选至少50wt%、并且优选至多99wt%、更优选至多98wt%、甚至更优选至多95wt%、甚至更优选至多90wt%、甚至更优选至多85wt%、甚至更优选至多80wt%并且最优选至多75wt%的量存在。
在一个实施方案中,本发明的低共熔组合物进一步包含第二低共熔剂。第二低共熔剂可以与上面指示的低共熔剂相同。
在又一个实施方案中,本发明的低共熔组合物包含基于低共熔组合物的总重量至多85重量%(wt%)的量的第二低共熔剂。优选地,低共熔剂以基于低共熔组合物的总重量至多70wt%、更优选至多60wt%、甚至更优选至多50wt%、甚至更优选至多40wt%并且最优选至多30wt%、并且优选至少1wt%、更优选至少2wt%、甚至更优选至少5wt%并且最优选至少10wt%的量存在。
在一个实施方案中,低共熔组合物进一步包含氢氧化物盐。此类氢氧化物盐的例子包括碱金属氢氧化物,诸如氢氧化钾和氢氧化钠。在这些氢氧化物盐中,氢氧化钾和氢氧化钠是优选的。此类氢氧化物盐的添加通常引起内酰胺转化为内酰胺盐(lactamate)。此类内酰胺盐通常具有内酰胺在本发明低共熔组合物中具有的所有优点。包含内酰胺盐的组合物通常具有改善的导电性、改善的清洁能力以及与阳离子、特别是金属离子结合的能力。在聚合物诸如PET的清洁中,污染物通常更容易和更快地被去除,而PET或聚合物的特性不改变。在其中使用氢氧化物盐的常规方法中,聚合物、特别是PET至少部分水解,使聚合物的品质更低并且使再循环的循环次数受到限制。
本发明的低共熔组合物包含基于低共熔组合物的总重量至多90重量%(wt%)的量的氢氧化物盐。优选地,氢氧化物盐以基于低共熔组合物的总重量至多85wt%、更优选至多80wt%、甚至更优选至多75wt%、甚至更优选至多70wt%、甚至更优选至多60wt%并且甚至最优选至多50wt%、并且优选至少1wt%、更优选至少2wt%、甚至更优选至少5wt%、甚至更优选至少10wt%、甚至更优选至少15wt%、甚至更优选至少20wt%并且最优选至少25wt%的量存在。
内酰胺与氢氧化物盐之间的摩尔比是至少0.01。优选地,比率是至少0.05、更优选至少0.1、甚至更优选至少0.2、甚至更优选至少0.5并且最优选至少1、并且优选至多100、更优选至多75、甚至更优选至多50、甚至更优选至多40、甚至更优选至多20、甚至更优选至多10并且最优选至多5。对于过剩氢氧化物或更多碱性条件不是优选的应用,内酰胺与氢氧化物盐之间的摩尔比应是至少1。以此方式,氢氧化物被内酰胺完全消耗并且没有或少量残留氢氧化物保留在低共熔组合物中。
在一个实施方案中,本发明的再循环组合物进一步包含溶剂。另外的溶剂可以是本领域已知的可以适合用于再循环组合物的任何溶剂。当存在溶剂时,本发明的组合物可以展现出改善的清洁特性,例如更快的清洁和更彻底的清洁。此类溶剂的例子包括水;一元伯醇,诸如甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丁氧基乙醇、2-己氧基乙醇和苯甲醇;仲醇,诸如异丙醇和2-丁醇;多元伯醇,诸如3-甲基-1,5-戊二醇、三羟甲基丙烷、三乙醇胺、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和甘油;羧酸酯,诸如乳酸乙酯和乳酸丁酯;伯胺,诸如脲、三乙醇胺;环状酸酐,诸如柠康酸酐、马来酸酐和衣康酸酐;以及含苯基化合物,诸如苯乙烯、α-甲基苯乙烯和水杨酸。优选地,溶剂是一元伯醇或羧酸酯。更优选地,溶剂选自由以下项组成的组:甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丁氧基乙醇、2-己氧基乙醇、乳酸乙酯、乳酸丁酯和苯甲醇。甚至更优选地,溶剂选自由以下项组成的组:乙醇、2-丁氧基乙醇、2-己氧基乙醇、乳酸乙酯和苯甲醇。
在又一个实施方案中,本发明的再循环组合物包含基于化妆品清洁组合物的总重量至多30重量%(wt%)的量的溶剂。优选地,溶剂以基于再循环组合物的总重量至多25wt%、更优选至多20wt%、甚至更优选至多15wt%、甚至更优选至多10wt%并且最优选至多5wt%、并且优选至少0.1wt%、更优选至少0.2wt%、甚至更优选至少0.5wt%并且最优选至少1wt%的量存在。
本发明的组合物可以进一步包含再循环辅料。此类添加剂可以是本领域已知的并且可以适当地用于再循环组合物中的任何再循环辅料。此类辅料包括表面活性剂、消泡剂、缓冲剂、酸和碱,例如氢氧化钾或氢氧化钠水溶液。
在又一个实施方案中,本发明的再循环组合物包含基于再循环组合物的总重量至多30重量%(wt%)的量的再循环辅料。优选地,再循环辅料以基于再循环组合物的总重量至多25wt%、更优选至多20wt%、甚至更优选至多15wt%、甚至更优选至多10wt%并且最优选至多5wt%、并且优选至少0.1wt%、更优选至少0.2wt%、甚至更优选至少0.5wt%并且最优选至少1wt%的量存在。
再循环组合物的剩余部分可以由常用或不常用于再循环组合物中的其他组分构成。与内酰胺、低共熔剂和溶剂一起的其他组分加起来达到再循环组合物的总重量的100wt%。
废旧聚合物的再循环
本发明还涉及用于再循环废旧聚合物的方法,所述方法包括以下步骤:
(a)使废旧聚合物与再循环组合物接触,所述再循环组合物包含内酰胺和/或包含内酰胺和低共熔剂的低共熔组合物;
(b)任选地在步骤(a)之前、期间和/或之后将废旧聚合物切碎;
(c)任选地升高混合物的温度;
(d)从废旧聚合物中分离再循环组合物,所述再循环组合物包含至少一部分存在于废旧聚合物中的添加剂;以及
(e)在步骤(d)之前、期间和/或之后将所述再循环组合物和/或所述废旧聚合物冷却。本发明的方法允许将存在于废旧聚合物中的添加剂(诸如颜料和染料以及其他辅料)与聚合物本身分离。以此方式,获得清洁聚合物,其含有相当较少或甚至不含添加剂。这些经再循环的聚合物不需要用未用过的聚合物稀释或可以用少得多的未用过的聚合物稀释。用本发明方法获得的聚合物的商业价值高于当前经再循环的塑料的价值。此外,与当前经再循环的塑料相比,可能的用途的种类增加。
在一个实施方案中,添加剂是颜料和/或染料。在相对低的温度下,甚至在室温下,颜料和/或染料可以从废旧聚合物中去除,从而使废旧聚合物褪色。
在本申请的上下文中,术语“废旧聚合物(used polymer)”或“废旧塑料”是指已被使用并且服务于其目的的塑料材料。这种塑料材料可以是在使用后回收的(例如,塑料瓶)或可以在收集的垃圾中找到(例如,包装)。“未用过的塑料”或“未用过的聚合物”意指以前从未加工过并且有待第一次用于其应用的由其单体(例如,源自石油化工原料,诸如原油或天然气)生产的聚合物。适用于本发明方法的废旧聚合物可以是本领域已知的符合再循环的任何聚合物。聚合物可以是均聚物(由一种单体构成)、杂聚物/共聚物(由两种或更多种单体构成)或嵌段共聚物(由两种或更多种不同的聚合单元构成)。合适的聚合物的例子是聚烯烃,诸如聚乙烯和聚丙烯以及接枝聚烯烃;乙烯基聚合物,诸如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯或聚偏二氟乙烯,以及两种或多种聚合物的共混物。优选的聚合物是聚烯烃、乙烯基聚合物、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚氨酯、聚环氧化物、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯乙酸酯、聚醚、聚硫醚或聚四氟乙烯
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在本发明的又一个实施方案中,聚合物是热塑性聚合物。热塑性聚合物的例子包括聚乙烯、聚丙烯、接枝聚烯烃和聚苯乙烯;聚酯,诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN);可生物降解聚酯,诸如聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)和聚(乙交酯-共-丙交酯)(PGLA);聚酰胺,诸如尼龙6、尼龙1,6和尼龙6,6;缩醛(共)聚合物,诸如聚甲醛(POM);橡胶,诸如天然橡胶(NR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、聚异戊二烯(IR)、聚丁二烯(BR)、聚异丁烯(IIR)、卤化聚异丁烯、丁二烯腈橡胶(NBR)、氢化丁二烯腈(HNBR)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)和类似的苯乙烯嵌段共聚物、聚(表氯醇)橡胶(CO、ECO、GPO)、硅橡胶(Q)、氯丁二烯橡胶(CR)、乙烯丙烯橡胶(EPM)、乙烯丙烯二烯橡胶(EPDM)、聚硫橡胶(T)、氟橡胶(FKM)、乙烷-乙酸乙烯酯橡胶(EVA)、聚丙烯酸橡胶(ACM)、聚降冰片烯(PNR);聚氨酯(AU/EU)和聚酯/醚热塑性弹性体。优选的聚合物是聚烯烃、聚酯和可生物降解聚酯。更优选的是聚乙烯、聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯。
特别优选的是通过聚合至少一种烯键式(ethylenically)不饱和单体获得的聚合物或共聚物。此类聚合物包括本领域技术人员已知的聚烯烃和改性聚烯烃。聚烯烃或改性聚烯烃可以是均聚物或共聚物、接枝聚合物的三聚物。此类(改性)聚烯烃的例子包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯和乙烯-丙烯橡胶、丙烯-丁烯共聚物、乙烯-氯乙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(AAS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、乙烯-丙烯酸酯共聚物、氯乙烯-丙烯共聚物、马来酸酐接枝的聚烯烃、马来酸酐接枝的聚烯烃及其混合物。更优选的聚烯烃是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚氯乙烯。
聚乙烯的合适例子是高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、直链低密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯。基于乙烯的共聚物的其他例子包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-乙酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)和乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)。
在本发明的一个实施方案中,废旧聚合物以基于废旧聚合物和再循环组合物的总重量至少10重量%(wt%)的量用于所述方法。优选地,聚合物以基于废旧聚合物和再循环组合物的总重量至少20wt%、更优选至少30wt%、甚至更优选至少35wt%并且最优选至少40wt%、并且优选至多99wt%、更优选至多95wt%、甚至更优选至多90wt%、甚至更优选至多85wt%、甚至更优选至多80wt%并且最优选至多75wt%的量存在。
本发明的废旧聚合物可以包含常用于含聚合物组合物中的添加剂,包括颜料和染料、热稳定剂、抗氧化剂、填料(诸如羟磷灰石、二氧化硅、炭黑、玻璃纤维和其他无机材料)、阻燃剂、成核剂、抗冲改性剂、增塑剂、流变改性剂、交联剂、防气剂、表面活性剂、流动控制剂、紫外线(UV)稳定剂、粘附增强促进剂、蜡、消光剂、消泡剂和固化催化剂。颜料和染料的例子包括金属氧化物,例如氧化铁、氧化锌;和金属氢氧化物;金属硫化物、金属硫酸盐、金属碳酸盐(诸如碳酸钙);炭黑、瓷土、酞菁蓝和酞菁绿、有机红和其他有机染料。
添加剂是任选的并且可以根据需要以希望的量选择。本发明的废旧聚合物可以包含基于废旧聚合物的总重量至多30重量%(wt%)的量的添加剂。优选地,添加剂以基于废旧聚合物的总重量至多25wt%、更优选至多20wt%、甚至更优选至多15wt%并且最优选至多30wt%、并且优选至少1wt%、更优选至少2wt%、甚至更优选至少5wt%并且最优选至少10wt%的量存在。
剩余部分的废旧聚合物可以由常用于聚合物中的其他组分构成。与聚合物和添加剂一起的其他组分加起来达到废旧聚合物的总重量的100wt%。
再循环组合物可以是上述任何组合物。在本发明的一个实施方案中,再循环组合物以基于废旧聚合物和再循环组合物的总重量至多90重量%(wt%)的量用于所述方法。优选地,再循环组合物以基于废旧聚合物和再循环组合物的总重量至多80wt%、更优选至多70wt%、甚至更优选至多65wt%并且最优选至多60wt%、并且优选至少1wt%、更优选至少5wt%、甚至更优选至少10wt%、甚至更优选至少15wt%、甚至更优选至少20wt%、并且最优选至少25wt%的量存在。
在本发明方法的步骤(a)中,使废旧聚合物与再循环组合物接触以获得混合物。可以将再循环组合物与废旧聚合物一次性混合或间歇地以多个部分混合。可替代地,可以将废旧聚合物与再循环组合物一次性混合或间歇地以多个部分混合。优选地,将废旧聚合物与再循环组合物混合,同时机械搅拌混合物。
本发明的方法包括以下步骤:任选地在步骤(a)之前、期间和/或之后将废旧聚合物切碎。术语“粉碎”是指将废旧聚合物机械粉碎成小(更小)的碎片(例如,cm尺寸的碎片)。此类切碎过程在本领域中是众所周知的,并且已经以商业规模用于当前的再循环程序。在切碎废旧聚合物后,切碎的聚合物碎片可以更容易地被再循环组合物接近,并且可以更有效地从废旧聚合物去除添加剂。废旧聚合物的溶解速率也可以提高。所述方法的步骤(b)可以增加过程的速度并且因此可以缩短再循环加工时间。可以在废旧聚合物与再循环组合物接触之前进行切碎步骤。还设想在开始切碎步骤之前首先使废旧聚合物与再循环组合物的一部分接触,此后添加再循环组合物的其余部分。还可以在再循环组合物与废旧聚合物混合后进行切碎步骤(b)。
本发明的方法包括以下步骤:任选地升高在步骤(a)或(b)中获得的废旧聚合物和再循环组合物的混合物的温度。混合物的温度可以升高至低于废旧聚合物的玻璃化温度的温度。在此温度下,添加剂通常更快地溶解,同时聚合物维持其固体形式。温度也可以升高至高于聚合物自身溶解的温度。优选地,步骤(c)的温度升高至高于聚合物的玻璃化温度。在一个实施方案中,混合物的温度是至少20℃、优选至少30℃、更优选至少40℃、甚至更优选至少50℃、甚至更优选至少80℃并且最优选至少100℃、并且优选至多230℃、更优选至多200℃、甚至更优选至多180℃并且最优选至多150℃。
在本发明方法的步骤(d)中,将包含存在于废旧聚合物中的添加剂的至少一部分的再循环组合物与废旧聚合物分离。当废旧聚合物暴露于再循环组合物时,可以从废旧聚合物提取添加剂如颜料和染料并且溶解在再循环组合物中。可以使用本领域技术人员众所周知的常规分离技术,诸如倾析或过滤,将液体与固体废旧聚合物分离。当温度升高至高于聚合物的玻璃化转变温度时,聚合物通常也溶解在再循环组合物中。然后可以通过以下方式分离聚合物:将温度降低至低于玻璃化转变温度直到聚合物固化(并且优选高于任何一种添加剂沉积的温度),并且随后用已知的分离技术从固化的聚合物去除包含溶解在其中的添加剂的液体。优选地,将步骤(e)的温度降低至低于聚合物的玻璃化温度。在一个实施方案中,混合物的温度是至多80℃、优选至多70℃、更优选至多60℃、甚至更优选至多50℃、甚至更优选至多40℃并且最优选至多30℃、并且优选至少0℃、更优选至少5℃、甚至更优选至少10℃并且最优选至少15℃。
在所述方法的进一步步骤中,可以使用常规分离技术获得添加剂。将温度降低至低于0℃(或甚至更低的温度)能够沉积一些或全部添加剂。添加剂可以重复用于聚合物材料或任何其他合适的用途。另外,再循环组合物可以重复用于本发明的方法。
本发明还涉及用本发明方法获得的经再循环的聚合物。
层压基材的剥离
本发明还涉及用于从层压基材剥离至少一个聚合物层的方法,其包括以下步骤:
(a)使层压基材与再循环组合物接触,所述再循环组合物包含内酰胺和/或包含内酰胺和低共熔剂的低共熔组合物;
(b)任选地在步骤(a)之前、期间和/或之后将层压基材切碎;
(c)任选地升高混合物的温度;
(d)将至少一个聚合物层与基材分离;
(e)任选地将再循环组合物与基材分离,所述再循环组合物包含存在于层压基材中的聚合物和/或添加剂中的至少一部分;以及
(f)在步骤(d)之前、期间和/或之后将再循环组合物和/或基材冷却。
本发明的再循环组合物能够剥离层压基材,于是获得不再连接的分离的单独层。“层压基材”意指包含至少两个不同材料层的材料,并且其中至少一个层是聚合物层。层压基材可以包含三个或四个层并且甚至可以含有1000个层。层压基材可以具有两种或更多种不同材料的多个层。层压基材可以包含两个或更多个聚合物层,所述聚合物层是一个堆叠在另一个上的约束层。此类层压基材的例子包括瓶、食品包装、医疗包装、垃圾袋和血袋。层压基材还可以包含至少一个金属层和至少一个聚合物层。包含金属层的此类层压基材的例子包括金属-聚合物层压制品、食品包装和汽车镀覆材料。层压基材可以进一步包含至少一个纸层和至少一个聚合物层。此类层压基材的例子包括瓦楞纤维板、层压纸以及饮品和食品包装。在本申请的上下文中,措辞“剥离(delaminate)”或“剥离(delaminating)”是指将层压基材中的约束层分裂的过程。
用本发明的方法,可以容易地从层压基材上去除聚合物层,而不在基材上留下任何聚合物材料和/或胶水。从暴露于本发明方法的包含铝片材和聚合物层的层压基材,可以释放聚合物层并且留下清洁的铝片材。此清洁的铝片材可以重复使用。还可以获得可以重复使用的聚合物层。
适用于本发明方法的层压基材中的聚合物层可以由本领域已知的符合用于层压基材的任何聚合物制成。聚合物可以是均聚物(由一种单体构成)、杂聚物/共聚物(由两种或更多种单体构成)或嵌段共聚物(由两种或更多种不同的聚合单元构成)。合适的聚合物的例子是聚烯烃,诸如聚乙烯和聚丙烯以及接枝聚烯烃;乙烯基聚合物,诸如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯或聚偏二氟乙烯,以及两种或多种聚合物的共混物。优选的聚合物是聚烯烃、乙烯基聚合物、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚氨酯、聚环氧化物、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯乙酸酯、聚醚、聚硫醚或聚四氟乙烯。
在本发明的又一个实施方案中,聚合物是热塑性聚合物。热塑性聚合物的例子包括聚乙烯、聚丙烯、接枝聚烯烃和聚苯乙烯;聚酯,诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN);可生物降解聚酯,诸如聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)和聚(乙交酯-共-丙交酯)(PGLA);聚酰胺,诸如尼龙6、尼龙1,6和尼龙6,6;缩醛(共)聚合物,诸如聚甲醛(POM);橡胶,诸如天然橡胶(NR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、聚异戊二烯(IR)、聚丁二烯(BR)、聚异丁烯(IIR)、卤化聚异丁烯、丁二烯腈橡胶(NBR)、氢化丁二烯腈(HNBR)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)和类似的苯乙烯嵌段共聚物、聚(表氯醇)橡胶(CO、ECO、GPO)、硅橡胶(Q)、氯丁二烯橡胶(CR)、乙烯丙烯橡胶(EPM)、乙烯丙烯二烯橡胶(EPDM)、聚硫橡胶(T)、氟橡胶(FKM)、乙烷-乙酸乙烯酯橡胶(EVA)、聚丙烯酸橡胶(ACM)、聚降冰片烯(PNR);聚氨酯(AU/EU)和聚酯/醚热塑性弹性体。优选的聚合物是聚烯烃、聚酯和可生物降解聚酯。更优选的是聚乙烯、聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯。
特别优选的是通过聚合至少一种烯键式不饱和单体获得的聚合物或共聚物。此类聚合物包括本领域技术人员已知的聚烯烃和改性聚烯烃。聚烯烃或改性聚烯烃可以是均聚物或共聚物、接枝聚合物的三聚物。此类(改性)聚烯烃的例子包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯和乙烯-丙烯橡胶、丙烯-丁烯共聚物、乙烯-氯乙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(AAS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、乙烯-丙烯酸酯共聚物、氯乙烯-丙烯共聚物、马来酸酐接枝的聚烯烃、马来酸酐接枝的聚烯烃及其混合物。更优选的聚烯烃是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚氯乙烯。
聚乙烯的合适例子是高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、直链低密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯。基于乙烯的共聚物的其他例子包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-乙酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)和乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)。
在本发明的一个实施方案中,层压基材以基于层压基材和再循环组合物的总重量至少10重量%(wt%)的量用于所述方法。优选地,层压基材以基于层压基材和再循环组合物的总重量至少20wt%、更优选至少30wt%、甚至更优选至少35wt%并且最优选至少40wt%、并且优选至多99wt%、更优选至多95wt%、甚至更优选至多90wt%、甚至更优选至多85wt%、甚至更优选至多80wt%、并且最优选至多75wt%的量存在。
在本发明的一个实施方案中,层压基材的聚合物以基于聚合物和再循环组合物的总重量至少10重量%(wt%)的量用于所述方法。优选地,聚合物以基于聚合物和再循环组合物的总重量至少20wt%、更优选至少30wt%、甚至更优选至少35wt%并且最优选至少40wt%、并且优选至多99wt%、更优选至多95wt%、甚至更优选至多90wt%、甚至更优选至多85wt%、甚至更优选至多80wt%、并且最优选至多75wt%的量存在。
本发明的层压基材中的聚合物可以包含常用于含聚合物组合物中的添加剂,包括颜料和染料、热稳定剂、抗氧化剂、填料(诸如羟磷灰石、二氧化硅、炭黑、玻璃纤维和其他无机材料)、阻燃剂、成核剂、抗冲改性剂、增塑剂、流变改性剂、交联剂、防气剂、表面活性剂、流动控制剂、紫外线(UV)稳定剂、粘附增强促进剂、蜡、消光剂、消泡剂和固化催化剂。颜料和染料的例子包括金属氧化物,如氧化铁、氧化锌和;金属氢氧化物;金属硫化物、金属硫酸盐、金属碳酸盐(诸如碳酸钙);炭黑、瓷土、酞菁蓝和酞菁绿、有机红和其他有机染料。
添加剂是任选的并且可以根据需要以希望的量选择。本发明的层压基材聚合物可以包含基于废旧聚合物的总重量至多30重量%(wt%)的量的添加剂。优选地,添加剂以基于层压基材的总重量至多25wt%、更优选至多20wt%、甚至更优选至多15wt%并且最优选至多30wt%、并且优选至少1wt%、更优选至少2wt%、甚至更优选至少5wt%并且最优选至少10wt%的量存在。
可替代地和另外地,本发明的层压基材的聚合物可以包含基于聚合物的总重量至多30重量%(wt%)的量的添加剂。优选地,添加剂以基于聚合物的总重量至多25wt%、更优选至多20wt%、甚至更优选至多15wt%并且最优选至多30wt%、并且优选至少1wt%、更优选至少2wt%、甚至更优选至少5wt%并且最优选至少10wt%的量存在。层压基材中剩余部分的聚合物可以由常用于聚合物中的其他组分构成。与聚合物和添加剂一起的其他组分加起来达到聚合物的总重量的100wt%。另外,剩余部分的层压基材可以由常用于层压基材中的其他组分构成。与层压基材、聚合物和添加剂一起的其他组分加起来达到层压基材的总重量的100wt%。
再循环组合物可以是上述任何组合物。在本发明的一个实施方案中,再循环组合物以基于层压基材和再循环组合物的总重量至多90重量%(wt%)的量用于所述方法。优选地,再循环组合物以基于层压基材和再循环组合物的总重量至多80wt%、更优选至多70wt%、甚至更优选至多65wt%并且最优选至多60wt%、并且优选至少1wt%、更优选至少5wt%、甚至更优选至少10wt%、甚至更优选至少15wt%、甚至更优选至少20wt%、并且最优选至少25wt%的量存在。
在本发明的一个实施方案中,再循环组合物以基于层压基材的聚合物和再循环组合物的总重量至多90重量%的量用于所述方法。优选地,再循环组合物以基于聚合物和再循环组合物的总重量至多80wt%、更优选至多70wt%、甚至更优选至多65wt%并且最优选至多60wt%、并且优选至少1wt%、更优选至少5wt%、甚至更优选至少10wt%、甚至更优选至少15wt%、甚至更优选至少20wt%、并且最优选至少25wt%的量存在。
在本发明方法的步骤(a)中,使层压基材与再循环组合物接触以获得混合物。可以将再循环组合物与层压基材一次性混合或间歇地以多个部分混合。可替代地,可以将层压基材与再循环组合物一次性混合或间歇地以多个部分混合。优选地,将层压基材与再循环组合物混合,同时机械搅拌混合物。
本发明的方法包括以下步骤:任选地在步骤(a)之前、期间和/或之后将层压基材切碎。此类切碎过程在本领域中是众所周知的,并且已经以商业规模用于当前的再循环程序。在切碎层压基材后,切碎的层压基材碎片可以更容易地被再循环组合物接近,并且可以更容易地将层压基材中的各层剥离。此外,可以更有效地从废旧聚合物去除添加剂。层压基材中的聚合物的溶解速率也可以提高。所述方法的步骤(b)可以增加过程的速度并且因此可以缩短再循环加工时间。可以在层压基材与再循环组合物接触之前进行切碎步骤。还设想在开始切碎步骤之前首先使层压基材与再循环组合物的一部分接触,此后添加再循环组合物的其余部分。还可以在再循环组合物与层压基材混合后进行切碎步骤(b)。
本发明的方法包括以下步骤:任选地升高在步骤(a)或(b)中获得的层压基材和再循环组合物的混合物的温度。混合物的温度可以升高至低于层压基材中的聚合物的玻璃化温度的温度。在此温度下,剥离通常发生得更快。此外,聚合物中的添加剂通常更快地溶解,同时维持聚合物呈其固体形式。温度也可以升高至高于聚合物自身溶解的温度。优选地,步骤(c)的温度升高至高于聚合物的玻璃化温度。在一个实施方案中,混合物的温度是至少20℃、优选至少30℃、更优选至少40℃、甚至更优选至少50℃、甚至更优选至少80℃并且最优选至少100℃、并且优选至多230℃、更优选至多200℃、甚至更优选至多180℃并且最优选至多150℃。
在本发明方法的步骤(d)中,将包含存在于层压基材中的聚合物和/或添加剂的至少一部分的再循环组合物与基材分离。术语“基材”是指将至少一个聚合物层从层压基材上剥离之后的产物。此术语还包括多个层已被去除/剥离的产物,例如当层压基材(即,金属基材)被剥离后仅留下金属层时。当层压基材暴露于再循环组合物时,至少一个聚合物层从层压基材剥离,聚合物层可以呈其固体形式,或者当温度升高至高于聚合物的玻璃化温度时,聚合物溶解在再循环组合物中。另外,可以从层压基材中的聚合物提取添加剂如颜料和染料并且溶解在再循环组合物中。当层压基材由至少两种不同聚合物的层构成时,剥离相应的聚合物层以获得单独的分离的聚合物层能够使用常规技术(例如,利用聚合物的密度差异)分离这些聚合物层。混合物的温度可以升高至高于第一聚合物的玻璃化转变温度并且低于第二聚合物的玻璃化转变温度,同时第一聚合物溶解在再循环组合物中。以此方式,可以通过使用常规技术(例如,倾析和/或过滤)从固体第二聚合物去除具有溶解的聚合物的液体来分离聚合物。当层压基材由至少一个聚合物层和至少一个金属层和/或纸层构成时,从金属或纸基材剥离聚合物层还可以允许使用常规技术(例如,利用材料的密度差异)将聚合物层与金属或纸基材分离。当选择温度使得从层压基材剥离的聚合物层溶解在再循环组合物中时,可以使用本领域技术人员众所周知的常规分离技术诸如倾析或过滤将液体与固体基材分离。然后可以通过以下方式分离聚合物:将液体的温度降低至低于玻璃化转变温度直到聚合物固化(并且优选高于任何一种添加剂沉积的温度),并且随后用已知的分离技术从固化的聚合物去除包含溶解在其中的添加剂的液体。优选地,将步骤(e)的温度降低至低于聚合物的玻璃化温度。在一个实施方案中,混合物的温度是至多80℃、优选至多70℃、更优选至多60℃、甚至更优选至多50℃、甚至更优选至多40℃并且最优选至多30℃、并且优选至少0℃、更优选至少5℃、甚至更优选至少10℃并且最优选至少15℃。
在所述方法的进一步步骤中,可以使用常规分离技术获得添加剂。将温度降低至低于0℃(或甚至更低的温度)能够沉积一些或全部添加剂。添加剂可以重复用于聚合物材料或任何其他合适的用途。另外,再循环组合物可以重复用于本发明的方法。
本发明还涉及用本发明方法获得的经再循环的聚合物。
两种或更多种聚合物的分离
本发明还涉及用于分离第一废旧聚合物和第二废旧聚合物的方法,其包括以下步骤:
(a)使第一废旧聚合物和第二废旧聚合物与再循环组合物接触,所述再循环组合物包含内酰胺和/或包含内酰胺和低共熔剂的低共熔组合物;
(b)任选地在步骤(a)之前、期间和/或之后将第一废旧聚合物和/或第二废旧聚合物切碎;
(c)任选地升高混合物的温度;
(d)将所述再循环组合物与废旧聚合物分离,所述再循环组合物包含存在于第一废旧聚合物和/或第二废旧聚合物中的添加剂的至少一部分;以及
(e)在步骤(d)之前、期间和/或之后将所述再循环组合物和/或第一废旧聚合物和/或第二废旧聚合物冷却至低于第一废旧聚合物或第二废旧聚合物的最高玻璃化温度。本发明的方法能够分离和再循环至少两种不同的聚合物,即第一废旧聚合物和第二废旧聚合物。与使用当前的再循环方法获得的聚合物相比,如此获得的聚合物具有相对高的品质。这些经再循环的聚合物不需要用未用过的聚合物稀释或可以用少得多的未用过的聚合物稀释。用本发明方法获得的聚合物的商业价值高于当前经再循环的塑料的价值。此外,与当前经再循环的塑料相比,可能用途的种类增加。
在一个实施方案中,添加剂是颜料和/或染料。在相对低的温度下,甚至在室温下,颜料和/或染料可以从废旧聚合物中去除,从而使废旧聚合物褪色。
适用于本发明方法的第一废旧聚合物和第二废旧聚合物可以是本领域已知的符合再循环的任何聚合物。第一废旧聚合物不同于第二废旧聚合物。第一废旧聚合物和/或第二废旧聚合物可以都是热塑性塑料,或者一种可以是热塑性塑料而第二种可以是热固性聚合物。当一种废旧聚合物是热固性聚合物时,可以再循环另一种热塑性聚合物,否则由于热固性聚合物通常不能被再循环而将使其损失掉。聚合物可以是均聚物(由一种单体构成)、杂聚物/共聚物(由两种或更多种单体构成)或嵌段共聚物(由两种或更多种不同的聚合单元构成)。合适的聚合物的例子是聚烯烃,诸如聚乙烯和聚丙烯以及接枝聚烯烃;乙烯基聚合物,诸如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯或聚偏二氟乙烯,以及两种或多种聚合物的共混物。优选的聚合物是聚烯烃、乙烯基聚合物、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚氨酯、聚环氧化物、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯乙酸酯、聚醚、聚硫醚或聚四氟乙烯。
在本发明的又一个实施方案中,第一废旧聚合物和/或第二废旧聚合物是热塑性聚合物。热塑性聚合物的例子包括聚乙烯、聚丙烯、接枝聚烯烃和聚苯乙烯;聚酯,诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN);可生物降解聚酯,诸如聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)和聚(乙交酯-共-丙交酯)(PGLA);聚酰胺,诸如尼龙6、尼龙1,6和尼龙6,6;缩醛(共)聚合物,诸如聚甲醛(POM);橡胶,诸如天然橡胶(NR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、聚异戊二烯(IR)、聚丁二烯(BR)、聚异丁烯(IIR)、卤化聚异丁烯、丁二烯腈橡胶(NBR)、氢化丁二烯腈(HNBR)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)和类似的苯乙烯嵌段共聚物、聚(表氯醇)橡胶(CO、ECO、GPO)、硅橡胶(Q)、氯丁二烯橡胶(CR)、乙烯丙烯橡胶(EPM)、乙烯丙烯二烯橡胶(EPDM)、聚硫橡胶(T)、氟橡胶(FKM)、乙烷-乙酸乙烯酯橡胶(EVA)、聚丙烯酸橡胶(ACM)、聚降冰片烯(PNR);聚氨酯(AU/EU)和聚酯/醚热塑性弹性体。优选的聚合物是聚烯烃、聚酯和可生物降解聚酯。更优选的是聚乙烯、聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯。
特别优选的是通过聚合至少一种烯键式不饱和单体获得的聚合物或共聚物。此类聚合物包括本领域技术人员已知的聚烯烃和改性聚烯烃。聚烯烃或改性聚烯烃可以是均聚物或共聚物、接枝聚合物的三聚物。此类(改性)聚烯烃的例子包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯和乙烯-丙烯橡胶、丙烯-丁烯共聚物、乙烯-氯乙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(AAS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、乙烯-丙烯酸酯共聚物、氯乙烯-丙烯共聚物、马来酸酐接枝的聚烯烃、马来酸酐接枝的聚烯烃及其混合物。更优选的聚烯烃是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚氯乙烯。
聚乙烯的合适例子是高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、直链低密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯。基于乙烯的共聚物的其他例子包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-乙酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)和乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)。
在本发明的一个实施方案中,第一废旧聚合物和第二废旧聚合物以基于第一废旧聚合物和第二废旧聚合物以及再循环组合物的总重量至少10重量%(wt%)的量用于所述方法。优选地,第一废旧聚合物和第二废旧聚合物以基于第一废旧聚合物和第二废旧聚合物以及再循环组合物的总重量至少20wt%、更优选至少30wt%、甚至更优选至少35wt%并且最优选至少40wt%、并且优选至多99wt%、更优选至多95wt%、甚至更优选至多90wt%、甚至更优选至多85wt%、甚至更优选至多80wt%、并且最优选至多75wt%的量存在。
在本发明的一个实施方案中,第一废旧聚合物和第二废旧聚合物作为混合物呈现。在一个实施方案中,第一废旧聚合物以基于第一废旧聚合物和第二废旧聚合物的总重量至少10重量%(wt%)的量存在于混合物中。优选地,第一废旧聚合物以基于第一废旧聚合物和第二废旧聚合物的总重量至少20wt%、更优选至少30wt%、甚至更优选至少35wt%并且最优选至少40wt%、并且优选至多99wt%、更优选至多95wt%、甚至更优选至多90wt%、甚至更优选至多85wt%、甚至更优选至多80wt%、并且最优选至多75wt%的量存在。
在一个实施方案中,第二废旧聚合物以基于第一废旧聚合物和第二废旧聚合物的总重量至少10重量%(wt%)的量存在于混合物中。优选地,第二废旧聚合物以基于第一废旧聚合物和第二废旧聚合物的总重量至少20wt%、更优选至少30wt%、甚至更优选至少35wt%并且最优选至少40wt%、并且优选至多99wt%、更优选至多95wt%、甚至更优选至多90wt%、甚至更优选至多85wt%、甚至更优选至多80wt%、并且最优选至多75wt%的量存在。
本发明的第一废旧聚合物和/或第二废旧聚合物可以包含常用于含聚合物组合物中的添加剂,包括颜料和染料、热稳定剂、抗氧化剂、填料(诸如羟磷灰石、二氧化硅、炭黑、玻璃纤维和其他无机材料)、阻燃剂、成核剂、抗冲改性剂、增塑剂、流变改性剂、交联剂、防气剂、表面活性剂、流动控制剂、紫外线(UV)稳定剂、粘附增强促进剂、蜡、消光剂、消泡剂和固化催化剂。颜料和染料的例子包括金属氧化物,如氧化铁、氧化锌和;金属氢氧化物;金属硫化物、金属硫酸盐、金属碳酸盐(诸如碳酸钙);炭黑、瓷土、酞菁蓝和酞菁绿、有机红和其他有机染料。
添加剂是任选的并且可以根据需要以希望的量选择。本发明的第一废旧聚合物可以包含基于第一废旧聚合物的总重量至多30重量%(wt%)的量的添加剂。优选地,添加剂以基于第一废旧聚合物的总重量至多25wt%、更优选至多20wt%、甚至更优选至多15wt%并且最优选至多30wt%、并且优选至少1wt%、更优选至少2wt%、甚至更优选至少5wt%并且最优选至少10wt%的量存在。
在一个实施方案中,本发明的第二废旧聚合物可以包含基于第二废旧聚合物的总重量至多30重量%(wt%)的量的添加剂。优选地,添加剂以基于第二废旧聚合物的总重量至多25wt%、更优选至多20wt%、甚至更优选至多15wt%并且最优选至多30wt%、并且优选至少1wt%、更优选至少2wt%、甚至更优选至少5wt%并且最优选至少10wt%的量存在。
剩余部分的第一废旧聚合物可以由常用于聚合物中的其他组分构成。与聚合物和添加剂一起的其他组分加起来达到第一废旧聚合物的总重量的100wt%。剩余部分的第二废旧聚合物可以由常用于聚合物中的其他组分构成。与聚合物和添加剂一起的其他组分加起来达到第二废旧聚合物的总重量的100wt%。
再循环组合物可以是上述任何组合物。在本发明的一个实施方案中,再循环组合物以基于第一废旧聚合物和第二废旧聚合物以及再循环组合物的总重量至多90重量%(wt%)的量用于所述方法。优选地,再循环组合物以基于第一废旧聚合物和第二废旧聚合物以及再循环组合物的总重量至多80wt%、更优选至多70wt%、甚至更优选至多65wt%并且最优选至多60wt%、并且优选至少1wt%、更优选至少5wt%、甚至更优选至少10wt%、甚至更优选至少15wt%、甚至更优选至少20wt%、并且最优选至少25wt%的量存在。
在本发明方法的步骤(a)中,使第一废旧聚合物和第二废旧聚合物与再循环组合物接触以获得混合物。还设想废旧聚合物混合物可以含有其他废旧聚合物。可以将再循环组合物与第一废旧聚合物和第二废旧聚合物一次性混合或间歇地以多个部分混合。可替代地,可以将废旧聚合物与再循环组合物一次性混合或间歇地以多个部分混合。优选地,将第一废旧聚合物和第二废旧聚合物与再循环组合物混合,同时机械搅拌混合物。在一个实施方案中,第一废旧聚合物和第二废旧聚合物在与再循环组合物接触前作为混合物呈现。在实践中,第一聚合物和第二聚合物是从垃圾中收集的并且因此是混合在一起的。在进一步加工它们之前,本发明方法不需要分离。
本发明的方法包括以下步骤:任选地在步骤(a)之前、期间和/或之后将废旧聚合物切碎。在切碎第一废旧聚合物和第二废旧聚合物后,切碎的聚合物碎片可以更容易地被再循环组合物接近,并且可以更有效地从废旧聚合物去除添加剂。第一废旧聚合物和/或第二废旧聚合物的溶解速率也可以提高。所述方法的步骤(b)可以增加过程的速度并且因此可以缩短再循环加工时间。可以在第一废旧聚合物和第二废旧聚合物与再循环组合物接触之前进行切碎步骤。还设想在开始切碎步骤之前首先使第一废旧聚合物和第二废旧聚合物与再循环组合物的一部分接触,此后添加再循环组合物的其余部分。还可以在再循环组合物与第一废旧聚合物和第二废旧聚合物混合后进行切碎步骤(b)。
本发明的方法包括以下步骤:任选地升高在步骤(a)或(b)中获得的第一废旧聚合物和第二废旧聚合物以及再循环组合物的混合物的温度。混合物的温度可以升高至低于第一废旧聚合物和第二废旧聚合物的玻璃化温度的温度。在此温度下,添加剂通常更快地溶解,同时聚合物维持其固体形式。温度也可以升高至高于第一废旧聚合物自身溶解的温度。优选地,步骤(c)的温度升高至高于第一废旧聚合物的玻璃化温度并且低于第二废旧聚合物的玻璃化转变温度。以此方式,第二废旧聚合物保持为固体,而第一废旧聚合物溶解在再循环组合物中,这进而能够容易分离第一废旧聚合物和第二废旧聚合物。还设想将温度升高至高于第二废旧聚合物的玻璃化转变温度以便溶解第二废旧聚合物。以此方式,添加剂也可以更容易地从第二废旧聚合物去除。在一个实施方案中,混合物的温度是至少20℃、优选至少30℃、更优选至少40℃、甚至更优选至少50℃、甚至更优选至少80℃并且最优选至少100℃、并且优选至多230℃、更优选至多200℃、甚至更优选至多180℃并且最优选至多150℃。
在本发明方法的步骤(d)中,将包含存在于第一废旧聚合物和第二废旧聚合物中的添加剂的至少一部分的再循环组合物与第一废旧聚合物和第二废旧聚合物分离。当废旧聚合物暴露于再循环组合物时,可以从废旧聚合物提取添加剂如颜料和染料并且溶解在再循环组合物中。可以使用本领域技术人员众所周知的常规分离技术,诸如倾析或过滤,将液体与固体废旧聚合物分离。当温度升高至高于第一废旧聚合物的玻璃化转变温度并且低于第二废旧聚合物的玻璃化转变温度时,第一废旧聚合物通常溶解在再循环组合物中,而第二废旧聚合物保持为固体。然后可以使用常规分离技术诸如倾析和过滤来分离第一聚合物和第二聚合物。在这样的温度下,可以实现从第一废旧聚合物和第二废旧聚合物更快地提取添加剂和/或更快速地溶解第一废旧聚合物。随后可以通过以下方式将第一废旧聚合物与液体分离:将温度降低至低于玻璃化转变温度直到聚合物固化(并且优选高于任何一种添加剂沉积的温度),并且随后用已知的分离技术从固化的第一废旧聚合物去除包含溶解在其中的添加剂的液体。优选地,将步骤(e)的温度降低至低于第一废旧聚合物的玻璃化温度。在一个实施方案中,混合物的温度是至多80℃、优选至多70℃、更优选至多60℃、甚至更优选至多50℃、甚至更优选至多40℃并且最优选至多30℃、并且优选至少0℃、更优选至少5℃、甚至更优选至少10℃并且最优选至少15℃。
可替代地,所述方法的步骤(c)中的温度升高至高于第二废旧聚合物的玻璃化转变温度。在这样的温度下,第二废旧聚合物也可以与第一废旧聚合物一起溶解。这允许更快地提取添加剂以及更快地溶解第一废旧聚合物和第二废旧聚合物两者。随后,混合物的温度可以降低至低于第二废旧聚合物的玻璃化转变温度并且高于第一废旧聚合物的玻璃化转变温度以便固化第二废旧聚合物,同时第一废旧聚合物维持在溶液中。可以使用常规技术(例如,倾析和/或过滤)分离固化的第二废旧聚合物。可以将所得液体冷却至低于第一废旧聚合物的玻璃化转变温度以固化第一废旧聚合物,同时第一废旧聚合物和/或第二废旧聚合物的添加剂保持在溶液中。可以使用常规技术(例如,倾析和/或过滤)分离固化的第一废旧聚合物。
在所述方法的进一步步骤中,可以使用常规分离技术获得添加剂。将温度降低至低于0℃(或甚至更低的温度)能够沉积一些或全部添加剂。添加剂可以重复用于聚合物材料或任何其他合适的用途。另外,再循环组合物可以重复用于本发明的方法。
本发明还涉及用本发明方法获得的经再循环的第一聚合物。本发明还涉及用本发明方法获得的经再循环的第二聚合物。
从涂覆的基材去除固化的涂料
本发明还涉及用于从涂覆的基材去除涂料的方法,其包括以下步骤:
(a)使涂覆的基材与再循环组合物接触,所述再循环组合物包含内酰胺和/或包含内酰胺和低共熔剂的低共熔组合物;
(b)任选地在步骤(a)之前、期间和/或之后将涂覆的基材切碎;
(c)任选地升高混合物或涂覆的基材的温度;
(d)将固化的涂料组合物与基材分离。用本发明的方法,可以从涂覆的基材去除固化的涂料和/或油墨,特别是可以去除外漆层和内漆层两者。基材通常是清洁的,没有涂料残留,使基材适合重复使用。本发明的再循环组合物能够使粘附在基材上的涂料组合物与基材断连,以获得清洁的基材。固化的涂料组合物通常成块地从基材上脱落。所述过程相对温和并且通常不显著影响基材。由于固化的涂料在基材上的粘附通常相对较强,因此常规技术(即,烧掉涂料)非常苛刻并且通常在基材上留下残留物,当基材有待重复使用时这是不希望的,因为它将被碳残留物污染。当前的方法克服了所有这些问题。此外,所述再循环组合物通常是环保的。此外,本发明方法的能量消耗将显著小于在常规烧掉过程中消耗的能量。
基材上的涂料可以是本领域已知的任何涂料。通常,此类涂料是固化的。还设想固化的涂料组合物可以是多个涂层的结果,所述涂层包括来自湿碰湿(wet-on-wet)油墨过程的固化的涂料。在本申请的上下文中,术语“固化”或“固化的”是指通过聚合和/或交联使涂料组合物硬化的过程。此固化过程可以通过暴露于紫外线辐射、热(诸如通过红外辐射、通过微波辐射或通过加热(例如,在烘箱中))、电子束和化学添加剂来引发。本发明的涂料组合物优选通过暴露于紫外线辐射和热、优选通过热而固化。一些涂料组合物,例如装饰涂料组合物,可以在室温下固化。固化前的涂料组合物可以包含第一树脂。如技术人员将理解的,所述组合物可以进一步包含一种或多种其他树脂。
第一树脂可以是本领域已知的并且用于涂料组合物中的任何树脂。本发明的第一树脂可以是单体、低聚物或聚合物。第一树脂可以是醇酸树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚酯多元醇树脂、基于有机硅的树脂、酚醛树脂、基于氨基甲酸酯或基于异氰酸酯的树脂、氨基塑料和环氧树脂。醇酸树脂的例子包括干燥和非干燥醇酸树脂。聚丙烯酸酯树脂的例子包括衍生自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸乙酯、2-氯乙基乙烯基醚、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯、甲基丙烯酸3-羟丙酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯、甲基丙烯酸3-羟丙酯、丙烯酸羟基硬脂酯和甲基丙烯酸羟基硬脂酯中的一种或多种的聚合物。合适的单体氨基塑料的例子包括醛和甲脲、甘脲、苯脲、双氰胺、甲酰胍胺(formaguanamine)、乙酰胍胺(acetoguanamine)、三聚氰酸二酰胺(ammeline)、2-氯-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪、6-甲基-2,4-二氨基-1,3,5-三嗪、3,5-二氨基三唑、三氨基嘧啶、2-巯基-4,6-二氨基嘧啶、2,4,6-三乙基-三氨基-1,3,5-三嗪、1,3,5-三氨基苯和三聚氰胺的缩合产物。酚醛树脂的例子包括基于苯酚-甲醛的树脂,诸如酚醛清漆树脂和甲阶酚醛树脂。基于异氰酸酯的树脂的例子包括甲苯二异氰酸酯(TDI)、亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)、1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HMDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和4,4'-二异氰酸根合二环己基甲烷(H12MDI)。环氧树脂的例子包括双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、酚醛清漆环氧树脂、脂族环氧树脂、脂环族环氧树脂和缩水甘油胺环氧树脂。
在本发明的一个实施方案中,涂料组合物包含基于涂料组合物的总重量至少10重量%(wt%)的量的第一树脂。优选地,第一树脂以基于涂料组合物的总重量至少15wt%、更优选至少20wt%、甚至更优选至少30wt%、甚至更优选至少40wt%、甚至更优选至少50wt%并且最优选至少60wt%、并且优选至多95wt%、更优选至多90wt%、甚至更优选至多85wt%并且最优选至多80wt%的量存在。
在本发明的另一个实施方案中,涂料组合物包含基于涂料组合物的总重量至少15重量%(wt%)的量的固体。优选地,固体以基于涂料组合物的总重量至少20wt%、更优选至少30wt%、甚至更优选至少40et%、甚至更优选至少50wt%、并且最优选至少60wt%、并且优选至多95wt%、更优选至多90wt%、甚至更优选至多80wt%并且最优选至多75wt%的量存在。术语“固体”是本领域技术人员已知的,并且通常是指涂料组合物中的固体和/或非挥发性材料(例如,反应性稀释剂/溶剂);通常,固体包括树脂、颜料、染料、催化剂等,并且不包括在固化过程中蒸发的溶剂。固体的量也可以称为“固含量”。
剩余部分的涂料组合物可以由常用于涂料组合物中的其他组分构成。与第一树脂一起的其他组分加起来达到涂料组合物总重量的100wt%。
在本发明的一个实施方案中,本发明的涂料组合物可以进一步被溶剂稀释,以获得低于40wt%的固含量。对于某些应用,诸如极薄涂层的应用,这可以有保证。在这种情况下,本发明涂料组合物中的固含量可以是优选至多35wt%、更优选至多30wt%并且最优选至多25wt%、并且优选至少1wt%、更优选至少2wt%、甚至更优选至少5wt%、并且最优选至少10wt%。
可替代地,可以将具有较高固含量(高于50wt%)的涂料组合物在即将施加到基材之前用合适的溶剂和任选地添加剂稀释。可以根据需要使用稀释水平,并且技术人员完全能够以适当的方式稀释。
本发明的涂料组合物可以进一步包含溶剂。溶剂可以是本领域已知的任何合适的溶剂。优选的溶剂是包含能够与第一树脂反应的官能团的反应性溶剂。官能团可以是羟基、胺或硫醇。优选地,官能团是羟基或胺。反应性溶剂的例子包括醇,诸如甲醇、乙醇、二乙醇、氨基乙醇、二醇、正丙醇、异丙醇和乙硫醇、乙二醇、丙二醇和新戊二醇;以及胺,诸如甲基甲胺、乙醇胺、二甲胺、甲基乙醇胺、二苯胺、三甲胺、三苯胺和哌啶;以及丙烯酸酯,诸如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸乙酯、2-氯乙基乙烯基醚、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯、甲基丙烯酸3-羟丙酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯和甲基丙烯酸3-羟丙酯;以及水。
非反应性溶剂的例子包括Solvent
Figure BDA0003429819400000241
重苯、各种
Figure BDA0003429819400000242
等级、各种
Figure BDA0003429819400000243
等级和
Figure BDA0003429819400000244
各种石油溶剂油、矿物松节油、四氢化萘、萘烷、甲基乙基酮、丙酮和甲基正丙基酮。至少部分并且优选完全掺入固化的树脂中的非反应性溶剂是优选的。优选地,非反应性溶剂具有高于固化温度、优选高于250℃的沸点。本发明的涂料组合物可以包含反应性溶剂和非反应性溶剂、两种或更多种溶剂的组合,或两种或更多种反应性溶剂的组合。包含反应性溶剂和/或水的涂料组合物是优选的。
本发明的涂料组合物可以包含基于涂料组合物的总重量至多30重量%(wt%)的非反应性溶剂和/或反应性溶剂。优选地,非反应性溶剂和/或反应性溶剂以基于涂料组合物的总重量至多25wt%、更优选至多20wt%、甚至更优选至多15wt%并且最优选至多30wt%、并且优选至少1wt%、更优选至少2wt%、甚至更优选至少5wt%并且最优选至少10wt%的量存在。
在又一个实施方案中,本发明的涂料组合物可以包含基于涂料组合物的总重量至多85重量%(wt%)的量的水。优选地,水以基于涂料组合物的总重量至多70wt%、更优选至多60wt%、甚至更优选至多50wt%、甚至更优选至多40wt%并且最优选至多30wt%、并且优选至少1wt%、更优选至少2wt%、甚至更优选至少5wt%并且最优选至少10wt%的量存在。
所述涂料组合物可以进一步包含常用于涂料组合物中的添加剂,包括颜料和染料、表面活性剂、流动控制剂、触变剂、防气剂、润湿剂、紫外线稳定剂、粘附增强促进剂、蜡、填充剂、干燥稳定剂、干燥剂、消光剂、消泡剂和固化催化剂,包括氧化催化剂,诸如金属羧酸盐。添加剂可以是本领域已知的任何添加剂。颜料和染料的例子包括金属氧化物,如二氧化钛、氧化铁、氧化锌和氧化铬;金属氢氧化物;金属硫化物、金属硫酸盐、金属碳酸盐(诸如碳酸钙);炭黑、瓷土、酞菁蓝和酞菁绿、有机红和其他有机染料。本发明的涂料组合物可以增加颜料和染料的颜色强度。这可以导致所用颜料和/或染料的总量减少。固化催化剂优选是强酸。合适的固化催化剂的例子包括对甲苯磺酸、二甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、二壬基萘磺酸、二壬基萘二磺酸、氟硫酸、三氟甲磺酸、六氟锑酸盐化合物及其衍生的催化剂、磷酸和硫酸。紫外线稳定剂的例子包括二苯甲酮,诸如羟基十二烷基二苯甲酮、2,4-二羟基-3’,5’-二叔丁基二苯甲酮、2-羟基-4-丙烯酰氧基乙氧基二苯甲酮和2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮。
本发明的涂料组合物可以包含基于涂料组合物的总重量至多30重量%(wt%)的量的添加剂。优选地,添加剂以基于涂料组合物的总重量至多25wt%、更优选至多20wt%、甚至更优选至多15wt%并且最优选至多30wt%、并且优选至少1wt%、更优选至少2wt%、甚至更优选至少5wt%并且最优选至少10wt%的量存在。
此类涂料组合物可以施用于基材上并且随后固化。涂覆的基材可以根据需要进一步成形,例如成形为食品或饮料容器。
本发明的基材可以是本领域已知的任何基材。基材可以是多孔的或无孔的。合适的基材的例子包括金属,诸如铝、铝合金、钢、钢合金、锡、锡合金、锌、锌合金、铬和铬合金;玻璃,诸如熔融石英玻璃、铝硅酸盐玻璃、钠钙硅玻璃(soda-lime-silica glass)、硼硅酸盐玻璃和氧化铅玻璃;陶瓷,诸如瓷、骨瓷、氧化铝、氧化铈、氧化锆、碳化物、硼化物、氮化物和硅化物;塑料,诸如功能化聚乙烯(PE)、功能化聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)和尼龙;和木材。优选地,基材是金属,特别是铝。
涂覆的基材的例子包括食品和饮料罐、卷材涂料、汽车零件、桥、船和家用电器。
本发明的方法可以在专用工厂中进行,在所述工厂中可以带去涂覆的基材,例如在垃圾中找到的涂覆的基材,如苏打或啤酒罐。所述方法也可以在涂覆的基材所在的地方(例如,汽车修理厂或需要再次涂覆的桥)进行。
再循环组合物可以是上述任何组合物。在本发明的一个实施方案中,再循环组合物以基于涂覆的基材和再循环组合物的总重量至多90重量%(wt%)的量用于所述方法。优选地,再循环组合物以基于涂覆的基材和再循环组合物的总重量至多80wt%、更优选至多70wt%、甚至更优选至多65wt%并且最优选至多60wt%、并且优选至少1wt%、更优选至少5wt%、甚至更优选至少10wt%、甚至更优选至少15wt%、甚至更优选至少20wt%、并且最优选至少25wt%的量存在。
当再循环组合物施用于涂覆的基材时,再循环组合物的量是至少0.01g/cm2、优选至少0.1g/cm2、更优选至少0.2g/cm2、并且最优选至少0.5g/cm2、并且优选至多100g/cm2、更优选至多50g/cm2、甚至更优选至多20g/cm2、并且最优选至多10g/cm2
在本发明方法的步骤(a)中,使涂覆的基材与再循环组合物接触以获得混合物。可替代地,再循环组合物可以施用于涂覆的基材。可以将再循环组合物与涂覆的基材一次性或间歇地以多个部分接触和/或混合。可替代地,可以将涂覆的基材与再循环组合物一次性或间歇地以多个部分接触和/或混合。优选地,将涂覆的基材与再循环组合物混合,同时机械搅拌混合物。
本发明的方法包括以下步骤:任选地在步骤(a)之前、期间和/或之后将涂覆的基材切碎。此类切碎过程在本领域中是众所周知的,并且已经以商业规模用于当前的再循环程序。在切碎涂覆的基材后,切碎的涂覆的基材碎片可以更容易地被再循环组合物接近,并且可以更容易地将涂覆的基材中的固化的涂料剥离或脱离。所述方法的步骤(b)可以增加过程的速度并且因此可以缩短再循环加工时间。可以在涂覆的基材与再循环组合物接触之前进行切碎步骤。还设想在开始切碎步骤之前首先使涂覆的基材与再循环组合物的一部分接触,此后添加再循环组合物的其余部分。还可以在再循环组合物与涂覆的基材混合后进行切碎步骤(b)。当要仅去除固化的涂料(的一部分)而不改变基材(例如,桥和船)的物理外观时,将步骤(b)省略。
本发明的方法包括以下步骤:任选地升高在步骤(a)或(b)中获得的(任选地切碎的)涂覆的基材和再循环组合物的混合物的温度。在更高的温度下,涂料的渗透和/或涂料与基材的脱离进行得更快。在一个实施方案中,混合物的温度是至少20℃、优选至少30℃、更优选至少40℃、甚至更优选至少50℃、甚至更优选至少80℃并且最优选至少100℃、并且优选至多230℃、更优选至多200℃、甚至更优选至多180℃并且最优选至多150℃。
在再循环组合物施用于涂覆的基材的情况下,任选地升高温度以改善涂料的渗透效率和去除率。可以通过使用常规加热器加热基材本身或加热涂覆的基材来升高温度。在一个实施方案中,涂覆的基材的温度是至少20℃、优选至少30℃、更优选至少40℃、甚至更优选至少50℃、甚至更优选至少80℃并且最优选至少100℃、并且优选至多230℃、更优选至多200℃、甚至更优选至多180℃并且最优选至多150℃。
在本发明方法的步骤(d)中,将包含存在于涂覆的基材中的固化的涂料的至少一部分的再循环组合物与基材分离。在本发明方法的上下文中,术语“基材”是指在从涂覆的基材去除固化的涂料之后的产物。此术语还包括多个涂层已被去除/剥离的产物,例如当在涂层被全部去除后只剩下金属层(即,金属基材)时。可以通过简单地从基材上擦拭松散的固化的涂料来进行分离。可替代地,在混合物的情况下,可以使用常规技术(例如,利用材料的密度差异)进行分离。可以获得没有基材和固化的涂料的再循环组合物,使其适合重复使用,例如,用于本发明的方法。可以获得没有任何固化的涂料的基材,并且因此也可以重复使用。
本发明还涉及用本发明方法获得的经再循环的聚合物。
废旧纸的再循环
本发明还涉及用于再循环废旧纸的方法,其包括以下步骤:
(a)使废旧纸与再循环组合物接触,所述再循环组合物包含内酰胺和/或包含内酰胺和低共熔剂的低共熔组合物;
(b)任选地在步骤(a)之前、期间和/或之后将废旧纸切碎;
(c)任选地升高混合物的温度;
(d)将再循环组合物与废旧纤维素纤维分离,所述再循环组合物包含存在于废旧纸中的添加剂的至少一部分;以及
(e)在步骤(d)之前、期间和/或之后将再循环组合物和/或废旧纸冷却。
本发明的方法允许将存在于废旧纸中的添加剂(诸如颜料和染料以及其他辅料)与纤维素纤维本身分离。以此方式,获得清洁的纤维素纤维,其含有相当较少或甚至不含添加剂。这些经再循环的纤维素纤维不需要用未用过的纤维素纤维稀释或可以用少得多的未用过的纤维素纤维稀释。用本发明方法获得的纤维素纤维的商业价值高于当前经再循环的纸的价值。此外,与当前经再循环的纸相比,可能用途的种类增加。
在一个实施方案中,添加剂是颜料和/或染料。在相对低的温度下,甚至在室温下,颜料和/或染料可以从废旧纸中去除,从而使废旧纸褪色。
在本申请的上下文中,术语“废旧纸”是指已被使用并且服务于其目的的纸材料。这种纸料材料可以是在使用后回收的(例如,层压包装,如奶用卡纸)或可以在收集的垃圾中找到(例如,例如,纸标签和层压包装)。“废旧纤维素纤维”意指从废旧纸获得的纤维素纤维,其通常不含或含有少量常规用于纸中的添加剂,诸如SiO2和油墨。适用于本发明方法的废旧纸可以是本领域已知的符合再循环的任何纸。合适的纸的例子包括原纸、证券纸、建筑纸、盒纸板(container board)、瓦楞纸箱、瓦楞原纸、封面纸、信封纸、表单证券纸(formbond)、不含机械浆的纸(free sheet)、绝缘纸板(insulating board)、牛皮袋纸、牛皮包装纸、机械浆纸(mechanical paper)、报纸、餐巾纸、胶版纸、包装纸、纸板(如粗纸板(chipboard)、箱纸板、漂白纸板、挂面纸板和粘土涂覆的箱纸板);固体漂白图案纸(solidbleached bristol)、特种挤出纸、特种工业纸、巾纸(tissue)(如面巾纸(facial tissue)、纸巾(paper towel)和特种巾纸);和墙板。
在本发明的一个实施方案中,废旧纸以基于废旧纸和再循环组合物的总重量至少10重量%(wt%)的量用于所述方法。优选地,纸以基于废旧纸和再循环组合物的总重量至少20wt%、更优选至少30wt%、甚至更优选至少35wt%并且最优选至少40wt%、并且优选至多99wt%、更优选至多95wt%、甚至更优选至多90wt%、甚至更优选至多85wt%、甚至更优选至多80wt%并且最优选至多75wt%的量存在。
本发明的废旧纸可以包含常用于含纸组合物中的添加剂,包括颜料和染料、填料,诸如碳酸钙、二氧化钛、氢氧化镁和二氧化硅;增强剂,包括湿强度添加剂和干强度添加剂;光学增亮剂,诸如均二苯乙烯类,如4,4’-二氨基-2,2’-均二苯乙烯二磺酸(DADS);上浆剂,诸如烯基琥珀酸酐(ASA)和烷基烯酮二聚体(AKD);粘合剂,诸如羧甲基纤维素(CMC)、阳离子和阴离子羟乙基纤维素(EHEC)、改性淀粉、苯乙烯丁二烯胶乳、苯乙烯丙烯酸、糊精和氧化淀粉;保留剂,诸如聚乙烯亚胺和聚丙烯酰胺。颜料和染料的例子包括金属氧化物,如氧化铁、氧化锌和;金属氢氧化物;金属硫化物、金属硫酸盐、金属碳酸盐(诸如碳酸钙);炭黑、瓷土、酞菁蓝和酞菁绿、有机红和其他有机染料。
添加剂是任选的并且可以根据需要以希望的量选择。本发明的废旧纸可以包含基于废旧纸的总重量至多30重量%(wt%)的量的添加剂。优选地,添加剂以基于废旧纸的总重量至多25wt%、更优选至多20wt%、甚至更优选至多15wt%并且最优选至多30wt%、并且优选至少1wt%、更优选至少2wt%、甚至更优选至少5wt%并且最优选至少10wt%的量存在。
剩余部分的废旧聚合物可以由常用于纸中的其他组分构成。与纸和添加剂一起的其他组分加起来达到废旧纸的总重量的100wt%。
再循环组合物可以是上述任何组合物。在本发明的一个实施方案中,再循环组合物以基于废旧纸和再循环组合物的总重量至多90重量%(wt%)的量用于所述方法。优选地,再循环组合物以基于废旧纸和再循环组合物的总重量至多80wt%、更优选至多70wt%、甚至更优选至多65wt%并且最优选至多60wt%、并且优选至少1wt%、更优选至少5wt%、甚至更优选至少10wt%、甚至更优选至少15wt%、甚至更优选至少20wt%、并且最优选至少25wt%的量存在。
在本发明方法的步骤(a)中,使废旧纸与再循环组合物接触以获得混合物。可以将再循环组合物与废旧纸一次性混合或间歇地以多个部分混合。可替代地,可以将废旧纸与再循环组合物一次性混合或间歇地以多个部分混合。优选地,将废旧纸与再循环组合物混合,同时机械搅拌混合物。本发明的方法包括以下步骤:任选地在步骤(a)之前、期间和/或之后将废旧纸切碎。术语“粉碎”是指将废旧纸机械粉碎成小(更小)的碎片(例如,cm尺寸的碎片)。此类切碎过程在本领域中是众所周知的,并且已经以商业规模用于当前的再循环程序。在切碎废旧纸后,切碎的纸碎片可以更容易地被再循环组合物接近,并且可以更有效地从废旧纸去除添加剂。废旧纸的溶解速率也可以提高。所述方法的步骤(b)可以增加过程的速度并且因此可以缩短再循环加工时间。可以在废旧纸与再循环组合物接触之前进行切碎步骤。还设想在开始切碎步骤之前首先使废旧纸与再循环组合物的一部分接触,此后添加再循环组合物的其余部分。还可以在再循环组合物与废旧纸混合后进行切碎步骤(b)。
本发明的方法包括以下步骤:任选地升高在步骤(a)或(b)中获得的废旧纸和再循环组合物的混合物的温度。可以升高混合物的温度以能够更容易地进行纸的制浆以及去除至少一部分添加剂。在一个实施方案中,混合物的温度是至少20℃、优选至少30℃、更优选至少40℃、甚至更优选至少50℃、甚至更优选至少80℃并且最优选至少100℃、并且优选至多230℃、更优选至多200℃、甚至更优选至多180℃并且最优选至多150℃。
在本发明方法的步骤(d)中,将包含存在于废旧纸中的添加剂的至少一部分的再循环组合物与废旧纤维素纤维分离。当废旧纸暴露于再循环组合物时,可以从废旧纸提取添加剂如颜料和染料并且溶解或悬浮在再循环组合物中。可以使用本领域技术人员众所周知的常规分离技术,诸如倾析或过滤,将液体与固体废旧纤维素纤维分离。优选地,当步骤(d)中的温度高于室温时,降低步骤(e)的温度。在一个实施方案中,混合物的温度是至多80℃、优选至多70℃、更优选至多60℃、甚至更优选至多50℃、甚至更优选至多40℃并且最优选至多30℃、并且优选至少0℃、更优选至少5℃、甚至更优选至少10℃并且最优选至少15℃。在所述方法的进一步步骤中,可以使用常规分离技术获得添加剂。将温度降低至低于0℃(或甚至更低的温度)能够沉积一些或全部添加剂。添加剂可以重复用于纸材料或任何其他合适的用途。另外,再循环组合物可以重复用于本发明的方法。
本发明还涉及用本发明方法获得的经再循环的纤维素纤维。
有待再循环的废旧材料的清洁
本发明还涉及用于清洁受污染的废旧材料的方法,其包括以下步骤:
(a)在低于80℃的温度下使受污染的废旧材料与再循环组合物接触,所述再循环组合物包含内酰胺和/或包含内酰胺和低共熔剂的低共熔组合物;
(b)任选地在步骤(a)之前、期间和/或之后将受污染的废旧材料切碎;
(c)任选地升高混合物的温度,同时将温度维持在低于80℃;
(d)将再循环组合物与废旧材料分离,所述再循环组合物包含存在于受污染的废旧材料中的污染物的至少一部分;以及
(e)任选地在步骤(d)之前、期间和/或之后将再循环组合物和/或废旧材料冷却。
本发明清洁方法的优点是,再循环组合物允许所述方法在比常规使用的温度更低的温度下进行,即70℃。所述清洁方法甚至可以在室温下进行,并且因此与常规方法相比,进行清洁方法所需的能量相对较低。
受污染的废旧材料可以是本领域已知的任何废旧材料。此类废旧材料通常适合再循环,此类废旧材料的例子包括废旧聚合物;层压基材和涂覆的基材,如以上相应部分所述。此类废旧材料通常被在废旧材料上发现并且本领域已知的污染物污染,所述污染物包括家庭废物、饮品和/或食品的残余物和胶水(诸如例如用于粘贴标签的热熔胶)。当前的方法用于从废旧材料去除这些污染物。
本发明的方法可以在专用工厂中进行,在所述工厂中可以带去废旧材料,例如在垃圾中找到的废旧材料,例如苏打或啤酒罐,或在地方或国家层面集体收集的废旧材料。所述方法适用于在受污染的废旧材料的任何再循环过程之前使用或作为其一部分使用。特别地,本发明的清洁方法可以在上述任何一种方法之前或作为其一部分使用。
再循环组合物可以是上述任何组合物。在一个实施方案中,再循环组合物包含内酰胺和水以及任选地低共熔剂。优选地,再循环组合物包含至多15wt%、优选至多10wt%、更优选至多5wt%并且最优选至多3wt%、并且优选至少0.01wt%、优选至少0.1wt%、更优选至少0.5wt%并且最优选至少1wt%的量的内酰胺。此类再循环组合物非常适用于清洁受污染的废旧材料的方法。此外,此类组合物是成本效益的并且与使用表面活性剂的常规清洁组合物可比较或甚至更廉价。
在又一个实施方案中,再循环组合物包含如上指示的氢氧化物盐。氢氧化物盐的存在诱导在再循环组合物中内酰胺盐的形成,并且通常提高再循环组合物的清洁能力。
在本发明的一个实施方案中,再循环组合物以基于涂覆的基材和再循环组合物的总重量至多90重量%(wt%)的量用于所述方法。优选地,再循环组合物以基于涂覆的基材和再循环组合物的总重量至多80wt%、更优选至多70wt%、甚至更优选至多65wt%并且最优选至多60wt%、并且优选至少1wt%、更优选至少5wt%、甚至更优选至少10wt%、甚至更优选至少15wt%、甚至更优选至少20wt%、并且最优选至少25wt%的量存在。
在本发明方法的步骤(a)中,使第一废旧聚合物和第二废旧聚合物与再循环组合物接触以获得混合物。还设想废旧聚合物混合物可以含有其他废旧聚合物。可以将再循环组合物与第一废旧聚合物和第二废旧聚合物一次性混合或间歇地以多个部分混合。可替代地,可以将废旧聚合物与再循环组合物一次性混合或间歇地以多个部分混合。优选地,将第一废旧聚合物和第二废旧聚合物与再循环组合物混合,同时机械搅拌混合物。在一个实施方案中,第一废旧聚合物和第二废旧聚合物在与再循环组合物接触前作为混合物呈现。在实践中,第一聚合物和第二聚合物是从垃圾中收集的并且因此是混合在一起的。在进一步加工它们之前,本发明方法不需要分离。
本发明的方法包括以下步骤:任选地在步骤(a)之前、期间和/或之后将废旧聚合物切碎。在切碎受污染的废旧材料后,切碎的碎片可以更容易地被再循环组合物接近,并且可以更有效地从废旧材料去除污染物。所述方法的步骤(b)可以增加过程的速度并且因此可以缩短清洁所需的时间和随后的再循环加工时间。可以在废旧材料与再循环组合物接触之前进行切碎步骤。还设想在开始切碎步骤之前首先使废旧材料与再循环组合物的一部分接触,此后添加再循环组合物的其余部分。还可以在再循环组合物与废旧材料混合后进行切碎步骤(b)。
本发明的方法包括以下步骤:任选地升高在步骤(a)或(b)中获得的废旧材料和再循环组合物的混合物的温度。当废旧材料中存在聚合物时,混合物的温度可以升高至低于聚合物的玻璃化温度的温度。温度通常维持在低于80℃、优选低于70℃、更优选低于60℃、甚至更优选低于50℃并且最优选低于40℃。由于污染物在升高的温度下更容易溶解或脱离,因此更高的温度可以实现更快的清洁时间。在一个实施方案中,将温度维持在室温,使得加热混合物不需要另外的能量,从而使本发明的清洁方法具有更大能量效率。
在本发明方法的步骤(d)中,将包含污染物的再循环组合物与废旧材料分离。可以使用本领域技术人员众所周知的常规分离技术,诸如倾析或过滤,将液体与固体废旧材料分离。优选地,步骤(e)的温度降低至低于进行步骤(a)、(b)、(c)或(d)的温度。当方法步骤在室温下进行时,不必进行冷却步骤(e)。在一个实施方案中,混合物的温度是至多70℃、优选至多60℃、更优选至多50℃、甚至更优选至多40℃、甚至更优选至多30℃并且最优选至多25℃、并且优选至少0℃、更优选至少5℃、甚至更优选至少10℃并且最优选至少15℃。
本发明的方法可以根据需要进行组合。清洁步骤可以在上述任何一个再循环过程之前进行,以确保在这些过程中的任何一个中使用相对清洁的废旧材料。还考虑了剥离过程例如提供可以使用本发明的相应过程从其中去除添加剂的一部分纸和聚合物。在一些情况下,可以使用常规技术诸如例如基于材料密度差异的机械再循环方法来分离纸、聚合物和/或金属材料。此类机械再循环的结果是金属、聚合物和纸或纸和金属/聚合物混合物,或金属和纸/聚合物混合物的分离。这些分离的材料可以随后用于适合后处理材料并且获得具有更高经济价值的经再循环的材料的本发明任何一种方法中。
本发明在以下实施例中举例说明。
实施例
实施例1:γ-丁内酰胺和ε-己内酰胺(重量比1:1)
将5gγ-丁内酰胺(固体)与5gε-己内酰胺(固体)混合。将混合物加热至约70℃,直到混合物变成液体。随后,将液体混合物冷却至室温。获得可倾倒的透明液体。
所得液体的蒸馏产生与初始液体一样透明和澄清的馏出物。在剩余的液体和馏出物中没有形成固体。剩余液体和馏出物的组成与用FT-IR确认的相同。
实施例2:γ-丁内酰胺和ε-己内酰胺(重量比2:1)
将10gγ-丁内酰胺(固体)与5gε-己内酰胺(固体)混合。将混合物加热至约70℃,直到混合物变成液体。随后,将液体混合物冷却至室温。获得可倾倒的透明液体。
实施例3:γ-丁内酰胺、ε-己内酰胺和水杨酸(摩尔比1:1:1)
将5gγ-丁内酰胺(固体)与6.6gε-己内酰胺(固体)混合。将混合物加热至约70℃,直到混合物变成液体。向液体中添加8.1g水杨酸(固体)。随后,将液体混合物冷却至室温。获得可倾倒的透明液体。
所得液体在-28℃下保持液态。
将水添加到实施例4的液体中,并且即使在30wt%的水时液体也保持透明。此外,含水量高达5wt%的所得液体在-28℃下保持为液体。含水量为30wt%的液体在-28℃下固化。
实施例4:γ-丁内酰胺、ε-己内酰胺和水杨酸(摩尔比1:1:2)
将5gγ-丁内酰胺(固体)与6.6gε-己内酰胺(固体)混合。将混合物加热至约70℃,直到混合物变成液体。向液体中添加16.2g水杨酸(固体)。随后,将液体混合物冷却至室温。获得可倾倒的透明液体。
所得液体在-28℃下保持液态。
将水添加到实施例5的液体中,并且即使在40wt%的水时液体也保持透明。此外,含水量高达5wt%的所得液体在-28℃下保持为液体。含水量为40wt%的液体在-28℃下固化。
实施例5:中和的γ-丁内酰胺、ε-己内酰胺和水杨酸(摩尔比1:1:1)
制备实施例4的再循环组合物。向此组合物中添加二甲基乙醇胺(DMAE)直至达到pH7。获得可倾倒的透明液体。
实施例6:中和的γ-丁内酰胺、ε-己内酰胺和水杨酸(摩尔比1:1:1)
制备实施例4的再循环组合物。向此组合物中添加正丁基二乙醇胺直至达到pH 7。获得可倾倒的透明液体。
实施例7:中和的γ-丁内酰胺、ε-己内酰胺和水杨酸(摩尔比1:1:2)
制备实施例5的再循环组合物。向此组合物中添加二甲基乙醇胺(DMAE)直至达到pH7。获得可倾倒的透明液体。
实施例8:中和的γ-丁内酰胺、ε-己内酰胺和水杨酸(摩尔比1:1:2)
制备实施例5的再循环组合物。向此组合物中添加正丁基二乙醇胺直至达到pH 7。获得可倾倒的透明液体。
实施例9:ε-己内酰胺、乳酸和水(重量比5:4:1)
将4g乳酸和1g去离子水与5gε-己内酰胺(固体)混合。将混合物加热至约70℃,直到混合物变成液体。随后,将液体混合物冷却至室温。获得可倾倒的透明液体。
实施例10:ε-己内酰胺、柠檬酸和水(重量比5:4:1)
将4g柠檬酸和1g去离子水与5gε-己内酰胺(固体)混合。将混合物加热至约70℃,直到混合物变成液体。随后,将液体混合物冷却至室温。获得可倾倒的透明液体。
实施例11:ε-己内酰胺和水(重量比9:1)
将0.5g去离子水与5gε-己内酰胺(固体)混合。将混合物加热至约70℃,直到混合物变成液体。随后,将液体混合物冷却至室温。获得可倾倒的透明液体。
实施例12:ε-己内酰胺和水(重量比8:2)
将1g去离子水与5gε-己内酰胺(固体)混合。将混合物加热至约70℃,直到混合物变成液体。随后,将液体混合物冷却至室温。获得可倾倒的透明液体。
实施例13:ε-己内酰胺、乳酸和NX-800(重量比5:4:1)
将4g乳酸和1g NX 800(二异丁酸酯)与5gε-己内酰胺(固体)混合。将混合物加热至约70℃,直到混合物变成液体。随后,将液体混合物冷却至室温。获得可倾倒的透明液体。
实施例14:用ε-己内酰胺、乳酸和水(重量比5:4:1)清洁的涂覆的铝罐
Figure BDA0003429819400000331
啤酒罐上切下涂覆的罐的碎片(3x 4cm)。将涂覆的罐的碎片添加到在玻璃烧杯中的根据实施例9的溶剂体系中,所述溶剂覆盖整个罐碎片。将玻璃烧杯放入温度为190℃的烘箱中。30分钟后,获得清洁的铝碎片和着色的溶液。
实施例15:用ε-己内酰胺、柠檬酸和水(重量比5:4:1)清洁的涂覆的铝罐
Figure BDA0003429819400000332
啤酒罐上切下涂覆的罐的碎片(3x 4cm)。将涂覆的罐的碎片添加到在玻璃烧杯中的根据实施例910的溶剂体系中,所述溶剂覆盖整个罐碎片。将玻璃烧杯放入温度为190℃的烘箱中。30分钟后,获得清洁的铝碎片和着色的溶液。
实施例16:用ε-己内酰胺和水(重量比8:2)清洁的涂覆的铝罐
Figure BDA0003429819400000333
啤酒罐上切下涂覆的罐的碎片(3x 4cm)。将涂覆的罐的碎片添加到在玻璃烧杯中的根据实施例12的溶剂体系中,所述溶剂覆盖整个罐碎片。将玻璃烧杯放入温度为190℃的烘箱中。30分钟后,获得清洁的铝碎片和着色的溶液。
实施例17:用ε-己内酰胺、乳酸和NX 800(重量比5:4:1)清洁的涂覆的铝罐
Figure BDA0003429819400000334
啤酒罐上切下涂覆的罐的碎片(3x 4cm)。将涂覆的罐的碎片添加到在玻璃烧杯中的根据实施例13的溶剂体系中,所述溶剂覆盖整个罐碎片。将玻璃烧杯放入温度为190℃的烘箱中。30分钟后,获得清洁的铝碎片和着色的溶液。
实施例18和19:用ε-己内酰胺和水清洁的带标签的PET
从PET瓶上切下10张带有与PET附接的印刷纸标签的透明PET的碎片(1x 2cm)。将PET碎片添加到在玻璃烧杯中的根据实施例11的溶剂体系中,向其中添加水以达到1wt%ε-己内酰胺溶剂体系。溶剂完全覆盖PET碎片。将玻璃烧杯放入温度为200℃的烘箱中。60分钟后,获得不粘连的清洁PET碎片。另外,获得与PET碎片分离的标签碎片,标签碎片是粘性的(实施例18)。
用包含50wt%ε-己内酰胺的溶剂体系进行相同的程序。60分钟后,获得不粘连的清洁的PET碎片。另外,获得与PET碎片分离的标签碎片,标签碎片是粘性的(实施例19)。
实施例20和21:用ε-己内酰胺、乳酸和水清洁的带标签的PET
从PET瓶上切下10张带有与PET附接的印刷纸标签的透明PET的碎片(1x 2cm)。
将PET碎片添加到在玻璃烧杯中的根据实施例9的溶剂体系中,向其中添加水以达到1wt%ε-己内酰胺溶剂体系。溶剂完全覆盖PET碎片。将玻璃烧杯放入温度为200℃的烘箱中。60分钟后,获得不粘连的清洁PET碎片。另外,获得与PET碎片分离的标签碎片,标签碎片是粘性的(实施例20)。
用包含50wt%ε-己内酰胺的溶剂体系进行相同的程序。60分钟后,获得不粘连的清洁的PET碎片。另外,获得与PET碎片分离的标签碎片,标签碎片是粘性的(实施例21)。
实施例22:用ε-己内酰胺和水处理的棕色PET
从棕色PET啤酒瓶
Figure BDA0003429819400000341
上切下10张棕色PET碎片(1x 2cm)。将PET碎片添加到在玻璃烧杯中的根据实施例11的溶剂体系中。溶剂完全覆盖PET碎片。将玻璃烧杯放入温度为200℃的烘箱中。30分钟后,获得浅灰色PET碎片并且溶液被着色(实施例22)。
实施例23和24:用ε-己内酰胺、乳酸和水(重量比5:4:1)处理的着色的PET
从PET再循环工厂获得30张不同颜色(透明、绿色、红色、蓝色)的PET的碎片(1x1cm),所述PET碎片没有标签。将PET碎片添加到在玻璃烧杯中的根据实施例9的溶剂体系中。溶剂完全覆盖PET碎片。将玻璃烧杯放入温度为200℃的烘箱中。30分钟后,获得透明PET碎片并且溶液被着色(实施例23)。
除了将PET碎片在室温下保持60分钟外,用相同的溶剂体系进行相同的程序。获得透明PET碎片并且溶液被着色(实施例24)。
实施例25:用ε-己内酰胺、乳酸和水(重量比5:4:1)处理的
Figure BDA0003429819400000342
巧克力包裹物
从紫色
Figure BDA0003429819400000343
巧克力包裹物上切下3x 4cm的碎片。将包裹物碎片添加到在玻璃烧杯中的根据实施例9的溶剂体系中,所述溶剂覆盖整个碎片。将玻璃烧杯放入温度为190℃的烘箱中。3分钟后,获得清洁且完全褪色的聚合物碎片和着色的溶液。
实施例26:用ε-己内酰胺、乳酸和水(重量比5:4:1)处理的
Figure BDA0003429819400000344
咖啡包裹物
从紫色
Figure BDA0003429819400000345
咖啡包裹物上切下3x 4cm的碎片。将包裹物碎片添加到在玻璃烧杯中的根据实施例9的溶剂体系中,向其中添加水以达到50wt%ε-己内酰胺溶剂体系。溶剂完全覆盖咖啡包裹物碎片。将玻璃烧杯放入温度为190℃的烘箱中。20分钟后,获得清洁且完全褪色的聚合物碎片、清洁的铝片材和着色的溶液。实现了铝层和聚合物层的完全剥离。
实施例27:用ε-己内酰胺和水(重量比9:1)处理的
Figure BDA0003429819400000346
咖啡包裹物
从紫色
Figure BDA0003429819400000347
咖啡包裹物上切下3x 4cm的碎片。将包裹物碎片添加到在玻璃烧杯中的根据实施例11的溶剂体系中,向其中添加水以达到50wt%ε-己内酰胺溶剂体系。溶剂完全覆盖咖啡包裹物碎片。将玻璃烧杯放入温度为190℃的烘箱中。20分钟后,获得清洁且完全褪色的聚合物碎片、清洁的铝片材和着色的溶液。实现了铝层和聚合物层的完全剥离。
实施例28:用ε-己内酰胺、乳酸和水(重量比5:4:1)清洁的
Figure BDA0003429819400000348
烟草包裹物
从紫色
Figure BDA0003429819400000349
烟草包裹物上切下3x 4cm的碎片。将包裹物碎片添加到在玻璃烧杯中的根据实施例9的溶剂体系中。溶剂完全覆盖烟草包裹物碎片。将玻璃烧杯放入温度为190℃的烘箱中。20分钟后,获得清洁且完全褪色的聚合物碎片、清洁且完全褪色的LDPE聚合物片材和着色的溶液(含有铝颗粒)。实现了PET层和LDPE层的完全剥离。
实施例29:用γ-丁内酰胺、ε-己内酰胺和水杨酸(摩尔比1:1:2)处理的
Figure BDA0003429819400000351
饼干包裹物
从紫色
Figure BDA0003429819400000352
饼干包裹物上切下3x 4cm的碎片。将包裹物碎片添加到在玻璃烧杯中的根据实施例4的溶剂体系中,向其中添加20wt%的水。溶剂完全覆盖饼干包裹物碎片。将玻璃烧杯放入温度为200℃的烘箱中。30分钟后,获得清洁且完全褪色的PET聚合物碎片、清洁且完全褪色的PP聚合物白色碎片和褪色的(紫棕色)溶液。实现了PET层和PP层的完全剥离。
实施例30:用ε-己内酰胺、乳酸和水处理的聚丙烯
将聚丙烯(PP)碎片添加到在玻璃烧杯中的根据实施例9的溶剂体系中。溶剂完全覆盖PP碎片。将玻璃烧杯放入温度为200℃的烘箱中。5分钟后,PP溶解并且获得澄清溶液。
将溶液冷却至室温并且PP固化。
实施例31:用ε-己内酰胺、乳酸和水(重量比5:4:1)清洁的涂覆的铝罐
Figure BDA0003429819400000353
啤酒罐上切下5张涂覆的罐的碎片(2x 5cm)。将涂覆的罐的碎片添加到在玻璃烧杯中的根据实施例9的溶剂体系中,所述溶剂覆盖罐碎片的整体。将玻璃烧杯放入温度为190℃的烘箱中。30分钟后,获得清洁的铝碎片和着色的溶液。
实施例32:用ε-己内酰胺、乳酸和水(重量比5:4:1)清洁的涂覆的铝罐
Figure BDA0003429819400000354
啤酒罐上切下5张涂覆的罐的碎片(2x 5cm)。将涂覆的罐的碎片添加到在玻璃烧杯中的根据实施例9的溶剂体系中,所述溶剂覆盖罐碎片的整体。将玻璃烧杯放入温度为190℃的烘箱中。30分钟后,获得清洁的铝碎片和着色的溶液。
实施例33和34:用ε-己内酰胺和水(3wt%己内酰胺)处理的着色的PET
将3gε-己内酰胺和0.3g氢氧化钾溶解在96.7g去离子水中以形成洗涤溶液。从PET再循环工厂获得30张透明无色PET的碎片(1x 1cm),所述PET碎片没有标签并且含有增粘剂。将PET碎片添加到在玻璃烧杯中的洗涤溶液中。溶液完全覆盖PET碎片。将具有PET碎片的溶液搅拌并且加热至70℃的温度。30分钟后,获得清洁的(无增粘剂)透明PET碎片,并且溶液呈浅棕色(实施例33)。
将清洁的PET碎片用水洗涤,干燥,并且随后放入温度为220℃的烘箱中持续20分钟。所得PET不含黑色或深棕色斑点,这表明不存在增粘剂。
除了将PET碎片在室温下保持30分钟外,用相同的洗涤溶液进行相同的程序。获得清洁且透明的PET碎片并且溶液呈浅棕色(实施例34)。
将清洁的PET碎片用水洗涤,干燥,并且随后放入温度为220℃的烘箱中持续20分钟。所得PET不含黑色或深棕色斑点,这表明不存在增粘剂。
实施例35:用ε-己内酰胺和水(重量比9:1)处理的着色的PET
从PET再循环工厂获得30张不同颜色(透明、绿色、红色、蓝色)的PET的碎片(1x1cm),所述PET碎片没有标签。将PET碎片添加到在玻璃烧杯中的根据实施例10的溶剂体系中。溶剂完全覆盖PET碎片。将玻璃烧杯放入温度为200℃的烘箱中持续60分钟,并且经常摇动。在溶剂体系冷却后,获得浅灰色PET粉末,将其过滤并且干燥。DSC和IR证实所述PET与初始PET碎片中的PET相似。所得滤液呈浅棕色,并且随后在活性炭粉末上过滤以获得透明无色溶剂(实施例35)。
实施例36:用ε-己内酰胺和水(重量比9:1)处理的印刷纸板
将30张印刷纸板(带有黑色油墨)碎片(1x 1cm)添加到在玻璃烧杯中的根据实施例10的溶剂体系中。溶剂完全覆盖纸板碎片。将玻璃烧杯放入温度为200℃的烘箱中持续60分钟,并且经常摇动。溶剂体系冷却后,获得白色浆料。所得滤液呈浅灰色,并且随后在活性炭粉末上过滤以获得透明无色溶剂。将白色浆料过滤并且在烘箱中干燥以获得浅灰色纤维素纤维固体(实施例36)。

Claims (15)

1.一种再循环组合物,其包含内酰胺和/或低共熔组合物,所述低共熔组合物包含内酰胺和低共熔剂。
2.根据权利要求1所述的再循环组合物,其中所述内酰胺选自:2-氮杂环丁酮、γ-丁内酰胺、2-哌啶酮和ε-己内酰胺。
3.根据权利要求1或2所述的再循环组合物,其中所述内酰胺是ε-己内酰胺。
4.根据前述权利要求中任一项所述的再循环组合物,其进一步包含废旧聚合物。
5.根据前述权利要求中任一项所述的再循环组合物,其进一步包含来自废旧聚合物的添加剂。
6.内酰胺或包含内酰胺和低共熔剂的低共熔组合物在废旧聚合物的再循环中的用途。
7.内酰胺或包含内酰胺和低共熔剂的低共熔组合物在从不同的聚合物、金属或纸剥离聚合物中的用途。
8.内酰胺或包含内酰胺和低共熔剂的低共熔组合物在去除固化的涂料组合物中的用途。
9.一种用于再循环废旧聚合物的方法,所述方法包括以下步骤:
(a)使废旧聚合物与再循环组合物接触,所述再循环组合物包含内酰胺和/或包含内酰胺和低共熔剂的低共熔组合物;
(b)任选地在步骤(a)之前、期间和/或之后将废旧聚合物切碎;
(c)任选地升高混合物的温度;
(d)将再循环组合物与废旧聚合物分离,所述再循环组合物包含存在于废旧聚合物中的添加剂;以及
(e)在步骤(d)之前、期间和/或之后将再循环组合物和/或废旧聚合物冷却。
10.一种用于从层压基材剥离至少一个聚合物层的方法,所述方法包括以下步骤:
(a)使层压基材与再循环组合物接触,所述再循环组合物包含内酰胺和/或包含内酰胺和低共熔剂的低共熔组合物;
(b)任选地在步骤(a)之前、期间和/或之后将层压基材切碎;
(c)任选地升高混合物的温度;
(d)将至少一个聚合物层与基材分离;
(e)任选地将再循环组合物与基材分离,所述再循环组合物包含至少一部分存在于层压基材中的聚合物和/或添加剂;以及
(f)在步骤(d)之前、期间和/或之后将再循环组合物和/或基材冷却。
11.一种用于分离第一废旧聚合物和第二废旧聚合物的方法,所述方法包括以下步骤:
(a)使第一废旧聚合物和第二废旧聚合物与再循环组合物接触,所述再循环组合物包含内酰胺和/或包含内酰胺和低共熔剂的低共熔组合物;
(b)任选地在步骤(a)之前、期间和/或之后将第一废旧聚合物和/或第二废旧聚合物切碎;
(c)任选地升高混合物的温度;
(d)将再循环组合物与废旧聚合物分离,所述再循环组合物包含至少一部分存在于第一废旧聚合物和/或第二废旧聚合物中的添加剂;以及
(e)在步骤(d)之前、期间和/或之后将再循环组合物和/或第一废旧聚合物和/或第二废旧聚合物冷却至低于第一废旧聚合物或第二废旧聚合物的最高玻璃化温度。
12.一种用于从涂覆的基材去除涂料的方法,所述方法包括以下步骤:
(a)使涂覆的基材与再循环组合物接触,所述再循环组合物包含内酰胺和/或包含内酰胺和低共熔剂的低共熔组合物;
(b)任选地在步骤(a)之前、期间和/或之后将涂覆的基材切碎;
(c)任选地升高混合物或涂覆的基材的温度;
(d)将固化的涂料组合物与基材分离。
13.一种用于再循环废旧纸的方法,所述方法包括以下步骤:
(a)使废旧纸与再循环组合物接触,所述再循环组合物包含内酰胺和/或包含内酰胺和低共熔剂的低共熔组合物;
(b)任选地在步骤(a)之前、期间和/或之后将废旧纸切碎;
(c)任选地升高混合物的温度;
(d)将再循环组合物与废旧纤维素纤维分离,所述再循环组合物包含至少一部分存在于废旧纸中的添加剂;以及
(e)在步骤(d)之前、期间和/或之后将再循环组合物和/或废旧纸冷却。
14.一种用于清洁受污染的废旧材料的方法,所述方法包括以下步骤:
(a)在低于80℃的温度下使受污染的废旧材料与再循环组合物接触,所述再循环组合物包含内酰胺和/或包含内酰胺和低共熔剂的低共熔组合物;
(b)任选地在步骤(a)之前、期间和/或之后将受污染的废旧材料切碎;
(c)任选地升高混合物的温度,同时将温度维持在低于80℃;
(d)将再循环组合物与废旧材料分离,所述再循环组合物包含至少一部分存在于所述受污染的废旧材料中的污染物;以及
(e)任选地在步骤(d)之前、期间和/或之后将再循环组合物和/或废旧材料冷却。
15.根据权利要求13所述的方法,其中步骤(a)中的再循环组合物和/或混合物的温度是室温。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118414235A (zh) * 2021-12-17 2024-07-30 根特大学 一种使用胺对塑料材料脱墨和/或分层的方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH684181A5 (de) * 1992-08-28 1994-07-29 Alusuisse Lonza Services Ag Delaminierbare Verbunde.
DE4309427A1 (de) * 1993-03-24 1994-09-29 Gerhard Dr Illing Verfahren zur Wiederaufarbeitung und Entsorgung von thermoplastischen Kunststoffabfällen
CN1168663A (zh) * 1994-11-07 1997-12-24 伊斯曼化学公司 将氨基-羧酸废料再循环为酰氨基-羧酸的方法
US5889142A (en) * 1997-04-21 1999-03-30 Alliedsignal Inc. Selective polyamide recovery from multi-component materials
GB201413117D0 (en) * 2014-07-24 2014-09-10 Worn Again Footwear And Accessories Ltd Recycling process
CN105073831A (zh) * 2013-03-26 2015-11-18 乌德伊万塔-费希尔有限公司 聚酰胺生产工艺中的萃取水的连续再循环的方法和装置
US20170218162A1 (en) * 2014-07-24 2017-08-03 Worn Again Footwear And Accessories Limited Recycling process

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3069984D1 (en) 1979-11-05 1985-02-28 Ciba Geigy Ag Process for the printing or pad-dyeing of textile materials of cellulosic fibres or mixtures thereof with synthetic fibres, as well as printing pastes or padding liquors for carrying out this process

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH684181A5 (de) * 1992-08-28 1994-07-29 Alusuisse Lonza Services Ag Delaminierbare Verbunde.
DE4309427A1 (de) * 1993-03-24 1994-09-29 Gerhard Dr Illing Verfahren zur Wiederaufarbeitung und Entsorgung von thermoplastischen Kunststoffabfällen
CN1168663A (zh) * 1994-11-07 1997-12-24 伊斯曼化学公司 将氨基-羧酸废料再循环为酰氨基-羧酸的方法
US5889142A (en) * 1997-04-21 1999-03-30 Alliedsignal Inc. Selective polyamide recovery from multi-component materials
CN105073831A (zh) * 2013-03-26 2015-11-18 乌德伊万塔-费希尔有限公司 聚酰胺生产工艺中的萃取水的连续再循环的方法和装置
GB201413117D0 (en) * 2014-07-24 2014-09-10 Worn Again Footwear And Accessories Ltd Recycling process
US20170218162A1 (en) * 2014-07-24 2017-08-03 Worn Again Footwear And Accessories Limited Recycling process

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