CN114773665A - 回收聚苯乙烯废料的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种回收聚苯乙烯废料的加工方法。本发明还涉及对伞花烃和在1atm压力下沸点为98℃至110℃的非溶剂的组合用于回收聚苯乙烯的用途以及一种用于生产回收的聚苯乙烯的组合物，所述组合物包括聚苯乙烯、对伞花烃和在1atm压力下沸点为98℃至110℃的非溶剂。本发明的组合物和加工方法使得提高回收的聚苯乙烯的生命周期，而且它们具有非常低的MFI，同时避免使用大量的添加剂和/或填料。

Description

回收聚苯乙烯废料的加工方法
本申请是申请号201910549840.6，发明名称为《回收聚苯乙烯废料的加工方法》的中国专利分案申请的再分案申请。该分案申请是原申请号为201580065085.4，发明名称为《回收聚苯乙烯废料的加工方法》的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本公开涉及回收聚苯乙烯废料的加工方法。例如，其涉及回收聚苯乙烯的加工方法，所述加工方法包括将聚苯乙烯废料溶解于溶剂如对伞花烃中，然后用非溶剂沉淀和洗涤聚苯乙烯。
背景技术
聚苯乙烯废料，例如，电子产品或家具的包装、食物托盘、商品和绝缘体可以例如具有环境影响。
例如，无论消费后或工业后，大多数聚苯乙烯废料被掩埋在垃圾填埋场。例如，在魁北克每年掩埋多于40,000吨聚苯乙烯废料。进一步地，在魁北克每年购买和消费60,000吨新聚苯乙烯。
已知的回收聚苯乙烯的方法不产生具有与新聚苯乙烯相同性质的回收的聚苯乙烯。例如，聚苯乙烯的已知的方法不能制备具有符合使用回收的聚苯乙烯的技术规格的熔体流动指数(MFI)的回收的聚苯乙烯，所述回收的聚苯乙烯与使用新聚苯乙烯用于相同的用途。为了抵消这种机械性能的损失，回收的聚苯乙烯以罕见地可以超过20％的比例与新聚苯乙烯掺合，甚至用于较不严格的应用。
大多数工业聚苯乙烯物品不是仅由聚苯乙烯组成的；例如，它们可以含有添加至聚合物以改性一些物理、生物和/或化学特性的化学物质。添加剂的例子是着色剂、填料、阻燃剂、润滑剂和增塑剂。
因此，希望提供回收的聚苯乙烯和回收聚苯乙烯废料的加工方法，所述加工方法至少会部分地解决提及的问题之一，或会是回收聚苯乙烯废料的已知加工方法的替代选择。
发明内容
因此，根据本公开的一个方面，提供了具有根据ASTM D1238-13测量的小于约25g/10min的熔体流动指数的回收的聚苯乙烯。
根据本公开的另一个方面，提供了具有根据ASTM D1238-13标准测量的小于约25g/10min的熔体流动指数和小于约1wt％的添加剂含量的回收的聚苯乙烯。
根据本公开的另一个方面，提供了具有根据ASTM D1238-13标准测量的小于约25g/10min的熔体流动指数和根据ASTM D5630-13标准测量的小于约1wt％的灰分含量的回收的聚苯乙烯。
根据本公开的另一个方面，提供了具有根据ASTM D1238-13标准测量的小于约25g/10min的熔体流动指数和根据ASTM D5630-13标准测量的小于约0.5wt％的灰分含量的回收的聚苯乙烯。
根据本公开的另一个方面，提供了具有小于约25g/10min的熔体流动指数的回收的聚苯乙烯。
根据本公开的另一个方面，提供了具有根据ASTM D1238-13标准测量的小于约25g/10min的熔体流动指数的回收的聚苯乙烯。
根据本公开的另一个方面，提供了回收聚苯乙烯废料的加工方法，包括：
在获得聚苯乙烯/对伞花烃混合物的条件下将所述聚苯乙烯废料溶解于对伞花烃中；
在获得沉淀的聚苯乙烯和烃废液的第一部分的条件下，将聚苯乙烯/对伞花烃混合物添加至烃聚苯乙烯非溶剂的第一部分；
将沉淀的聚苯乙烯与烃废液的第一部分分离；
任选地重复溶解、添加和分离；
在获得洗涤的聚苯乙烯和烃废液的第二部分的条件下，用烃聚苯乙烯非溶剂的第二部分洗涤沉淀的聚苯乙烯；
将洗涤的聚苯乙烯与烃废液的第二部分分离；
在获得二次洗涤的聚苯乙烯和烃废液的第三部分的条件下，用烃聚苯乙烯非溶剂的第三部分洗涤所述洗涤的聚苯乙烯；
将二次洗涤的聚苯乙烯与烃废液的第三部分分离；以及
任选地在获得干燥的聚苯乙烯的条件下，干燥二次洗涤的聚苯乙烯。
因此，根据本公开的另一个方面，提供了回收聚苯乙烯废料的加工方法，包括：
在获得聚苯乙烯/对伞花烃混合物的条件下，将所述聚苯乙烯废料溶解于对伞花烃中；
在获得沉淀的聚苯乙烯和烃废液的第一部分的条件下，将聚苯乙烯/对伞花烃混合物添加至烃聚苯乙烯非溶剂的第一部分；
将沉淀的聚苯乙烯与烃废液的第一部分分离；
任选地重复溶解、添加和分离；
在获得洗涤的聚苯乙烯和烃废液的第二部分的条件下，用烃聚苯乙烯非溶剂的第二部分洗涤沉淀的聚苯乙烯；
将洗涤的聚苯乙烯与烃废液的第二部分分离；
在获得二次洗涤的聚苯乙烯和烃废液的第三部分的条件下，用烃聚苯乙烯非溶剂的第三部分洗涤所述洗涤的聚苯乙烯；
将二次洗涤的聚苯乙烯与烃废液的第三部分分离；
通过绞拧和/或压缩二次洗涤的聚丙乙烯移除剩余的烃废液；以及
在获得干燥的聚苯乙烯的条件下，干燥二次洗涤的聚苯乙烯。
本公开还包括根据本公开的回收聚苯乙烯废料的加工方法制备的回收的聚苯乙烯。
聚苯乙烯废料如膨胀型聚苯乙烯废料典型地是体积大而且轻的，然而聚苯乙烯/对伞花烃混合物典型地具有更高的密度，因此其可以以较少的费用运输。因此，如果例如在第一位置获得聚苯乙烯/对伞花烃混合物，而该加工方法进一步包括将聚苯乙烯/对伞花烃混合物运输至进行该加工方法中的后续步骤的第二位置，那么本公开的加工方法可以例如节省运输费用。
本公开的回收的聚苯乙烯废料的加工方法可以例如允许移除大多数添加剂(例如，添加至聚合物中以改性一些物理、生物和/或化学特性的化学物质)，以及可以生产具有非常接近于新聚苯乙烯的特性的回收的聚苯乙烯。由本公开的加工方法制备的回收的聚苯乙烯可以是例如适用于与新聚苯乙烯相同的用途，如用于制备新聚苯乙烯物品。例如，由本公开的加工方法制备的回收的聚苯乙烯可以具有例如用于这样的用途的有效范围内的MFI。
发现了本公开的回收的聚苯乙烯和获得所述回收的聚苯乙烯的加工方法是相当有用的。实际上，发现了这样的回收的聚合物和加工方法允许提供具有非常低含量的添加剂(填料和/或润滑剂)的回收的聚苯乙烯。这也导致产生了具有非常低的灰分含量的回收的聚苯乙烯。例如，当将这些加工方法应用于白色的膨胀或挤出的聚苯乙烯时，终产物对光传输是非常清澈和透明的。本公开的聚合物和加工方法的这样的特征是非常有趣的，这是因为其使得显著提高了回收的聚苯乙烯的生命周期。实际上，考虑到回收的聚苯乙烯中含有的各种添加剂，回收的聚苯乙烯的用途通常是相当受限的，因此它们不符合可以使用聚苯乙烯进行的某些用途和应用的要求。一些制造商也不愿意使用回收的聚苯乙烯，这是由于其具有过高含量的添加剂并且所述添加剂可以影响或降低聚苯乙烯的特性或用这样回收的聚苯乙烯制成的产品的特性。这明显不是本公开中提及的聚合物和加工方法的情况。相反，由于不会强迫这样的产品的使用者回收该产品，因此几乎从来没有获得高含量的添加剂和/或填料，所以本公开的聚合物中发现的这种非常低量的添加剂和/或填料允许在许多不同的应用中使用这些回收的聚苯乙烯以及允许多次回收这些回收的聚苯乙烯，并且获得低的MFI值。
因此，本公开的聚合物和加工方法使得提高回收的聚苯乙烯的生命周期(将其多次回收，同时保持需要的规格和特性是可能的)，而且它们具有非常低的MFI，同时避免使用大量的添加剂和/或填料。
附图说明
在下图中，仅通过举例的方式表现本公开的各种实施方式：
图1是根据本公开的实施方式的加工方法的示意图。
具体实施方式
除非另有说明，该部分和其他部分中描述的定义和实施方式旨在适用于本文描述的本公开的所有实施方式和方面，如本领域技术人员所理解的，对于本公开的所有实施方式和方面，该部分和其他部分中描述的定义和实施方式是适当的。
如本公开使用的，除非内容另有明确说明，单数形式“一个/一种(a)”、“一个/一种(an)”和“所述/该(the)”包括复数情况。例如，包括“烃聚苯乙烯非溶剂”应当理解为表示一种烃聚苯乙烯非溶剂，或两种或更多种另外的烃聚苯乙烯非溶剂的某些方面。
在包含“另外的”或“第二”组分的实施方式中，如另外的或第二烃聚苯乙烯非溶剂，本文使用的所述第二组分与其他组分或第一组分不同。“第三”组分与其他组分、第一组分和第二组分不同，并且类似地进一步列举的或“另外的”组分不同。
本文使用的术语“添加剂”是指添加至聚合物中以改性至少一种物理、生物和/或化学特性的化学物质。添加剂的非限制性例子是：着色剂、填料、阻燃剂、润滑剂和增塑剂。
在对本公开的范围的理解中，如本文使用的术语“包括/包含(comprising)”和其衍生词旨在为指定存在陈述的特征、元素、组分、组、整数和/或步骤，但是不排除存在其他未陈述的特征、元素、组分、组、整数和/或步骤的开放性术语。上述还适用于具有相似意义的词语，如术语“包括(including)”、“具有”及其衍生词。如本文使用的，术语“组成”和其衍生词旨在为指定存在陈述的特征、元素、组分、组、整数和/或步骤，但是排除存在其他未陈述的特征、元素、组分、组、整数和/或步骤的封闭性术语。如本文使用的术语“基本上由…组成”旨在指定存在陈述的特征、元素、组分、组、整数和/或步骤以及不实质上影响所述特征、元素、组分、组、整数和/或步骤的基本和新颖特性的特征、元素、组分、组、整数和/或步骤。
如本文使用的程度术语如“约”和“大约”是指不会导致最终结果显著改变的修饰的术语的合理偏差量。如果该偏差不会否定其修饰的词语的意思，这些程度术语应该被解释为包括修饰的术语的至少±5％或至少±10％的偏差。
如本文使用的术语“烃聚苯乙烯非溶剂”是指例如基于烃的化合物或其混合物，其中聚苯乙烯是基本上不溶的。用于本公开的加工方法的适当的烃聚苯乙烯非溶剂的选择可以由本领域技术人员进行。例如，本领域技术人员会理解，在本公开的获得沉淀的聚苯乙烯的加工方法中以及包括用烃聚苯乙烯非溶剂洗涤的步骤中使用的条件下，聚苯乙烯废料中典型地发现的多数非极性添加剂(例如六溴环十二烷和硅油)和对伞花烃应该基本上溶于烃聚苯乙烯非溶剂。本领域技术人员也会理解的是，例如，选择具有约为或稍微高于要回收的聚苯乙烯废料的玻璃转变温度(Tg)的沸点的烃聚苯乙烯非溶剂是有用的。
以下提供的实例是非限制性的，并且用于更好地例证本公开的加工方法。
本公开的加工方法的示例性工艺流程图示于图1。示例性加工方法10是回收聚苯乙烯废料的加工方法。参考图1，在示例性加工方法10中，聚苯乙烯废料可以在获得聚苯乙烯/对伞花烃混合物的条件下溶解12于对伞花烃中。例如，如果聚苯乙烯/对伞花烃混合物包括不溶性物质，则可以任选地在移除不溶性物质的条件下过滤14聚苯乙烯/对伞花烃混合物。然后可以在获得沉淀的聚苯乙烯和烃废液的第一部分的条件下，将聚苯乙烯/对伞花烃混合物添加16至烃废液的第一部分。接着，可以使所述沉淀的聚苯乙烯与所述烃废液的第一部分分离。然后可以在获得洗涤的聚苯乙烯和烃废液的第二部分的条件下，用烃聚苯乙烯非溶剂的第二部分洗涤18沉淀的聚苯乙烯。之后，可以将洗涤的聚苯乙烯与烃废液的第二部分分离。然后可以在获得二次洗涤的聚苯乙烯和烃废液的第三部分的条件下，用烃聚苯乙烯非溶剂的第三部分洗涤20所述洗涤的聚苯乙烯。可以将所述二次洗涤的聚苯乙烯与所述烃废液的第三部分分离。可以通过绞拧和/或压缩二次洗涤的聚苯乙烯任选地将剩余的烃废液移除。然后可以任选地在获得干燥的聚苯乙烯的条件下干燥22二次洗涤的聚苯乙烯。然后可以任选地包装24干燥的聚苯乙烯，例如，该加工方法可以进一步包括在获得聚苯乙烯颗粒的条件下处理干燥的聚苯乙烯，并且可以将聚苯乙烯颗粒包装24。可以任选地回收26对伞花烃和/或烃聚苯乙烯非溶剂，例如通过包括在获得对伞花烃和/或烃聚苯乙烯非溶剂的条件下蒸馏烃废液的第一部分、烃废液的第二部分和/或烃废液的第三部分的过程，可以任选地回收26对伞花烃和/或烃聚苯乙烯非溶剂。可以任选地回收对伞花烃，用于溶解12。可以任选地回收烃聚苯乙烯非溶剂，用于添加16、第一次洗涤18和/或第二次洗涤20。
例如，基于聚苯乙烯/对伞花烃混合物的总重量，聚苯乙烯/对伞花烃混合物可以包含量为等于或小于约33wt％的聚苯乙烯。
例如，基于聚苯乙烯/对伞花烃混合物的总重量，聚苯乙烯/对伞花烃混合物可以包含量为约10wt％至约30wt％的聚苯乙烯。
例如，基于聚苯乙烯/对伞花烃混合物的总重量，聚苯乙烯/对伞花烃混合物可以包含量为约14wt％至约28wt％的聚苯乙烯。
例如，基于聚苯乙烯/对伞花烃混合物的总重量，聚苯乙烯/对伞花烃混合物可以包含量为约15wt％至约27wt％的聚苯乙烯。
例如，基于聚苯乙烯/对伞花烃混合物的总重量，聚苯乙烯/对伞花烃混合物可以包含量为约16wt％至约25wt％的聚苯乙烯。
例如，聚苯乙烯废料可以溶解于容器中的对伞花烃中，所述容器具有容纳有对伞花烃的室和朝向所述室的、用于将聚苯乙烯废料添加至对伞花烃的至少一个开口，所述加工方法可以进一步包括将聚苯乙烯废料添加至包含在室内的对伞花烃。
例如，容器可以进一步包括出口。
例如，容器可以进一步包括驱使聚苯乙烯废料进入对伞花烃的装置。
例如，驱使聚苯乙烯废料进入对伞花烃的装置可以包括容器内部的金属网格。
例如，容器可以进一步包括指示何时达到室的容量的装置。
例如，指示何时达到室的容量的装置可以是指示灯。
例如，指示灯可以连接于室内的浮动开关。
例如，聚苯乙烯/对伞花烃混合物可以包含不溶物质，所述方法可以进一步包括在将聚苯乙烯/对伞花烃混合物添加至烃聚苯乙烯非溶剂的第一部分之前，在移除不溶物质的条件下过滤聚苯乙烯/对伞花烃混合物。例如，不溶物质可以选自聚苯乙烯/丁二烯混合物、苯乙烯共聚物灰尘、粘着剂、金属、木材、塑料、污染物和其混合物。例如，过滤可以包括由粗到细的多级过滤。例如，除非丁二烯已经大量交联，其在对伞花烃中是可溶的。
例如，获得沉淀的聚苯乙烯和烃废液的第一部分的条件可以包括在烃聚苯乙烯非溶剂的沸点下将聚苯乙烯/对伞花烃混合物添加至烃聚苯乙烯非溶剂的第一部分，搅动一段时间使对伞花烃从聚苯乙烯/对伞花烃混合物扩散至烃聚苯乙烯非溶剂中，继续进行至充分的程度。
例如，时间可以是约5分钟至约10分钟。
例如，搅动可以包括用机械搅拌器搅拌。
例如，基于聚苯乙烯/对伞花烃混合物的总重量，聚苯乙烯/对伞花烃混合物中的大于约90wt％的对伞花烃可以扩散至烃聚苯乙烯非溶剂中。
例如，烃聚苯乙烯非溶剂的第一部分与聚苯乙烯/对伞花烃混合物的体积比可以是约2:1至约4:1。
例如，烃聚苯乙烯非溶剂的第一部分与聚苯乙烯/对伞花烃混合物的体积比可以是约3:1。
例如，通过包括将烃废液的第一部分从沉淀的聚苯乙烯倾析的过程，可以将沉淀的聚苯乙烯与烃废液的第一部分分离。
例如，获得洗涤的聚苯乙烯和烃废液的第二部分的条件可以包括在烃聚苯乙烯非溶剂的沸点下将烃聚苯乙烯非溶剂的第二部分添加至沉淀的聚苯乙烯，搅动一段时间使对伞花烃从沉淀的聚苯乙烯扩散至烃聚苯乙烯非溶剂，继续进行至充分的程度。
例如，时间可以为约1分钟至约15分钟。例如，时间可以是约10分钟。例如，时间可以是约2分钟至约5分钟。例如，搅动可以包括用机械搅拌器搅拌。
例如，洗涤的聚苯乙烯可以包括小于约0.3wt％的对伞花烃。例如，洗涤的聚苯乙烯可以包括小于约0.1wt％的对伞花烃。
例如，烃聚苯乙烯非溶剂的第二部分与沉淀的聚苯乙烯的体积比可以是约1:2至约2:1。例如，烃聚苯乙烯非溶剂的第二部分与沉淀的聚苯乙烯的体积比可以是约1:1。
例如，通过包括将烃废液的第二部分从洗涤的聚苯乙烯倾析的过程，可以将洗涤的聚苯乙烯与烃废液的第二部分分离。
例如，获得二次洗涤的聚苯乙烯和烃废液的第三部分的条件可以包括在烃聚苯乙烯非溶剂的沸点下将烃聚苯乙烯非溶剂的第三部分添加至洗涤的聚苯乙烯，搅动一段时间使对伞花烃从洗涤的聚苯乙烯扩散至烃聚苯乙烯非溶剂，继续进行至充分的程度。
例如，所述时间可以是约1分钟至约10分钟。例如，所述时间可以是约5分钟。例如，搅动可以包括用机械搅拌器搅拌。
例如，二次洗涤的聚苯乙烯可以包括小于约0.1wt％的对伞花烃。例如，二次洗涤的聚苯乙烯可以包括小于约0.05wt％的对伞花烃。
例如，烃聚苯乙烯非溶剂的第三部分与洗涤的聚苯乙烯的体积比可以为约1:2至约2:1。例如，烃聚苯乙烯非溶剂的第三部分与洗涤的聚苯乙烯的体积比可以为约1:1。
例如，通过包括将烃废液的第三部分从二次洗涤的聚苯乙烯倾析的过程，可以将二次洗涤的聚苯乙烯与烃废液的第三部分分离。
例如，在将二次洗涤的聚苯乙烯与烃废液的第三部分分离之后，且在干燥之前，所述加工方法可以进一步包括通过绞拧和/或压缩二次洗涤的聚苯乙烯来移除剩余的烃废液。
例如，烃聚苯乙烯非溶剂的第一部分、烃聚苯乙烯非溶剂的第二部分和烃聚苯乙烯非溶剂的第三部分中的至少一种可以包括、由以下组成或基本上由以下组成：在1atm压力下沸点为约98℃至约110℃或约105℃至约110℃的烃聚苯乙烯非溶剂。
例如，烃聚苯乙烯非溶剂的第一部分、烃聚苯乙烯非溶剂的第二部分和烃聚苯乙烯非溶剂的第三部分可以包括C6-C8烷烃或石油馏出物、由C6-C8烷烃或石油馏出物组成或基本上由C6-C8烷烃或石油馏出物组成。
例如，烃聚苯乙烯非溶剂的第一部分、烃聚苯乙烯非溶剂的第二部分和烃聚苯乙烯非溶剂的第三部分可以包括C6-C8烷烃、由C6-C8烷烃组成或基本上由C6-C8烷烃组成。
例如，烃聚苯乙烯非溶剂的第一部分、烃聚苯乙烯非溶剂的第二部分和烃聚苯乙烯非溶剂的第三部分可以包括石油馏出物、由石油馏出物组成或基本上由石油馏出物组成。
例如，烃聚苯乙烯非溶剂的第一部分、烃聚苯乙烯非溶剂的第二部分和烃聚苯乙烯非溶剂的第三部分可以包括正庚烷、由正庚烷组成或基本上由正庚烷组成。
例如，烃聚苯乙烯非溶剂的第一部分、烃聚苯乙烯非溶剂的第二部分和烃聚苯乙烯非溶剂的第三部分可以全部是相同的烃聚苯乙烯非溶剂。
例如，烃聚苯乙烯非溶剂的第一部分、烃聚苯乙烯非溶剂的第二部分和烃聚苯乙烯非溶剂的第三部分可以全部是不同的烃聚苯乙烯非溶剂。
例如，烃聚苯乙烯非溶剂的第二部分和烃聚苯乙烯非溶剂的第三部分可以是相同的烃聚苯乙烯非溶剂，烃聚苯乙烯非溶剂的第一部分可以是不同的烃聚苯乙烯非溶剂。
例如，烃聚苯乙烯非溶剂的第二部分和烃聚苯乙烯非溶剂的第三部分可以包括正庚烷、由正庚烷组成或基本上由正庚烷组成，烃聚苯乙烯非溶剂的第一部分可以包括正己烷、由正己烷组成或基本上由正己烷组成。
例如，获得干燥的聚苯乙烯的条件可以包括在一定温度和时间下干燥二次洗涤的聚苯乙烯用于移除剩余的烃聚苯乙烯非溶剂，继续进行至充分的程度。例如，可以在约115℃至约125℃的温度下干燥二次洗涤的聚苯乙烯。例如，可以在约120℃的温度下干燥二次洗涤的聚苯乙烯。
例如，获得干燥的聚苯乙烯的条件可以包括使用红外线干燥器干燥二次洗涤的聚苯乙烯一段时间用于移除剩余的烃聚苯乙烯非溶剂，继续进行至充分的程度。
例如，聚苯乙烯废料可以包括极性杂质，所述加工方法可以进一步包括在移除极性杂质的条件下用极性有机溶剂洗涤聚苯乙烯废料。
例如，极性有机溶剂可以包括甲醇或乙醇、基本上由甲醇或乙醇组成或由甲醇或乙醇组成。例如，极性有机溶剂可以包括甲醇、基本上由甲醇组成或由甲醇组成。例如，极性有机溶剂可以包括乙醇、基本上由乙醇组成或由乙醇组成。
例如，加工方法可以进一步包括在获得对伞花烃和/或烃聚苯乙烯非溶剂的条件下蒸馏烃废液的第一部分、烃废液的第二部分和/或烃废液的第三部分。
例如，加工方法可以进一步包括回收对伞花烃，用于溶解步骤。
例如，加工方法可以进一步包括回收烃聚苯乙烯非溶剂，用于添加步骤、第一次洗涤步骤和/或第二次洗涤步骤。
例如，加工方法可以进一步包括在获得聚苯乙烯颗粒的条件下处理干燥的聚苯乙烯。例如，获得聚苯乙烯颗粒的条件可以包括在约140℃至约160℃的温度下挤出干燥的聚苯乙烯。
例如，加工方法可以进一步包括包装聚苯乙烯颗粒。包装聚苯乙烯颗粒的适当装置可以由本领域技术人员选择。
例如，加工方法可以进一步包括在溶解步骤、添加步骤、第一次洗涤步骤和/或第二次洗涤步骤期间添加抗氧化剂。例如，加工方法可以进一步包括在溶解步骤期间添加抗氧化剂。
例如，抗氧化剂可以包括十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)-丙酸酯、基本上由十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)-丙酸酯组成或由十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)-丙酸酯组成。
例如，基于聚苯乙烯的总重量，可以以约0.1wt％至约2wt％的量添加抗氧化剂。例如，基于聚苯乙烯的总重量，可以以约1wt％的量添加抗氧化剂。
例如，基于聚苯乙烯的总重量，可以以约0.5wt％至约2wt％的量添加抗氧化剂。例如，基于聚苯乙烯的总重量，可以以约1wt％的量添加抗氧化剂。
例如，加工方法可以进一步包括将用于降低或提高熔体流动指数的添加剂添加至聚苯乙烯/对伞花烃混合物。
例如，用于降低熔体流动指数的添加剂可以包括、基本上由以下组成或由以下组成：石灰、滑石、二氧化硅、氢氧化硅、氧化铝、氢氧化铝或其组合。例如，用于降低熔体流动指数的添加剂可以包括石灰、基本上由石灰组成或由石灰组成。例如，用于降低熔体流动指数的添加剂可以包括滑石、基本上由滑石组成或由滑石组成。
例如，用于提高熔体流动指数的添加剂可以包括约0.0001wt％至约1wt％的硅油。例如，可以添加约0.01wt％至0.1wt％的硅油。
例如，基于聚苯乙烯的总重量，可以以约0.5wt％至约25wt％的量添加用于降低熔体流动指数的添加剂。例如，基于聚苯乙烯的总重量，可以以约0.5wt％至约5wt％的量添加用于降低熔体流动指数的添加剂。例如，基于聚苯乙烯的总重量，可以以约1wt％的量添加用于降低熔体流动指数的添加剂。
例如，聚苯乙烯废料可以是工业后废料、消费后废料或其组合。例如，聚苯乙烯废料可以是工业后废料。例如，聚苯乙烯废料可以是消费后废料。例如，聚苯乙烯废料可以是工业后废料和消费后废料的组合。
例如，聚苯乙烯废料可以包括膨胀型聚苯乙烯、基本上由膨胀型聚苯乙烯组成或由膨胀型聚苯乙烯组成。例如，聚苯乙烯废料可以包括白色的膨胀型聚苯乙烯、基本上由白色的膨胀型聚苯乙烯组成或由白色的膨胀型聚苯乙烯组成。例如，聚苯乙烯废料可以包括压缩的聚苯乙烯、基本上由压缩的聚苯乙烯组成或由压缩的聚苯乙烯组成。
例如，加工方法可以进一步包括在溶解之前研磨聚苯乙烯废料。
例如，聚苯乙烯/对伞花烃混合物可以在第一位置获得，加工方法可以进一步包括将聚苯乙烯/对伞花烃混合物运输至进行该加工方法中的后续步骤的第二位置。
本公开还包括根据本公开的回收聚苯乙烯废料的加工方法制备的回收的聚苯乙烯。
例如，聚苯乙烯废料可以包括其他共聚物。例如，其可以包括丁二烯(HIPS)，为苯乙烯和丙烯腈的共聚物(SAN)或丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的共聚物(ABS)。
例如，废料聚苯乙烯可以是苯乙烯-丁二烯共聚物(polystyrene-co-butadienecopolymer)。
例如，本公开的涉及回收的聚苯乙烯的实施方式可以关于本公开的回收聚苯乙烯废料的加工方法如本文所讨论地变化。
例如，回收的聚苯乙烯可以具有小于约40g/10min的熔体流动指数。例如，回收的聚苯乙烯可以具有约3至约30g/10min的熔体流动指数。例如，回收的聚苯乙烯可以具有约3至约25g/10min的熔体流动指数。例如，回收的聚苯乙烯可以具有小于约25g/10min的熔体流动指数。例如，回收的聚苯乙烯可以具有约10至约20g/10min的熔体流动指数。
例如，回收的聚苯乙烯可以具有小于约40g/10min的熔体流动指数。例如，回收的聚苯乙烯可以具有约5至约30g/10min的熔体流动指数。例如，回收的聚苯乙烯可以具有约5至约25g/10min的熔体流动指数。例如，回收的聚苯乙烯可以具有小于约25g/10min的熔体流动指数。例如，回收的聚苯乙烯可以具有约10至约20g/10min的熔体流动指数。
例如，回收的聚苯乙烯可以具有小于约30g/10min的熔体流动指数。例如，回收的聚苯乙烯可以具有约3至约25g/10min的熔体流动指数。例如，回收的聚苯乙烯可以具有约1至约15g/10min的熔体流动指数。例如，回收的聚苯乙烯可以具有约10至约15g/10min的熔体流动指数。例如，回收的聚苯乙烯可以具有约5至约12g/10min的熔体流动指数。例如，回收的聚苯乙烯可以具有约2至约12g/10min的熔体流动指数。例如，回收的聚苯乙烯可以具有小于约15g/10min的熔体流动指数。例如，回收的聚苯乙烯可以具有小于约12g/10min的熔体流动指数。
例如，回收的聚苯乙烯可以具有小于约5wt％的添加剂含量。
例如，回收的聚苯乙烯可以具有小于约3wt％的添加剂含量。
例如，回收的聚苯乙烯可以具有小于约2wt％的添加剂含量。
例如，回收的聚苯乙烯可以具有小于约1wt％的添加剂含量。
例如，回收的聚苯乙烯可以具有小于约0.5wt％的添加剂含量。
例如，回收的聚苯乙烯可以具有小于约0.1wt％的添加剂含量。
例如，回收的聚苯乙烯可以具有小于约0.05wt％的添加剂含量。
例如，回收的聚苯乙烯可以具有约0.05wt％至约1wt％的添加剂含量。
例如，回收的聚苯乙烯可以具有约0.1wt％至约1wt％的添加剂含量。
例如，回收的聚苯乙烯可以具有小于约5wt％的填料含量。
例如，回收的聚苯乙烯可以具有小于约3wt％的填料含量。
例如，回收的聚苯乙烯可以具有小于约2wt％的填料含量。
例如，回收的聚苯乙烯可以具有小于约1wt％的填料含量。
例如，回收的聚苯乙烯可以具有小于约0.5wt％的填料含量。
例如，回收的聚苯乙烯可以具有小于约0.1wt％的填料含量。
例如，回收的聚苯乙烯可以具有小于约0.05wt％的填料含量。
例如，回收的聚苯乙烯可以具有约0.05wt％至约1wt％的填料含量。
例如，回收的聚苯乙烯可以具有约0.1wt％至约1wt％的填料含量。
例如，填料可以是无机填料。
例如，可以通过涉及用溶剂和非溶剂处理来回收聚苯乙烯废料而获得回收的聚合物。
例如可以通过涉及用溶剂和烃聚苯乙烯非溶剂处理来回收聚苯乙烯废料而获得回收的聚合物，所述溶剂是对伞花烃，所述烃聚苯乙烯非溶剂是C6-C8烷烃或其混合物。
例如，聚苯乙烯废料可以包括平均分子量为约200,000至约350,000g/mol的聚苯乙烯。
例如，聚苯乙烯废料可以包括平均分子量为约230,000至约260,000g/mol的聚苯乙烯。
例如，聚苯乙烯废料可以包括平均分子量为约260,000至约300,000g/mol的聚苯乙烯。
例如，回收的聚苯乙烯可以是透明的。
例如，回收的聚苯乙烯可以是清澈的。
例如，回收的聚苯乙烯可以是基本上透明的。
例如，回收的聚苯乙烯可以是至少基本上透明的。
例如，回收的聚苯乙烯可以通过本公开中描述的任意的加工方法(processes)和/或方法(methods)获得。
提供了本公开的回收的聚苯乙烯用于制备包含所述回收的聚苯乙烯和未用过的聚苯乙烯的混合物的用途。
还提供了使用本公开的回收的聚苯乙烯的方法，所述方法包括将回收的聚苯乙烯与未用过的聚苯乙烯混合。
例如，混合物可以包括至少约10wt％、至少约15wt％、至少约20wt％、约1wt％至约50wt％、约5wt％至约50wt％或约5wt％至约30wt％的回收的聚苯乙烯。
例如，回收的聚苯乙烯可以包括其他共聚物。例如，其可以包括丁二烯(HIPS)，为苯乙烯和丙烯腈的共聚物(SAN)或丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的共聚物(ABS)。
例如，回收的聚苯乙烯可以是苯乙烯-丁二烯共聚物。
根据本公开的另一个方面，提供了用于控制聚苯乙烯的回收的方法，包括：
为消费者提供用于储存聚苯乙烯废料的至少一个容器；
为消费者提供如何通过使用至少一种溶剂在至少一个容器中溶解聚苯乙烯废料的指令；
任选地监测进入至少一种溶剂中的聚苯乙烯废料的浓度，和/或至少一个容器中容纳的液体和/或固体的体积；
移除至少一个容器中容纳的至少一部分液体内容物，所述液体内容物包括溶解于至少一种溶剂中的聚苯乙烯废料；
任选地将一定量的至少一种溶剂添加至至少一个容器中；
将至少一个容器中容纳的至少一部分液体内容物运输至设施中，在所述设施处回收聚苯乙烯废料，或处理聚苯乙烯废料，用于将聚苯乙烯废料转化为回收的聚苯乙烯。
根据本公开的另一个方面，提供了用于储存聚苯乙烯废料和回收聚苯乙烯的方法，所述方法包括：
通过使用至少一种溶剂在至少一个容器中溶解聚苯乙烯废料；
任选地监测进入至少一种溶剂中的聚苯乙烯废料的浓度和/或至少一个容器中容纳的液体和/或固体的体积；
移除至少一个容器中容纳的至少一部分液体内容物，所述液体内容物包括溶解于至少一种溶剂中的聚苯乙烯废料；
任选地将一定量的至少一种溶剂添加至至少一个容器中；
将至少一个容器中容纳的至少一部分液体内容物运输至设施中，在所述设施处回收聚苯乙烯废料，或处理聚苯乙烯废料，用于将聚苯乙烯废料转化为回收的聚苯乙烯。
例如，通过如本公开定义的方法进行聚苯乙烯的回收或聚苯乙烯废料向回收的聚苯乙烯的转化。
例如，运输可以通过罐式卡车运输进行。
例如，运输可以通过罐式火车运输进行。
例如，运输可以借助管道进行。
例如，运输可以借助管线进行。
实施例
实施例1
聚苯乙烯废料的回收
在本研究中，用包括根据以下顺序的五个主要步骤的方法来回收聚苯乙烯废料：
1.将聚苯乙烯溶解于对伞花烃中的2.过滤PS/对伞花烃混合物以移除未溶解的物质
3.用对PS为非溶剂的非极性溶剂洗涤
4.干燥
5.形成和包装PS塑料珠
在第一步(溶解)中，将聚苯乙烯废料如工业消费后的膨胀型聚苯乙烯溶解于对伞花烃(1-甲基-4-(1-甲基乙基)苯中，是伞花烃的三种可能的异构体之一，也是自然界存在的仅有的一种)中。对伞花烃中的聚苯乙烯的溶解极限是在室温下33％(w/w)或28.5％(v/v)，聚苯乙烯/对伞花烃混合物的密度达到1.06kg/L的值，该值高于纯对伞花烃的密度，纯对伞花烃的密度是0.86kg/L。达到溶解极限是可能的，但是溶解速率降低至1/3。
在溶解步骤中，聚苯乙烯失去了其结构特性并且其占据的体积发生降低。将用于聚苯乙烯制造的包括六溴环十二烷(HBCD)和硅油的各种非极性添加剂溶解于对伞花烃溶剂中。在称为溶解组件的封闭的通风罐中进行该步骤。该组件的目的是在给定的时间内使可以溶解的聚苯乙烯的量最大化。例如，溶解组件内部的金属网格可以将膨胀型聚苯乙烯物品推入对伞花烃中，这可以例如使溶解时间从数小时减少至数分钟。
第三步(洗涤)具有包括以下的目的：(1)沉淀聚苯乙烯；(2)回收对伞花烃以在步骤1中重新使用；和(3)消除可以改变回收的聚苯乙烯的机械特性的不同添加剂。
该步骤包括首先用己烷、庚烷或具有适当沸点的任何其他烃沉淀溶解的聚苯乙烯。虽然观察到庚烷在洗涤步骤中提供了最佳结果，但其他烃也可能是有用的。在本研究中测试了己烷和辛烷。具有约100℃至约120℃的沸点的石油馏出物也可能是有用的，并且可以提供例如减少的过程和/或生产成本。
例如，溶剂可以具有大约或稍微高于聚苯乙烯废料的Tg的沸点。虽然聚苯乙烯的Tg可以例如根据分子量变化，但是聚苯乙烯废料的Tg典型地为约98℃。本领域技术人员会理解，对于工业聚苯乙烯物品制造中使用的大多数聚苯乙烯，Tg典型地仅随分子量或多分散性较小地变化。因此，溶剂可以具有高达约110℃的沸点，例如在1atm压力下约105℃至110℃的沸点。适当的烃溶剂可以例如使多于90％的对伞花烃能够迁移至烃溶剂中，并且对于聚苯乙烯是非溶剂。
为了进行第一次洗涤步骤(即沉淀聚苯乙烯)，将对伞花烃中的溶解的聚苯乙烯的混合物缓慢倒入容纳有处于其沸点温度的烃的双壁不锈钢罐中。在示例性实施方式中，在沸点温度(69℃)下的己烷用于该步骤。在其他示例性实施方式中，在沸点温度(98℃)下的庚烷用于该步骤。通过使用机械搅拌器温和地搅拌整个混合物。添加至烃的聚苯乙烯/对伞花烃溶液的体积处于聚苯乙烯/对伞花烃溶液与烃的体积比为1:3。在这些条件下，聚苯乙烯以粘稠的白色膏形式沉淀。搅拌时间(约5分钟至约10分钟)使有用的量的对伞花烃扩散至烃。然后，通过简单的倾析移除溶剂混合物上清，之后可能进行沉淀的聚苯乙烯的第二次洗涤。
在具有庚烷的相同的罐中进行第二次洗涤。根据1:1的聚苯乙烯:庚烷的体积比，将确定量的具有沸点温度98℃的庚烷引入罐中。在温和机械搅拌下于大气压下将整个混合物煮沸约2分钟至约5分钟。在第二次洗涤中使用与第一次洗涤不同的烃提高了聚苯乙烯的延展性，例如提高了剩余的对伞花烃溶剂从沉淀的聚苯乙烯扩散出并进入烃中。其后，通过简单的倾析移除上清溶剂混合物。根据洗涤效率的计算，在该阶段沉淀的聚苯乙烯中剩余的对伞花烃小于0.1％。
为了进一步减少聚苯乙烯中存在的对伞花烃，使用煮沸的庚烷进行第三次洗涤。剩余的溶剂的存在可以例如，影响熔融指数，也称为熔体流动指数(MFI)。洗涤效率的程度与MFI成反比。使用的洗涤条件与第二次洗涤步骤是相同的。
回收的溶剂混合物含有己烷、庚烷、对伞花烃和/或使用的其他烃溶剂，以及提取自PS的非极性添加剂。对伞花烃和添加剂的比例在第一溶剂混合物中高于第二和第三溶剂混合物。使用分馏使不同的产物分离。对伞花烃重复用于溶解步骤中，同时己烷和庚烷重复用于洗涤步骤中。回收的添加剂被认为是用于处理的废料。
第四步(干燥)包括在120℃下的温度下，于干燥器中干燥聚苯乙烯膏，所述聚苯乙烯膏含有约5至37％的庚烷。目的是基本上移除所有剩余的溶剂而不改变聚合物的质量。
第五步(包装)包括将干燥的聚苯乙烯切割成适合于使产品分配给消费者的小颗粒。利用工业中常用的造粒机控制最终产品的大小和形状。
为了限制在干燥和挤出步骤中观察到的主要由于氧化作用导致的PS降解，可以基于聚苯乙烯的重量，以约1％的比例添加商业抗氧化剂如IrganoxTM 1076(十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)-丙酸酯)。该化合物对食品应用是可接受的，其具有50℃的熔点，并且可以在加工中的各时间添加：即与对伞花烃一起，在洗涤步骤和/或最终的挤出步骤中。
表1显示了使用上面描述的方法的步骤回收各种类型的废料聚苯乙烯的结果[1]。
表1[1]
Figure BDA0003643524540000181
Figure BDA0003643524540000191
[1]使用庚烷:PS/伞花烃混合物的体积比为3:1、1:1和1:1的庚烷的三次洗涤进行所有试验，其分别使用15分钟、10分钟和5分钟的提取时间。
[2]用于所有试验的混合物还包括对伞花烃以使总量为100wt％。
[3]对每个结果使用ASTM D1238标准。
[4]在120℃的炉内，使用具有8cm的直径的铝板。除非另有规定，以<5mm的厚度干燥聚苯乙烯。
[5]再研磨珠来自托盘，并且已经具有较低的熔体流动指数。由于高分子量，聚苯乙烯的质量降低了混合物的熔体流动指数。
[6]在洗涤之前将石灰和滑石添加至PS伞花烃混合物中。
Irganox 1076具有保护免受氧化的特性。许多结果显示了对产品颜色的有帮助的作用。将丁二烯添加至苯乙烯中导致形成苯乙烯-丁二烯共聚物，其显示了比纯聚苯乙烯更好的耐冲击性。苯乙烯-丁二烯共聚物中的丁二烯单元可以用于建立具有聚合物链的三维基体。通过建立聚合物链之间的连接，分子量提高，于是熔体流动指数一定下降。苯乙烯-丁二烯共聚物聚合物含有4％的丁二烯。少量的丁二烯必须足以看见熔体流动指数的不同，但是结果是不确定的。
如表1可见，当聚苯乙烯-伞花烃混合物具有较低浓度时，实验显示了更好的结果。将混合物在非溶剂中稀释提高了扩散，因此提高了溶剂的提取。在聚合物混合物中添加固体颗粒是聚苯乙烯工业中减少成本或改善机械特性的常规实践。
表2显示了在方法的不同步骤中包括抗氧化剂Irganox 1076的结果。
表2
Figure BDA0003643524540000201
[1]对于每个结果使用了ASTM D1238标准。
如表2中可见的，所有样品的产物颜色是白色。由将Irganox 1076添加至聚苯乙烯/对伞花烃混合物的方法产生的产物的MFI最低。
表3显示了机械调节(mechanical conditioning)和干燥步骤的变化的影响。在洗涤的聚苯乙烯和干燥的聚苯乙烯之间存在约37.5％的差异。在这个时候，所有庚烷已经蒸发。而且，仅用挤出和成粒步骤，从洗涤的聚苯乙烯去除14％的庚烷是可能的。在方法中回收庚烷以重复洗涤处理。在这些研究的干燥步骤中，聚苯乙烯的来源不具有任何显著的影响。
表3[1]
Figure BDA0003643524540000211
[1]所有干燥在120℃的炉内进行。
[2]所有试验的混合物还包括对伞花烃以使总量为100wt％。
[3]值提供为基于颗粒化之前总质量的wt％。
实施例2
进行进一步测试以制备回收的聚苯乙烯。通过使用相似于实施例1中之前描述的方法但不添加任何Irganox来进行这样的测试。在实验室规模下对用于包装的真正的白色膨胀型聚苯乙烯进行这些测试。
由此，以下提供了这样的测试的结果
DSC(ASTM D3418)：Tg＝108.1℃
IZOD冲击测试(ASTM D4812)：4次测试平均冲击为13,78KJ/m2和175,72J/m，能量＝0,55J伴随全部断裂
表4：MFI测试MFI(200℃下Dynisco D4002的ASTM D1238)：
测试 MFI(g/10min)
1 11.44
2 11.01
3 10.70
平均 11.05
灰分含量(ASTM D5630)：0.10
表5:VICAT测试
VICAT软化温度(ASTM D1525)：
Figure BDA0003643524540000221
表6:VICAT测试
牵引测试(ASTM D638)
Figure BDA0003643524540000222
实施例3
进行进一步的测试以制备回收的聚苯乙烯。通过使用相似于实施例1中之前描述的方法来进行这样的测试。连续地进行该方法，按比例增大使来自实验室水平的方法达到工业水平。例如，该方法允许每小时制备约10kg的回收的聚苯乙烯。需要注意的是，该情况下关于该方法的生产率的限制因素不存在于该方法本身，而是存在于用于进行该方法的某些类型的设备。通过获得一些允许接受更大体积或更大量的设备，整个方法可以容易地达到每小时约500至约1000kg的回收的聚苯乙烯。
由此，以下提供了这样的测试的结果。
根据ASTM D1238-13标准，MFI＝22g/10min。
具体地参考特定的实施方式进行了描述，但是会理解对其进行的许多修改对本领域技术人员是明显的。因此，以上描述和附图应该被理解为具体实例而不是限制的意义。

Claims (7)

1.对伞花烃和在1atm压力下沸点为98℃至110℃的非溶剂用于回收聚苯乙烯的组合用途。
2.根据权利要求1所述的用途，其中，所述对伞花烃用于溶解聚苯乙烯，并且所述非溶剂用于将聚苯乙烯沉淀为膏。
3.根据权利要求2所述的用途，其中，聚苯乙烯的沉淀是在所述非溶剂的沸点下进行的。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的用途，其中，所述非溶剂是庚烷。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的用途，其中，苯乙烯是从包含对伞花烃、庚烷和聚苯乙烯的混合物中沉淀的，并且在约98℃的温度下进行沉淀。
6.一种用于生产回收的聚苯乙烯的组合物，其特征在于，所述组合物包括聚苯乙烯、对伞花烃和在1atm压力下沸点为98℃至110℃的非溶剂。
7.根据权利要求6所述的组合物，其中，所述非溶剂是庚烷。
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