CN117597385A - 聚合物回收物工艺和产物 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
提供了用于加工HDPE和/或MDPE回收物(包括但不限于聚乙烯和聚丙烯)的方法以及由此得到的组合物。HDPE和/或MDPE回收物原料可以被减粘裂化以改进加工特性和/或被脱挥发分以去除废副产物以产生经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物。将经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物与消费前聚烯烃配混以产生具有可接受的或甚至改进的加工特性的共混物组合物。这样的消费前聚烯烃还可以被减粘裂化以进一步调整这样的聚合物共混物的加工特性。挤出机和/或挤出机区的组合可以在相同或不同的位置用于HDPE和/或MDPE回收物和/或消费前聚烯烃的减粘裂化和/或配混。
Description
相关申请的交叉引用
本申请是根据《专利合作条约》提交的,其要求2021年6月22日提交的标题为“聚合物回收物工艺和产物(POLYMER RECYCLATE PROCESSES AND PRODUCTS)”的美国临时专利申请序列号63/213,429和2021年8月30日提交的标题为“聚合物回收物工艺和产物(POLYMERRECYCLATE PROCESSESAND PRODUCTS)”的美国临时专利申请序列号63/238,655的优先权,这两个美国临时专利申请的内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开涉及单独或与其他聚烯烃组合使用挤出工艺来改进聚烯烃回收物的加工特性。本发明还涉及通过这样的工艺生产的组合物。
背景技术
聚烯烃(包括聚乙烯和聚丙烯)在许多应用中越来越多地被大量消费,包括食品和其他商品的包装、电子设备、汽车零部件和各种各样的制成品。废塑料材料可以来自各种来源,包括城市塑料废物的不同回收,主要由柔性包装(流延膜、吹塑膜和BOPP膜)、硬性包装、吹塑瓶和注塑容器构成。通常,通过与诸如PVC、PET或PS的其他聚合物分离的步骤,可以获得两种主要的聚烯烃级分,即聚乙烯(包括HDPE、LDPE、LLDPE)和聚丙烯(包括均聚物、无规共聚物、多相共聚物)。
回收的聚烯烃或聚烯烃级分的多组分性质可能导致制备的制品或其中部分原生HDPE和/或MDPE被回收聚合物替代的聚烯烃制剂的机械和光学性能低。不可预测的机械和/或光学性质可以由回收的聚烯烃的一种或多种特性的可变性产生,这些特性包括但不限于熔融指数、高负荷熔融指数、熔体弹性、复数粘度或其组合。另外,回收的聚烯烃或聚烯烃级分可以含有杂质或被其他组分污染。此外,回收的聚烯烃或聚烯烃级分的分子量、分子量分布和/或共聚单体含量可以限制回收的聚烯烃可以包括在其中的原生HDPE和/或MDPE的范围。使用回收的聚烯烃的另一个限制可能是存在来自挥发性有机化合物的令人不愉快的气味,其可能在这些聚合物的使用期间被吸收在这些聚合物中。
在聚乙烯的情况下,可能期望将聚乙烯废物分成主要为HDPE、主要为MDPE、主要为LDPE、主要为LLDPE的部分。在HDPE和/或MDPE部分的情况下,本公开提供生产包括回收的HDPE和/或MDPE的聚烯烃组合物的工艺,这些聚烯烃组合物具有有用的性质组合。这样的公开的工艺可以是高度灵活的,并且可以用通常使用的设备和熟悉的技术来实施,以生产各种各样的产品。
发明内容
总体上,本公开涉及用于加工聚烯烃回收物、特别是高密度聚乙烯(“HDPE”)回收物和/或中密度聚乙烯(“MDPE”)回收物的方法。这样的加工包括在挤出机中实施减粘裂化条件以将HDPE和/或MDPE回收物转化成具有降低的重均分子量的减粘裂化HDPE和/或MDPE回收物。在一些实施例中,还使HDPE和/或MDPE回收物经受脱挥发分条件以将HDPE和/或MDPE回收物转化成具有降低的重均分子量和降低的挥发性有机化合物(“VOC”)含量的减粘裂化HDPE和/或MDPE回收物。
减粘裂化条件包括热减粘裂化和/或过氧化减粘裂化。热减粘裂化包括足以使聚合物链断裂相对于聚合物链支化或交联占优势的温度、压力和机械剪切。当将过氧化物添加到挤出机中的聚合物熔体中,随后过氧化物热分解形成自由基,自由基与聚合物链反应导致链断裂时,发生过氧化减粘裂化。在一些实施例中,减粘裂化条件由在不存在或基本上不存在氧气的情况下在比HDPE和/或MDPE的熔点高至少180℃的温度下进行热减粘裂化组成。
脱挥发分条件可以包括通过挤出机的一部分降低聚烯烃中的VOC,挤出机的该部分具有密集混合装置和脱挥发分区段以便能够在高温下去除VOC。脱挥发分条件还可以通过以下方式增强:向挤出机中注入吹扫气体;在聚合物熔体中分配气体以清除VOC组分;以及通过排气和/或真空来提取气体和清除的VOC组分。
在一些实施例中,经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物可以在挤出机的出料处被造粒为产品。在其他实施例中,可以将经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物进料到第二挤出机中以与原生HDPE和/或MDPE配混或共混。在其他实施例中,原生HDPE和/或MDPE可以是来自聚合装置的聚烯烃粉末产物、粒化的聚烯烃或聚烯烃熔体,其是第三挤出机的产物。在这一段中的任何实施例中,原生HDPE和/或MDPE可以在添加到第二反应器之前已经经受减粘裂化工艺。
在一些实施例中,将原生HDPE和/或MDPE进料到第三挤出机中并且将来自第三挤出机的聚合物熔体与经加工的HDPE和/或MDPE回收物熔体一起共进料到第二挤出机中。
在一些实施例中,提供了一种组合物,其中该组合物是或包括5wt.%至90wt.%的HDPE和/或MDPE回收物以及10wt.%至95wt.%的原生HDPE和/或MDPE的聚合物共混物,其中所有重量百分比是基于该聚合物共混物的总重量,并且HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料以及原生HDPE和/或MDPE中的一者或两者被减粘裂化。减粘裂化可以是热减粘裂化和/或过氧化减粘裂化。
前面已经相当广泛地概述了本发明的特征和技术优点,以便可以更好地理解下面对本发明的详细描述。下文将描述本发明的其他特征和优点,它们构成本发明权利要求的主题。本领域技术人员应当理解,所公开的概念和具体实施例可以容易地用作修改或设计用于实现本发明相同目的的其它膜结构和/或工艺的基础。本领域的技术人员还应该认识到,这样的等效构造不脱离如所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围。从下面的描述中将更好地理解被认为是本发明的特征的关于其结构和制造方法的新颖特征以及进一步的目的和优点。
附图说明
通过结合附图参考以下描述可以理解所要求保护的主题,在附图中,相同的附图标记表示相同的元件,并且其中:
图1是根据本发明的实施例获得经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的工艺的简化流程图;
图2是根据本发明的实施例使用两个挤出机获得经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物与原生HDPE和/或MDPE的共混物的工艺的简化流程图;
图3是根据本发明的实施例使用三个挤出机获得经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物与原生HDPE和/或MDPE的共混物的工艺的简化流程图;
图4是示出根据本发明的实施例减粘裂化HDPE均聚物对复数粘度的影响的重叠图;
图5是示出根据本发明的实施例减粘裂化HDPE均聚物对分子量的影响的重叠图;
图6是示出根据本发明的实施例减粘裂化HDPE共聚物对复数粘度的影响的重叠图;
图7是示出根据本发明的实施例减粘裂化HDPE共聚物对分子量的影响的重叠图;
图8是示出根据本发明的实施例减粘裂化MDPE对复数粘度的影响的重叠图;
图9是示出根据本发明的实施例减粘裂化MDPE共聚物对分子量的影响的重叠图;
图10是示出根据本发明的实施例减粘裂化HDPE回收物原料对复数粘度的影响的重叠图;以及
图11是示出根据本发明的实施例减粘裂化HDPE回收物原料对分子量的影响的重叠图。
虽然所公开的工艺和组合物易于进行各种修改和替代形式,但附图通过实例说明本文详细描述的具体实施例。然而,应当理解,本文对具体实施例的描述并不旨在将本发明限制为所公开的特定形式,相反,本发明旨在覆盖落入由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替换。
具体实施方式
现在将公开以下要求保护的主题的说明性实施例。为了清楚起见,在本说明书中可能没有描述一些实际实现的一些特征。应当理解,在任何这样的实际实施例的开发中,必须做出许多实现方式特定的决定以实现开发者的特定目标,诸如符合系统相关和商业相关的约束,这将随着实现方式的不同而变化。此外,应当理解,这样的开发努力,即使是复杂和耗时的,对于受益于本公开的本领域普通技术人员而言也是常规任务。
这里使用的词语和短语应该被理解和解释为具有与相关领域的技术人员对那些词语和短语的理解一致的含义。术语或短语的特殊定义,即与本领域技术人员术语或短语的特殊定义,即不同于本领域技术人员所理解的普通和习惯含义的定义。就术语或短语旨在具有特殊含义,即不同于本领域技术人员所理解的最宽含义的含义而言,这种特殊或清楚的定义将在说明书中以提供术语或短语的特殊或清楚的定义的定义方式明确地阐述。还必须注意,如在说明书和所附权利要求中所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数引用,除非另有说明。
例如,以下讨论包括本公开中使用的若干具体术语的定义的非穷举列表(其他术语可以以本文其他地方的定义方式来定义或阐明)。这些定义旨在阐明本文所用术语的含义。据信,术语以与其通常含义一致的方式使用,但是为了清楚起见,在此指定定义。
定义
如本文所用,“抗氧化剂”是指对氧化、可产生自由基的化学反应和链反应的进行抑制的化合物。
如本文所用,“配混条件”是指在挤出机中实施以提供两种或更多种聚合物和任选地添加剂的均匀混合以产生基本上均匀的聚合物产物的温度、压力和剪切力条件。
如本文所用,“脱挥发分条件”是指使聚合物熔体在挤出机中经受吹扫气体的注入和排出、加热、物理混合、通过排气或施加真空的压力降低或其组合。在挤出机中实施的脱挥发分条件足以将进料到挤出机的聚合物的VOC降低预定百分比和/或降低至离开挤出机的聚合物的预定VOC目标。脱挥发分条件涉及通过挤出机的一部分降低聚烯烃中的VOC,挤出机的该部分具有密集混合装置和脱挥发分区段以便能够在高温下去除VOC。脱挥发分条件还可以通过以下方式进一步增强:向挤出机中注入吹扫气体;在聚合物熔体中分配气体以清除VOC组分;以及通过排气或真空来提取气体和清除的VOC组分。
如本文所用,“脱挥发分的HDPE和/或MDPE回收物”是指通过使HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料经受如本文所描述的脱挥发分条件而获得的产物。
如本文在“第一挤出机”、“第二挤出机”和“第三挤出机”的上下文中使用的“挤出机”在一些实施例中是指单独的挤出装置,并且在其他实施例中是指单个挤出装置内的单独的区段。在一些实施例中,第一挤出机和第二挤出机是单独的机器。在一些实施例中,第一挤出机和第二挤出机是单个机器中的单独的区段。在一些实施例中,第二挤出机和第三挤出机是单独的机器。在一些实施例中,第二挤出机和第三挤出机是单个机器中的单独的区段。在一些实施例中,第一挤出机、第二挤出机和第三挤出机是单独的机器。在一些实施例中,第一挤出机、第二挤出机和第三挤出机是单个机器中的单独的区段。如本文所用,“挤出机”包括能够在减粘裂化条件、配混条件、熔融条件或脱挥发分条件下连续加工一种或多种聚烯烃的任何设备或设备的组合,包括但不限于Farrel连续混合器(FCMTM混合器,可得自康涅狄格州安索尼亚市的Farrel公司(Farrel Corporation,Ansonia,Connecticut)。
如本文所用,“HDPE”是指在悬浮液、溶液、浆液或气相聚合工艺中产生并且具有在0.940g/cm3至0.970g/cm3范围内的密度的乙烯均聚物和乙烯共聚物。
如本文所用,“HDPE和/或MDPE回收物原料”是指在收集和分选之后但在经受本文所公开的工艺之前的HDPE和/或MDPE回收物。
如本文所用,“HDPE和/或MDPE回收物”是指消费后回收的(“PCR”)HDPE和/或MDPE和/或工业后回收的(“PIR”)HDPE和/或MDPE。聚烯烃回收物衍生自作为消费物品已经完成其生命周期的最终产品,并且否则将作为废物(例如,聚乙烯水瓶)或作为来自工业工艺的废物生成的塑料废料处置。消费后聚烯烃包括已经在商用回收利用程序和住宅回收利用程序中收集的聚烯烃,包括软包装(流延膜、吹塑膜和BOPP膜)、硬性包装、吹塑瓶和注塑容器。通常,通过与诸如PVC、PET或PS的其他聚合物分离的步骤,获得两种主要的聚烯烃级分,包括聚乙烯回收物(包括HDPE、MDPE、LDPE、LLDPE)和聚丙烯回收物(包括均聚物、无规共聚物、多相共聚物)。还可以分离聚乙烯回收物以回收具有HDPE和/或MDPE作为主要组分的部分。除了来自不同聚合物的污染之外,HDPE和/或MDPE回收物经常含有其他杂质,诸如PMMA、PC、木材、纸、纺织品、纤维素、食品以及其他有机废物,其中许多导致HDPE和/或MDPE回收物在典型加工之前和之后具有令人不愉快的气味。
如本文所用,“LDPE”是指在高压自由基聚合中产生并且具有在0.910g/cm3至0.940g/cm3范围内的密度的乙烯均聚物和乙烯共聚物。
如本文所用,“LLDPE”是指在悬浮液、溶液、浆液或气相聚合工艺中产生并且具有在0.910g/cm3至0.940g/cm3范围内的密度的乙烯共聚物。
如本文所用,“MDPE”是指在悬浮液、溶液、浆液或气相聚合工艺中产生并且具有在0.925g/cm3至0.940g/cm3范围内的密度的乙烯共聚物。
如本文所用,“熔融条件”是指由聚合物粒料或粉末的进料产生聚合物熔体所需的单独或彼此组合的温度、压力和剪切力条件。
如本文所用,“经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物”是指通过使HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料经受如本文所描述的减粘裂化条件或减粘裂化条件、然后经受脱挥发分条件而获得的产物。
如本文所用,“原生HDPE和/或MDPE”是消费前聚烯烃。消费前聚烯烃是直接或间接由进料到聚合装置的石油化工原料获得的聚烯烃产物。消费前聚烯烃可以经受后聚合工艺,例如但不限于挤出、造粒、减粘裂化和/或在产品到达最终用途消费者之前完成的其他加工。在一些实施例中,原生HDPE和/或MDPE具有单一热历史。在一些实施例中,原生HDPE和/或MDPE具有多于一个热历史。在一些实施例中,原生HDPE和/或MDPE不包括添加剂。在一些实施例中,原生HDPE和/或MDPE包括添加剂。
如本文所用,“减粘裂化条件”是指热减粘裂化和/或过氧化减粘裂化。热减粘裂化包括足以使聚合物链断裂相对应聚合物链支化或交联占优势的温度、压力和/或机械剪切。当将过氧化物添加到挤出机中的聚合物熔体中,随后过氧化物热分解形成自由基,自由基与聚合物链反应导致链断裂时,发生过氧化减粘裂化。如本文所用,经减粘裂化的聚合物将具有较低的数均分子量和重均分子量、较窄的分子量分布、较高的熔融指数和较高的高负荷熔融指数。在一些实施例中,减粘裂化条件由在不存在或基本上不存在氧气的情况下在大于或等于300℃,或在320℃至400℃范围内的温度下进行热减粘裂化组成。
如本文所用,“减粘裂化”是指热处理或化学处理聚合物以产生如此处理的HDPE和/或MDPE的Mn、Mw和MWD(Mw/Mn)的降低和熔融指数I2(ASTM D-1238,2.16kg@190℃)和高负荷熔融指数I21(ASTM D-1238,21.6kg@190℃)的增加。向聚烯烃材料施加高温和/或添加自由基源(诸如过氧化物)导致聚合物链的劣化和聚合物平均分子量的降低。同时,分子量分布变窄。当有意进行这样的方法来使聚合物的性质改性时,这些实践通常称为“减粘裂化”。
如本文所用,“减粘裂化HDPE和/或MDPE回收物”是指通过使HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料经受如本文所描述的减粘裂化条件而获得的产物。
加工HDPE和/或MDPE回收物原料
在图1中,流程图100包括具有减粘裂化区115和任选的脱挥发分区120的减粘裂化挤出机110。将HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料125添加到减粘裂化挤出机110中,靠近该挤出机的入口端。HDPE和/或MDPE回收物通过减粘裂化挤出机110的机筒中的一个或多个旋转螺杆驱动器被抽吸通过挤出机110。减粘裂化挤出机110的长度被分成一个或多个区。每个区可以具有以下各项中的一项或多项:螺杆驱动器上的指定螺距、用于注入气体的入口130、135、用于排出气体的通气口或真空连接件140、用于增加或减少热量的机构、用于注入过氧化物的入口145以及用于注入添加剂的入口,以便赋予预选的工艺条件,包括但不限于压力、温度和/或剪切力。
图1示出了具有减粘裂化区115和任选的脱挥发分区120两者的实施例。其他实施例可以仅具有减粘裂化区115而没有脱挥发分区。减粘裂化挤出机110中的工艺条件还可以由螺杆驱动器的旋转速度控制。将经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物150在靠近减粘裂化挤出机110的出料处排出用于进一步加工或造粒。
HDPE和/或MDPE回收物原料
在一些实施例中,HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料衍生自:乙烯均聚物;衍生自乙烯的单元和衍生自一种或多种C3至C12α烯烃的单元的共聚物;衍生自乙烯的单元和衍生自一种或多种α单烯烃的单元的共聚物。这样的C3至C12α烯烃包括但不限于取代或未取代的C3至C12α烯烃,诸如丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、壬烯、癸烯、十一碳烯、十二烷及其异构体。当存在时,共聚单体可以以至多20wt%、15wt%、10wt%或5wt%的量存在。HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料可以衍生为主要包括HDPE和/或MDPE回收物的消费后回收的聚烯烃和/或工业后回收的聚烯烃的一部分,其中“主要”是指基于HDPE和/或MDPE回收物原料的总重量,大于或等于80wt%、大于或等于85wt%、大于或等于90wt%、或大于或等于95wt%。
这样的乙烯均聚物和/或共聚物可以使用已知的装备和反应条件在悬浮液、溶液、浆液或气相工艺中产生。在一些实施例中,聚合温度在大气压、低于大气压或高于大气压下在约0℃至约300℃范围内。
浆液或溶液聚合体系可以利用低于大气压或高于大气压的压力和在约40℃至约300℃范围内的温度。示例性的液相聚合体系在美国专利第3,324,095号中进行描述,其公开内容以引用的方式全部并入本文中。液相聚合体系通常包括反应器,烯烃单体和催化剂组合物被添加到该反应器,并且该反应器含有用于溶解或悬浮聚烯烃的液体反应介质。液体反应介质可以由本体液体单体或在所采用的聚合条件下是非反应性的惰性液烃组成。尽管这样的惰性液烃不需要用作催化剂组合物的或通过该工艺获得的聚合物的溶剂,但是它通常用作聚合中采用的单体的溶剂。适用于此目的的惰性液烃是异戊烷、己烷、环己烷、庚烷、苯、甲苯等。烯烃单体与催化剂组合物之间的反应性接触应通过恒定搅拌或搅动来维持。将含有烯烃聚合物产物和未反应的烯烃单体的反应介质从反应器中连续地排出。分离烯烃聚合物产物,并且将未反应的烯烃单体和液体反应介质再循环到反应器中。
气相聚合体系可以利用在1psig(6.9kPag)至1,000psig(6.9MPag)、50psig(344kPag)至400psig(2.8MPag)、或100psig(689kPag)至300psig(2.1MPag)范围内的高于大气压的压力和在30℃至130℃或65℃至110℃范围内的温度。气相聚合体系可以是搅拌或流化床体系。在一些实施例中,通过在反应条件下和在催化剂组合物存在下以足以将固体颗粒床维持在悬浮条件下的速度使含有一种或多种烯烃单体的料流连续地通过流化床反应器来进行气相流化床工艺。将含有未反应单体的料流从反应器中连续地排出、压缩、冷却、任选地部分或完全冷凝,并且再循环到反应器中。从反应器中排出产物并且将补充单体添加到再循环料流中。根据聚合体系温度控制的需要,任何对催化剂组合物和反应物惰性的气体也可以存在于气流中。
在一些实施例中,使用基于VIB族金属的催化剂。在一些实施例中,催化剂是铬系催化剂。这样的HDPE均聚物和/或共聚物具有一些长链支化和在0.940g/cm3至0.970g/cm3范围内的密度。这样的MDPE共聚物具有一些长链支化和在0.925g/cm3至0.940g/cm3范围内的密度。
如上所描述的衍生自HDPE的HDPE回收物原料可以表征为具有:
i)在0.940g/cm3至0.970g/cm3范围内的密度;
ii)在0.10g/10min至小于或等于1.0g/10min的范围内的熔融指数(I2;2.16kg,190℃);
iii)大于6.0、大于8.0、或大于10、和/或小于25、小于20、或小于15的分子量分布(Mw/Mn);
iv)大于或等于100,000道尔顿、大于或等于150,000道尔顿、大于或等于200,000道尔顿、或大于或等于250,000道尔顿,和/或小于或等于600,000道尔顿、小于或等于500,000道尔顿、小于或等于400,000道尔顿、或小于或等于300,000道尔顿的重均分子量;以及
v)大于或等于1.0、大于或等于2.0、或大于或等于3.0、和/或小于8.0、小于7.0、或小于6.0的熔体弹性(ER)。
在一些实施例中,除了前述性质之外,HDPE回收物原料还可以表征为具有以下各项中的一项或多项:
vi)第一VOC含量;
vii)第一高负荷熔融指数(I21;21.6kg,190℃);
viii)第一熔融指数比(MIR,I21/I2);
ix)在0.70至0.99、0.80至0.98、或0.85至0.97范围内的第一长链支化参数(g′);
x)第一总体多分散性比(PDR);
xi)第一复数粘度比以及
xii)第一特性粘度。
如上所描述的衍生自MDPE的MDPE回收物原料可以表征为具有:
i)在0.925g/cm3至0.940g/cm3范围内的密度;
ii)在0.10g/10min至小于或等于1.0g/10min的范围内的熔融指数(I2;2.16kg,190℃);
iii)大于6.0、大于8.0、或大于10、和/或小于25、小于20、或小于15的分子量分布(Mw/Mn);
iv)大于或等于100,000道尔顿、大于或等于150,000道尔顿、大于或等于200,000道尔顿、或大于或等于250,000道尔顿,和/或小于或等于600,000道尔顿、小于或等于500,000道尔顿、小于或等于400,000道尔顿、或小于或等于300,000道尔顿的重均分子量;以及
v)大于或等于1.0、大于或等于2.0、或大于或等于3.0、和/或小于8.0、小于7.0、或小于6.0的熔体弹性(ER)。
在一些实施例中,除了前述性质之外,MDPE回收物原料还可以表征为具有以下各项中的一项或多项:
vi)第一VOC含量;
vii)第一高负荷熔融指数(I21;21.6kg,190℃);
viii)第一熔融指数比(MIR,I21/I2);
ix)在0.70至0.99、0.80至0.98、或0.85至0.97范围内的第一长链支化参数(g′);
x)第一总体多分散性比(PDR);
xi)第一复数粘度比以及
xii)第一特性粘度。
减粘裂化挤出机
HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料被进料到第一挤出机中并且经受减粘裂化条件和任选地脱挥发分条件。
-减粘裂化
减粘裂化条件在第一挤出机的减粘裂化区中实施并且针对HDPE和/或MDPE进行定制。在一些实施例中,减粘裂化条件是指热减粘裂化和/或过氧化减粘裂化。在一些实施例中,减粘裂化条件由热减粘裂化组成,其中减粘裂化区中的温度大于或等于300℃,其中认为断链反应超过长链支化和/或交联反应。在一些实施例中,减粘裂化区中的温度可以在320℃至500℃、340℃至480℃或360℃至460℃的范围内。在一些实施例中,在第一挤出机出料处的仪器直接或间接地监测流变性(I2、I21、粘度、熔体弹性、复数粘度比等)以测量和辅助控制减粘裂化。在其中抗氧化剂添加与减粘裂化结合使用的一些实施例中,抗氧化剂添加点在减粘裂化反应的大部分已经发生之后在第一挤出机上的位置处。在一些实施例中,减粘裂化条件由在不存在或基本上不存在氧气的情况下进行热减粘裂化组成,其中基本上不存在氧气是指基于挤出机中聚合物的总重量,小于或等于1.0wt%、小于或等于0.10wt%、或小于或等于0.01wt%。在一些实施例中,减粘裂化挤出机包括一个或多个熔体过滤器。
-脱挥发分
脱挥发分条件任选地在第一挤出机中实施并且旨在通过挤出机的一部分来减少HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料中的VOC,挤出机的该部分具有密集混合装置和脱挥发分区段以便能够在高温下去除VOC。脱挥发分条件还可以通过以下方式增强:向挤出机中注入吹扫气体,例如但不限于氮气、二氧化碳、水或其组合;在聚合物熔体中分配气体以清除VOC组分;以及通过排气和/或真空来提取气体和清除的VOC组分。
经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物
将经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物从减粘裂化挤出机的出料处排出,其中“经加工的”是指HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料经受减粘裂化条件或减粘裂化条件、然后经受脱挥发分条件。如上所描述的经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物可以表征为具有:
i)密度,其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的密度与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的密度的比率是大于或等于1.0;
ii)熔融指数,其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的熔融指数与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的熔融指数的比率是大于或等于5.0和/或经加工的HDPE回收物,和/或经加工的MDPE回收物的熔融指数是大于或等于5.0g/10min、或大于或等于10.0g/10min;
iii)分子量分布,其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的分子量分布与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的分子量分布的比率是在从0.25至0.60、从0.30至0.55、或从0.35至0.50的范围内;
iv)重均分子量(“Mw2”),其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的重均分子量与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的重均分子量的比率是在从0.10至0.70、从0.15至0.60、或从0.20至0.50的范围内;以及
v)熔体弹性(“ER”),其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的ER与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的ER的比率是在从0.10至0.45、从0.15至0.40、或从0.20至0.35的范围内,和/或第二熔体弹性是小于或等于2.0、小于或等于1.5、或小于或等于1.3,和/或大于或等于0.75、大于或等于0.85、或大于或等于0.95。
在一些实施例中,除了以上性质之外,经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物还可以表征为具有以下各项中的一项或多项:
vi)VOC含量,其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的VOC含量与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的VOC含量的比率是小于或等于0.9、0.8、0.7、0.6、或0.5,各自单独地或组合地具有大于或等于0.1的下限;
vii)高负荷熔融指数(I21;21.6kg,190℃),其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的高负荷熔融指数与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的高负荷熔融指数的比率是大于或等于2.0、大于或等于3.0、或大于或等于4.0;
viii)viii)熔融指数比(MIR,I21/I2),其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的MIR与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的MIR在0.30至0.60的范围内;
ix)长链支化参数(g′),其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的g′与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的g′的比率是小于或等于1.0;
x)大于或等于0.60的第一长链支化指数(“LCBI”),并且经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物具有小于或等于0.40的LCBI;
xi)总体多分散性比(PDR),其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的PDR与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的PDR的比率是小于或等于0.50、小于或等于0.45、或小于或等于0.40;
xii)复数粘度比其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的复数粘度比与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的复数粘度比的比率小于或等于0.50、小于或等于0.40、或小于或等于0.30,和/或第二复数粘度比小于或等于10、小于或等于8.0、或小于或等于6.0,并且/>是在0.1rad/sec下的复数粘度并且/>是在100rad/sec下的复数粘度,两者均在190℃的温度下;
xiii)特性粘度[η],其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的特性粘度与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的特性粘度的比率是小于或等于0.90、小于或等于0.80、或小于或等于0.70;以及
xiv)HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料具有第一离模膨胀,第二HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体具有第二离模膨胀,并且该第二离模膨胀与该第一离模膨胀的比率是小于或等于0.90、小于或等于0.80、小于或等于0.70、小于或等于0.60,和/或该第二离模膨胀是小于或等于150%、小于或等于130%、小于或等于110%、或小于或等于90%。
经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物与聚烯烃共混物组分的共混——
两个挤出机
在图2中,流程图200包括减粘裂化挤出机210和配混挤出机255。如图2所示的本发明的实施例包括具有减粘裂化区215和脱挥发分区220的减粘裂化挤出机210。将HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料225添加到减粘裂化挤出机210中,靠近该挤出机的入口端。HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料225通过减粘裂化挤出机210的机筒中的一个或多个旋转螺杆驱动器被抽吸通过减粘裂化挤出机210。减粘裂化挤出机210的长度被分成一个或多个区。每个区可以具有以下各项中的一项或多项:螺杆驱动器上的指定螺距、用于注入气体的入口230、235、用于排出气体的通气口或真空连接件240、用于增加或减少热量的机构、用于注入过氧化物的入口245以及用于注入添加剂的入口,以便赋予预选的工艺条件,包括但不限于压力、温度和剪切力。
图2示出了具有减粘裂化区215和脱挥发分区220两者的实施例。其他实施例可以独立地具有减粘裂化区215或脱挥发分区220而没有另一者。减粘裂化挤出机210中的工艺条件还可以由螺杆驱动器的旋转速度控制。将经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物250在靠近减粘裂化挤出机210的出料处排出用于进一步加工。
图2的实施例包括具有配混区260的第二挤出机255。将经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物250作为第一共混物组分与聚烯烃共混物组分252一起添加到配混挤出机255中,靠近该挤出机的入口端,并且经受配混条件。聚烯烃共混物组分252包括原生聚烯烃、聚烯烃回收物原料、经加工的聚烯烃回收物或其组合。在一些实施例中,原生聚烯烃包括原生HDPE、原生LLDPE、原生HDPE、原生MDPE、原生聚丙烯或其组合。在一些实施例中,聚烯烃回收物原料包括LDPE回收物原料、LLDPE回收物原料、HDPE回收物原料、MDPE回收物原料、聚丙烯回收物原料或其组合。在一些实施例中,经加工的聚烯烃回收物包括经加工的LDPE回收物、经加工的LLDPE回收物、第二经加工的HDPE回收物、第二经加工的MDPE回收物、经加工的聚丙烯回收物或其组合。在一些实施例中,聚烯烃共混物组分包括原生HDPE和/或MDPE、HDPE和/或MDPE回收物原料、经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物或其组合。HDPE和/或MDPE回收物250和聚烯烃共混物组分252的混合物通过挤出机255的机筒中的一个或多个旋转螺杆驱动器被抽吸通过配混挤出机255。靠近挤出机的入口端的一个或多个附加入口用于添加抗氧化剂265和/或其他组分270。配混挤出机255的长度可以被分成一个或多个区。每个区可以具有以下各项中的一项或多项:螺杆驱动器上的指定螺距、用于增加或减少热量的机构、用于注入添加剂的入口以及用于排出气体的通气口或真空连接件275,以便赋予预选的工艺条件,包括但不限于压力、温度和剪切力。将经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物250与聚烯烃共混物组分252的熔体的共混物280在靠近配混挤出机255的出料处排出用于进一步加工或造粒。
在一些实施例中,聚烯烃共混物组分可以是来自聚合装置的聚烯烃粉末产物、粒化的聚烯烃、或聚烯烃熔体,其是从第三挤出机排出的产物。在这些实施例的一些实施例中,聚合装置包括两个、三个或更多个聚合反应器和/或聚合反应器内的两个、三个或更多个聚合区。更具体的聚合装置实施例包括但不限于串联的两个或三个气相流化床反应器、串联的两个或三个浆液相反应器和与多区循环反应器串联的气相流化床反应器。
在一些实施例中,聚烯烃共混物组分(其本身可以包括两种或更多种聚合物)的量是基于对数混合规则确定是,其中共混物组分满足以下方程:
其中:
MFR是I2、I21或其他选择的熔融指数;
MFR共混物是最终共混物产物的目标MFR;
n是共混物中的组分的数量;并且
i是n组分共混物的第i组分。
共混物组分
第一共混物组分是由减粘裂化挤出机生产的经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物。第二共混物组分包括原生聚烯烃、聚烯烃回收物原料、经加工的聚烯烃回收物或其组合。在一些实施例中,原生聚烯烃包括原生LDPE、原生LLDPE、原生HDPE、原生聚丙烯或其组合。在一些实施例中,聚烯烃回收物原料包括LDPE回收物原料、LLDPE回收物原料、HDPE回收物原料、聚丙烯回收物原料或其组合。在一些实施例中,经加工的聚烯烃回收物包括经加工的LDPE回收物、经加工的LLDPE回收物、第二经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物、经加工的聚丙烯回收物或其组合。在一些实施例中,聚烯烃共混物组分包括原生HDPE和/或MDPE、HDPE和/或MDPE回收物原料、经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物或其组合。当经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物与另一种经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物共混时,第一HDPE和/或MDPE回收物将具有将其与该第二经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物区分开的至少一个参数。
-原生HDPE和/或MDPE
在一些实施例中,原生HDPE和/或MDPE衍生自:乙烯均聚物;衍生自乙烯的单元和衍生自一种或多种C3至C12α烯烃的单元的共聚物;衍生自乙烯的单元和衍生自一种或多种α单烯烃的单元的共聚物。这样的C3至C12α烯烃包括但不限于取代或未取代的C3至C12α烯烃,诸如丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、壬烯、癸烯、十一碳烯、十二烷及其异构体。当存在时,共聚单体可以以至多20wt%、15wt%、10wt%或5wt%的量存在。原生HDPE和/或MDPE可以衍生为主要包括HDPE和/或MDPE回收物的消费后回收的聚烯烃和/或工业后回收的聚烯烃的一部分,其中“主要”是指基于原生HDPE和/或MDPE的总重量,大于或等于80wt%、大于或等于85wt%、大于或等于90wt%、或大于或等于95wt%。
这样的乙烯均聚物和/或共聚物可以使用已知的装备和反应条件在悬浮液、溶液、浆液或气相工艺中产生。在一些实施例中,聚合温度在大气压、低于大气压或高于大气压下在约0℃至约300℃范围内。
浆液或溶液聚合体系可以利用低于大气压或高于大气压的压力和在约40℃至约300℃范围内的温度。示例性的液相聚合体系在美国专利第3,324,095号中进行描述,其公开内容以引用的方式全部并入本文中。液相聚合体系通常包括反应器,烯烃单体和催化剂组合物被添加到该反应器,并且该反应器含有用于溶解或悬浮聚烯烃的液体反应介质。液体反应介质可以由本体液体单体或在所采用的聚合条件下是非反应性的惰性液烃组成。尽管这样的惰性液烃不需要用作催化剂组合物的或通过该工艺获得的聚合物的溶剂,但是它通常用作聚合中采用的单体的溶剂。适用于此目的的惰性液烃是异戊烷、己烷、环己烷、庚烷、苯、甲苯等。烯烃单体与催化剂组合物之间的反应性接触应通过恒定搅拌或搅动来维持。将含有烯烃聚合物产物和未反应的烯烃单体的反应介质从反应器中连续地排出。分离烯烃聚合物产物,并且将未反应的烯烃单体和液体反应介质再循环到反应器中。
气相聚合体系可以利用在1psig(6.9kPag)至1,000psig(6.9MPag)、50psig(344kPag)至400psig(2.8MPag)、或100psig(689kPag)至300psig(2.1MPag)范围内的高于大气压的压力和在30℃至130℃或65℃至110℃范围内的温度。气相聚合体系可以是搅拌或流化床体系。在一些实施例中,通过在反应条件下和在催化剂组合物存在下以足以将固体颗粒床维持在悬浮条件下的速度使含有一种或多种烯烃单体的料流连续地通过流化床反应器来进行气相流化床工艺。将含有未反应单体的料流从反应器中连续地排出、压缩、冷却、任选地部分或完全冷凝,并且再循环到反应器中。从反应器中排出产物并且将补充单体添加到再循环料流中。根据聚合体系温度控制的需要,任何对催化剂组合物和反应物惰性的气体也可以存在于气流中。
在一些实施例中,使用基于VIB族金属的催化剂。在一些实施例中,催化剂是铬系催化剂。这样的HDPE均聚物和/或共聚物具有一些长链支化和在0.940g/cm3至0.970g/cm3范围内的密度。这样的HDPE均聚物和/或共聚物具有一些长链支化和在0.925g/cm3至0.940g/cm3范围内的密度。
原生HDPE可以表征为具有:
i)在0.940g/cm3至0.970g/cm3范围内的密度;
ii)在1.0g/10min至100g/10min、2.0g/10min至80g/10min、或3.0g/10min至50g/10min的范围内的熔融指数(I2;2.16kg,190℃);
iii)大于15的分子量分布(Mw/Mn);以及
iv)小于或等于250,000道尔顿、小于或等于200,000道尔顿、小于或等于150,000道尔顿、或小于或等于100,000道尔顿的重均分子量。
原生MDPE可以表征为具有:
i)在0.925g/cm3至0.940g/cm3范围内的密度;
ii)在1.0g/10min至100g/10min、2.0g/10min至80g/10min、或3.0g/10min至50g/10min的范围内的熔融指数(I2;2.16kg,190℃);
iii)大于15的分子量分布(Mw/Mn);以及
iv)小于或等于250,000道尔顿、小于或等于200,000道尔顿、小于或等于150,000道尔顿、或小于或等于100,000道尔顿的重均分子量。
-HDPE和/或MDPE回收物原料
在一些实施例中,HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料衍生自:乙烯均聚物;衍生自乙烯的单元和衍生自一种或多种C3至C12α烯烃的单元的共聚物;衍生自乙烯的单元和衍生自一种或多种α单烯烃的单元的共聚物。这样的C3至C12α烯烃包括但不限于取代或未取代的C3至C12α烯烃,诸如丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、壬烯、癸烯、十一碳烯、十二烷及其异构体。当存在时,共聚单体可以以至多20wt%、15wt%、10wt%或5wt%的量存在。HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料可以衍生为主要包括HDPE和/或MDPE回收物的消费后回收的聚烯烃和/或工业后回收的聚烯烃的一部分,其中“主要”是指基于HDPE和/或MDPE回收物原料的总重量,大于或等于80wt%、大于或等于85wt%、大于或等于90wt%、或大于或等于95wt%。
这样的乙烯均聚物和/或共聚物可以使用已知的装备和反应条件在悬浮液、溶液、浆液或气相工艺中产生。在一些实施例中,聚合温度在大气压、低于大气压或高于大气压下在约0℃至约300℃范围内。
浆液或溶液聚合体系可以利用低于大气压或高于大气压的压力和在约40℃至约300℃范围内的温度。示例性的液相聚合体系在美国专利第3,324,095号中进行描述,其公开内容以引用的方式全部并入本文中。液相聚合体系通常包括反应器,烯烃单体和催化剂组合物被添加到该反应器,并且该反应器含有用于溶解或悬浮聚烯烃的液体反应介质。液体反应介质可以由本体液体单体或在所采用的聚合条件下是非反应性的惰性液烃组成。尽管这样的惰性液烃不需要用作催化剂组合物的或通过该工艺获得的聚合物的溶剂,但是它通常用作聚合中采用的单体的溶剂。适用于此目的的惰性液烃是异戊烷、己烷、环己烷、庚烷、苯、甲苯等。烯烃单体与催化剂组合物之间的反应性接触应通过恒定搅拌或搅动来维持。将含有烯烃聚合物产物和未反应的烯烃单体的反应介质从反应器中连续地排出。分离烯烃聚合物产物,并且将未反应的烯烃单体和液体反应介质再循环到反应器中。
气相聚合体系可以利用在1psig(6.9kPag)至1,000psig(6.9MPag)、50psig(344kPag)至400psig(2.8MPag)、或100psig(689kPag)至300psig(2.1MPag)范围内的高于大气压的压力和在30℃至130℃或65℃至110℃范围内的温度。气相聚合体系可以是搅拌或流化床体系。在一些实施例中,通过在反应条件下和在催化剂组合物存在下以足以将固体颗粒床维持在悬浮条件下的速度使含有一种或多种烯烃单体的料流连续地通过流化床反应器来进行气相流化床工艺。将含有未反应单体的料流从反应器中连续地排出、压缩、冷却、任选地部分或完全冷凝,并且再循环到反应器中。从反应器中排出产物并且将补充单体添加到再循环料流中。根据聚合体系温度控制的需要,任何对催化剂组合物和反应物惰性的气体也可以存在于气流中。
在一些实施例中,使用基于VIB族金属的催化剂。在一些实施例中,催化剂是铬系催化剂。这样的HDPE均聚物和/或共聚物具有一些长链支化和在0.940g/cm3至0.970g/cm3范围内的密度。这样的MDPE共聚物具有一些长链支化和在0.925g/cm3至0.940g/cm3范围内的密度。
如上所描述的衍生自HDPE的HDPE回收物原料可以表征为具有:
i)在0.940g/cm3至0.970g/cm3范围内的密度;
ii)在0.10g/10min至小于或等于1.0g/10min的范围内的熔融指数(I2;2.16kg,190℃);
iii)大于6.0、大于8.0、或大于10、和/或小于25、小于20、或小于15的分子量分布(Mw/Mn);
iv)大于或等于100,000道尔顿、大于或等于150,000道尔顿、大于或等于200,000道尔顿、或大于或等于250,000道尔顿,和/或小于或等于600,000道尔顿、小于或等于500,000道尔顿、小于或等于400,000道尔顿、或小于或等于300,000道尔顿的重均分子量;以及
v)大于或等于1.0、大于或等于2.0、或大于或等于3.0、和/或小于8.0、小于7.0、或小于6.0的熔体弹性(ER)。
在一些实施例中,除了前述性质之外,HDPE回收物原料还可以表征为具有以下各项中的一项或多项:
vi)第一VOC含量;
vii)第一高负荷熔融指数(I21;21.6kg,190℃);
viii)第一熔融指数比(MIR,I21/I2);
ix)在0.70至0.99、0.80至0.98、或0.85至0.97范围内的第一长链支化参数(g′);
x)第一总体多分散性比(PDR);
xi)第一复数粘度比以及
xii)第一特性粘度。
如上所描述的衍生自MDPE的MDPE回收物原料可以表征为具有:
i)在0.925g/cm3至0.940g/cm3范围内的密度;
ii)在0.10g/10min至小于或等于1.0g/10min的范围内的熔融指数(I2;2.16kg,190℃);
iii)大于6.0、大于8.0、或大于10、和/或小于25、小于20、或小于15的分子量分布(Mw/Mn);
iv)大于或等于100,000道尔顿、大于或等于150,000道尔顿、大于或等于200,000道尔顿、或大于或等于250,000道尔顿,和/或小于或等于600,000道尔顿、小于或等于500,000道尔顿、小于或等于400,000道尔顿、或小于或等于300,000道尔顿的重均分子量;以及
v)大于或等于1.0、大于或等于2.0、或大于或等于3.0、和/或小于8.0、小于7.0、或小于6.0的熔体弹性(ER)。
在一些实施例中,除了前述性质之外,MDPE回收物原料还可以表征为具有以下各项中的一项或多项:
vi)第一VOC含量;
vii)第一高负荷熔融指数(I21;21.6kg,190℃);
viii)第一熔融指数比(MIR,I21/I2);
ix)在0.70至0.99、0.80至0.98、或0.85至0.97范围内的第一长链支化参数(g′);
x)第一总体多分散性比(PDR);
xi)第一复数粘度比以及
xii)第一特性粘度。
-经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物
将经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物从减粘裂化挤出机的出料处排出,其中“经加工的”是指HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料经受减粘裂化条件或减粘裂化条件、然后经受脱挥发分条件。如上所描述的经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物可以表征为具有:
i)密度,其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的密度与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的密度的比率是大于或等于1.0;
ii)熔融指数,其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的熔融指数与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的熔融指数的比率是大于或等于5.0和/或经加工的HDPE回收物,和/或经加工的MDPE回收物的熔融指数是大于或等于5.0g/10min、或大于或等于10.0g/10min;
iii)分子量分布,其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的分子量分布与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的分子量分布的比率是在从0.25至0.60、从0.30至0.55、或从0.35至0.50的范围内;
iv)重均分子量(“Mw2”),其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的重均分子量与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的重均分子量的比率是在从0.10至0.70、从0.15至0.60、或从0.20至0.50的范围内;以及
v)熔体弹性(“ER”),其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的ER与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的ER的比率是在从0.10至0.45、从0.15至0.40、或从0.20至0.35的范围内,和/或第二熔体弹性是小于或等于2.0、小于或等于1.5、或小于或等于1.3,和/或大于或等于0.75、大于或等于0.85、或大于或等于0.95。
在一些实施例中,除了以上性质之外,经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物还可以表征为具有以下各项中的一项或多项:
vi)VOC含量,其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的VOC含量与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的VOC含量的比率是小于或等于0.9、0.8、0.7、0.6、或0.5,各自单独地或组合地具有大于或等于0.1的下限;
vii)高负荷熔融指数(I21;21.6kg,190℃),其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的高负荷熔融指数与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的高负荷熔融指数的比率是大于或等于2.0、大于或等于3.0、或大于或等于4.0;
viii)熔融指数比(MIR,I21/I2),其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的MIR与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的MIR在0.30至0.60的范围内;
ix)ix)长链支化参数(g′),其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的g′与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的g′的比率是小于或等于1.0;
x)大于或等于0.60的第一长链支化指数(“LCBI”),并且经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物具有小于或等于0.40的LCBI;
xi)总体多分散性比(PDR),其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的PDR与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的PDR的比率是小于或等于0.50、小于或等于0.45、或小于或等于0.40;
xii)复数粘度比其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的复数粘度比与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的复数粘度比的比率小于或等于0.50、小于或等于0.40、或小于或等于0.30,和/或第二复数粘度比小于或等于10、小于或等于8.0、或小于或等于6.0,并且/>是在0.1rad/sec下的复数粘度并且/>是在100rad/sec下的复数粘度,两者均在190℃的温度下;
xiii)特性粘度[η],其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的特性粘度与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的特性粘度的比率是小于或等于0.90、小于或等于0.80、或小于或等于0.70;以及
xiv)HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料具有第一离模膨胀,第二HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体具有第二离模膨胀,并且该第二离模膨胀与该第一离模膨胀的比率是小于或等于0.90、小于或等于0.80、小于或等于0.70、小于或等于0.60,和/或该第二离模膨胀是小于或等于150%、小于或等于130%、小于或等于110%、或小于或等于90%。
配混挤出机
经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物以及聚烯烃共混物组分被进料到第二挤出机或混合器中,其中使该共混物经受配混条件。配混条件在第二挤出机或混合器的配混区中实施,并且针对特定聚烯烃和任选地添加剂的混合物进行定制。在第二挤出机或混合器中实施足以提供经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物与原生HDPE和/或MDPE以及任选地添加剂的均匀混合的温度、压力和剪切力条件,以产生经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物与原生HDPE和/或MDPE的基本上均匀的聚合物共混物。在一些实施例中,配混条件包括在配混区中小于或等于300℃、小于或等于250℃、或小于或等于200℃的温度。在一些实施例中,配混区中的温度可以在125℃至195℃、130℃至180℃或135℃至165℃的范围内。
经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物与聚烯烃共混物组分的共混物
在一些实施例中,共混物分别包括:5wt.%至90wt.%、10wt.%至80wt.%、15wt.%至70wt.%、20wt.%至60wt.%、或25wt.%至50wt.%的经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物;以及10wt.%至95wt.%、20wt.%至90wt.%、30wt.%至85wt.%、40wt.%至80wt.%、或50wt.%至75wt.%的聚烯烃共混物组分,其中所有重量百分比均基于聚合物共混物的总重量。在一些实施例中,原生HDPE和/或MDPE经减粘裂化。原生HDPE和/或MDPE的这样的减粘裂化可以是热减粘裂化和/或过氧化减粘裂化。在一些实施例中,HDPE和/或MDPE的这样的减粘裂化条件由在不存在或基本上不存在氧气的情况下在高于HDPE和/或MDPE的熔点、大于或等于300℃或在320℃至400℃范围内的温度下进行热减粘裂化组成。
原生
在一些实施例中,经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物与聚烯烃共混物组分的共混物(结合或独立于前述段落中的共混比)包括双峰聚合物,其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物产物具有重均分子量(“Mw3”),聚烯烃共混物组分具有重均分子量(“Mw4”);并且Mw3/Mw4小于或等于0.9、0.8、0.7、0.6或0.5,或者替代地大于或等于1.1、1.25、1.5、1.75或2.0。
经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物与聚烯烃共混物组分的共混——
三个挤出机
在图3中,流程图300包括减粘裂化挤出机310、熔融挤出机357和配混挤出机355。如图3所示的本发明的实施例包括具有减粘裂化区315和脱挥发分区320的减粘裂化挤出机310。将HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料325添加到减粘裂化挤出机310中,靠近该挤出机的入口端。HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料325通过减粘裂化挤出机310的机筒中的一个或多个旋转螺杆驱动器被抽吸通过减粘裂化挤出机310。减粘裂化挤出机310的长度被分成一个或多个区。每个区可以具有以下各项中的一项或多项:螺杆驱动器上的指定螺距、用于注入气体的入口330、335、用于排出气体的通气口或真空连接件340、用于增加或减少热量的机构、用于注入过氧化物的入口345以及用于注入添加剂的入口,以便赋予预选的工艺条件,包括但不限于压力、温度和剪切力。
图3示出了具有减粘裂化区315和脱挥发分区320两者的实施例。其他实施例可以独立地具有减粘裂化区315或脱挥发分区320而没有另一者。减粘裂化挤出机310中的工艺条件还可以由螺杆驱动器的旋转速度控制。将经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物350在靠近减粘裂化挤出机310的出料处排出用于进一步加工。
图3的实施例包括具有配混区360的第二挤出机355和具有熔融区362的第三挤出机357。将第三共混物组分383任选地与抗氧化剂365和其他组分370一起添加到熔融挤出机357中,靠近该挤出机的入口端。聚烯烃共混物组分352包括原生聚烯烃、聚烯烃回收物原料、经加工的聚烯烃回收物或其组合。在一些实施例中,原生聚烯烃包括原生LDPE、原生LLDPE、原生HDPE、原生MDPE、原生聚丙烯或其组合。在一些实施例中,聚烯烃回收物原料包括LDPE回收物原料、LLDPE回收物原料、HDPE回收物原料、MDPE回收物原料、聚丙烯回收物原料或其组合。在一些实施例中,经加工的聚烯烃回收物包括经加工的LDPE回收物、经加工的LLDPE回收物、第二经加工的HDPE回收物、第二经加工的MDPE回收物、经加工的聚丙烯回收物或其组合。在一些实施例中,聚烯烃共混物组分包括原生HDPE和/或MDPE、HDPE和/或MDPE回收物原料、经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物或其组合。第三共混物组分352和任选的抗氧化剂365和/或其他组分370的混合物通过熔融挤出机357的机筒中的一个或多个旋转螺杆驱动器被抽吸通过熔融挤出机357。熔融挤出机357的长度可以被分成一个或多个区。每个区可以具有以下各项中的一项或多项:螺杆驱动器上的指定螺距、用于增加或减少热量的机构、用于注入添加剂的入口以及用于排出气体的通气口或真空连接件,以便赋予预选的工艺条件,包括但不限于压力、温度和剪切力。将聚烯烃共混物组分352的熔体在靠近熔融挤出机357的出料处排出用于进一步加工或造粒。
将经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物350与聚烯烃共混物组分352的熔体一起添加到配混挤出机355中,靠近该挤出机的入口端。经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物350和聚烯烃共混物组分352的混合物通过配混挤出机355的机筒中的一个或多个旋转螺杆驱动器被抽吸通过配混挤出机355,并且该混合物经受配混条件。配混挤出机355的长度可以被分成一个或多个区。每个区可以具有以下各项中的一项或多项:螺杆驱动器上的指定螺距、用于增加或减少热量的机构、用于注入添加剂的入口以及用于排出气体的通气口和/或真空连接件375,以便赋予预选的工艺条件,包括但不限于压力、温度和剪切力。将经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物350与聚烯烃共混物组分352的熔体的共混物380在靠近配混挤出机355的出料处排出用于进一步加工或造粒。
在一些实施例中,聚烯烃共混物组分可以是来自聚合装置的聚烯烃粉末产物、粒化的聚烯烃、或聚烯烃熔体,其是从第三挤出机排出的产物。在这些实施例的一些实施例中,聚合装置包括两个、三个或更多个聚合反应器和/或聚合反应器内的两个、三个或更多个聚合区。更具体的聚合装置实施例包括但不限于串联的两个或三个气相流化床反应器、串联的两个或三个浆液相反应器和与多区循环反应器串联的气相流化床反应器。
在一些实施例中,聚烯烃共混物组分(其本身可以包括两种或更多种聚合物)的量是基于对数混合规则确定是,其中共混物组分满足以下方程:
其中:
MFR是I2、I21或其他选择的熔融指数;
MFR共混物是最终共混物产物的目标MFR;
n是共混物中的组分的数量;并且
i是n组分共混物的第i组分。
共混物组分
第一共混物组分是由减粘裂化挤出机生产的经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物。第二共混物组分包括原生聚烯烃、聚烯烃回收物原料、经加工的聚烯烃回收物或其组合。在一些实施例中,原生聚烯烃包括原生LDPE、原生LLDPE、原生HDPE、原生MDPE、原生聚丙烯或其组合。在一些实施例中,聚烯烃回收物原料包括LDPE回收物原料、LLDPE回收物原料、HDPE回收物原料、MDPE回收物原料、聚丙烯回收物原料或其组合。在一些实施例中,经加工的聚烯烃回收物包括经加工的LDPE回收物、经加工的LLDPE回收物、第二经加工的HDPE回收物、第二经加工的MDPE回收物、经加工的聚丙烯回收物或其组合。在一些实施例中,第二共混物组分包括原生HDPE和/或MDPE、HDPE和/或MDPE回收物原料、经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物或其组合。当经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物与另一种经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物共混时,第一HDPE和/或MDPE回收物将具有将其与该第二经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物区分开的至少一个参数。
-原生HDPE和/或MDPE
在一些实施例中,HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料衍生自:乙烯均聚物;衍生自乙烯的单元和衍生自一种或多种C3至C12α烯烃的单元的共聚物;衍生自乙烯的单元和衍生自一种或多种α单烯烃的单元的共聚物。这样的C3至C12α烯烃包括但不限于取代或未取代的C3至C12α烯烃,诸如丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、壬烯、癸烯、十一碳烯、十二烷及其异构体。当存在时,共聚单体可以以至多20wt%、15wt%、10wt%或5wt%的量存在。HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料可以衍生为主要包括HDPE和/或MDPE回收物的消费后回收的聚烯烃和/或工业后回收的聚烯烃的一部分,其中“主要”是指基于HDPE和/或MDPE回收物原料的总重量,大于或等于80wt%、大于或等于85wt%、大于或等于90wt%、或大于或等于95wt%。
这样的乙烯均聚物和/或共聚物可以使用已知的装备和反应条件在悬浮液、溶液、浆液或气相工艺中产生。在一些实施例中,聚合温度在大气压、低于大气压或高于大气压下在约0℃至约300℃范围内。
浆液或溶液聚合体系可以利用低于大气压或高于大气压的压力和在约40℃至约300℃范围内的温度。示例性的液相聚合体系在美国专利第3,324,095号中进行描述,其公开内容以引用的方式全部并入本文中。液相聚合体系通常包括反应器,烯烃单体和催化剂组合物被添加到该反应器,并且该反应器含有用于溶解或悬浮聚烯烃的液体反应介质。液体反应介质可以由本体液体单体或在所采用的聚合条件下是非反应性的惰性液烃组成。尽管这样的惰性液烃不需要用作催化剂组合物的或通过该工艺获得的聚合物的溶剂,但是它通常用作聚合中采用的单体的溶剂。适用于此目的的惰性液烃是异戊烷、己烷、环己烷、庚烷、苯、甲苯等。烯烃单体与催化剂组合物之间的反应性接触应通过恒定搅拌或搅动来维持。将含有烯烃聚合物产物和未反应的烯烃单体的反应介质从反应器中连续地排出。分离烯烃聚合物产物,并且将未反应的烯烃单体和液体反应介质再循环到反应器中。
气相聚合体系可以利用在1psig(6.9kPag)至1,000psig(6.9MPag)、50psig(344kPag)至400psig(2.8MPag)、或100psig(689kPag)至300psig(2.1MPag)范围内的高于大气压的压力和在30℃至130℃或65℃至110℃范围内的温度。气相聚合体系可以是搅拌或流化床体系。在一些实施例中,通过在反应条件下和在催化剂组合物存在下以足以将固体颗粒床维持在悬浮条件下的速度使含有一种或多种烯烃单体的料流连续地通过流化床反应器来进行气相流化床工艺。将含有未反应单体的料流从反应器中连续地排出、压缩、冷却、任选地部分或完全冷凝,并且再循环到反应器中。从反应器中排出产物并且将补充单体添加到再循环料流中。根据聚合体系温度控制的需要,任何对催化剂组合物和反应物惰性的气体也可以存在于气流中。
在一些实施例中,使用基于VIB族金属的催化剂。在一些实施例中,催化剂是铬系催化剂。这样的HDPE均聚物和/或共聚物具有一些长链支化和在0.940g/cm3至0.970g/cm3范围内的密度。这样的MDPE共聚物具有一些长链支化和在0.925g/cm3至0.940g/cm3范围内的密度。
原生HDPE可以表征为具有:
i)在0.940g/cm3至0.970g/cm3范围内的密度;
ii)在1.0g/10min至100g/10min、2.0g/10min至80g/10min、或3.0g/10min至50g/10min的范围内的熔融指数(I2;2.16kg,190℃);
iii)大于15的分子量分布(Mw/Mn);以及
iv)小于或等于250,000道尔顿、小于或等于200,000道尔顿、小于或等于150,000道尔顿、或小于或等于100,000道尔顿的重均分子量。
原生MDPE可以表征为具有:
i)在0.925g/cm3至0.940g/cm3范围内的密度;
ii)在1.0g/10min至100g/10min、2.0g/10min至80g/10min、或3.0g/10min至50g/10min的范围内的熔融指数(I2;2.16kg,190℃);
iii)大于15的分子量分布(Mw/Mn);以及
iv)小于或等于250,000道尔顿、小于或等于200,000道尔顿、小于或等于150,000道尔顿、或小于或等于100,000道尔顿的重均分子量。
-HDPE和/或MDPE回收物原料
在一些实施例中,HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料衍生自:乙烯均聚物;衍生自乙烯的单元和衍生自一种或多种C3至C12α烯烃的单元的共聚物;衍生自乙烯的单元和衍生自一种或多种α单烯烃的单元的共聚物。这样的C3至C12α烯烃包括但不限于取代或未取代的C3至C12α烯烃,诸如丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、壬烯、癸烯、十一碳烯、十二烷及其异构体。当存在时,共聚单体可以以至多20wt%、15wt%、10wt%或5wt%的量存在。HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料可以衍生为主要包括HDPE和/或MDPE回收物的消费后回收的聚烯烃和/或工业后回收的聚烯烃的一部分,其中“主要”是指基于HDPE和/或MDPE回收物原料的总重量,大于或等于80wt%、大于或等于85wt%、大于或等于90wt%、或大于或等于95wt%。
这样的乙烯均聚物和/或共聚物可以使用已知的装备和反应条件在悬浮液、溶液、浆液或气相工艺中产生。在一些实施例中,聚合温度在大气压、低于大气压或高于大气压下在约0℃至约300℃范围内。
浆液或溶液聚合体系可以利用低于大气压或高于大气压的压力和在约40℃至约300℃范围内的温度。示例性的液相聚合体系在美国专利第3,324,095号中进行描述,其公开内容以引用的方式全部并入本文中。液相聚合体系通常包括反应器,烯烃单体和催化剂组合物被添加到该反应器,并且该反应器含有用于溶解或悬浮聚烯烃的液体反应介质。液体反应介质可以由本体液体单体或在所采用的聚合条件下是非反应性的惰性液烃组成。尽管这样的惰性液烃不需要用作催化剂组合物的或通过该工艺获得的聚合物的溶剂,但是它通常用作聚合中采用的单体的溶剂。适用于此目的的惰性液烃是异戊烷、己烷、环己烷、庚烷、苯、甲苯等。烯烃单体与催化剂组合物之间的反应性接触应通过恒定搅拌或搅动来维持。将含有烯烃聚合物产物和未反应的烯烃单体的反应介质从反应器中连续地排出。分离烯烃聚合物产物,并且将未反应的烯烃单体和液体反应介质再循环到反应器中。
气相聚合体系可以利用在1psig(6.9kPag)至1,000psig(6.9MPag)、50psig(344kPag)至400psig(2.8MPag)、或100psig(689kPag)至300psig(2.1MPag)范围内的高于大气压的压力和在30℃至130℃或65℃至110℃范围内的温度。气相聚合体系可以是搅拌或流化床体系。在一些实施例中,通过在反应条件下和在催化剂组合物存在下以足以将固体颗粒床维持在悬浮条件下的速度使含有一种或多种烯烃单体的料流连续地通过流化床反应器来进行气相流化床工艺。将含有未反应单体的料流从反应器中连续地排出、压缩、冷却、任选地部分或完全冷凝,并且再循环到反应器中。从反应器中排出产物并且将补充单体添加到再循环料流中。根据聚合体系温度控制的需要,任何对催化剂组合物和反应物惰性的气体也可以存在于气流中。
在一些实施例中,使用基于VIB族金属的催化剂。在一些实施例中,催化剂是铬系催化剂。这样的HDPE均聚物和/或共聚物具有一些长链支化和在0.940g/cm3至0.970g/cm3范围内的密度。这样的MDPE共聚物具有一些长链支化和在0.925g/cm3至0.940g/cm3范围内的密度。
如上所描述的衍生自HDPE的HDPE回收物原料可以表征为具有:
i)在0.940g/cm3至0.970g/cm3范围内的密度;
ii)在0.10g/10min至小于或等于1.0g/10min的范围内的熔融指数(I2;2.16kg,190℃);
iii)大于6.0、大于8.0、或大于10、和/或小于25、小于20、或小于15的分子量分布(Mw/Mn);
iv)iv)大于或等于100,000道尔顿、大于或等于150,000道尔顿、大于或等于200,000道尔顿、或大于或等于250,000道尔顿,和/或小于或等于600,000道尔顿、小于或等于500,000道尔顿、小于或等于400,000道尔顿、或小于或等于300,000道尔顿的重均分子量;以及
v)大于或等于1.0、大于或等于2.0、或大于或等于3.0、和/或小于8.0、小于7.0、或小于6.0的熔体弹性(ER)。
在一些实施例中,除了前述性质之外,HDPE回收物原料还可以表征为具有以下各项中的一项或多项:
vi)第一VOC含量;
vii)第一高负荷熔融指数(I21;21.6kg,190℃);
viii)第一熔融指数比(MIR,I21/I2);
ix)在0.70至0.99、0.80至0.98、或0.85至0.97范围内的第一长链支化参数(g′);
x)第一总体多分散性比(PDR);
xi)第一复数粘度比以及
xii)第一特性粘度。
如上所描述的衍生自MDPE的MDPE回收物原料可以表征为具有:
i)在0.925g/cm3至0.940g/cm3范围内的密度;
ii)在0.10g/10min、小于或等于1.0g/10min的范围内的熔融指数(2.16kg,190℃);
iii)大于6.0、大于8.0、或大于10、和/或小于25、小于20、或小于15的分子量分布(Mw/Mn);
iv)大于或等于100,000道尔顿、大于或等于150,000道尔顿、大于或等于200,000道尔顿、或大于或等于250,000道尔顿,和/或小于或等于600,000道尔顿、小于或等于500,000道尔顿、小于或等于400,000道尔顿、或小于或等于300,000道尔顿的重均分子量;以及
v)大于或等于1.0、大于或等于2.0、或大于或等于3.0、和/或小于8.0、小于7.0、或小于6.0的熔体弹性(ER)。
在一些实施例中,除了前述性质之外,MDPE回收物原料还可以表征为具有以下各项中的一项或多项:
vi)第一VOC含量;
vii)第一高负荷熔融指数(I21;21.6kg,190℃);
viii)第一熔融指数比(MIR,I21/I2);
ix)在0.70至0.99、0.80至0.98、或0.85至0.97范围内的第一长链支化参数(g′);
x)第一总体多分散性比(PDR);
xi)第一复数粘度比以及
xii)第一特性粘度。
-经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物
将经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物从减粘裂化挤出机的出料处排出,其中“经加工的”是指HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料经受减粘裂化条件或减粘裂化条件、然后经受脱挥发分条件。如上所描述的经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物可以表征为具有:
i)密度,其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的密度与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的密度的比率是大于或等于1.0;
ii)熔融指数,其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的熔融指数与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的熔融指数的比率是大于或等于5.0和/或经加工的HDPE回收物,和/或经加工的MDPE回收物的熔融指数是大于或等于5.0g/10min、或大于或等于10.0g/10min;
iii)分子量分布,其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的分子量分布与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的分子量分布的比率是在从0.25至0.60、从0.30至0.55、或从0.35至0.50的范围内;
iv)重均分子量(“Mw2”),其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的重均分子量与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的重均分子量的比率是在从0.10至0.70、从0.15至0.60、或从0.20至0.50的范围内;以及
v)熔体弹性(“ER”),其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的ER与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的ER的比率是在从0.10至0.45、从0.15至0.40、或从0.20至0.35的范围内,和/或第二熔体弹性是小于或等于2.0、小于或等于1.5、或小于或等于1.3,和/或大于或等于0.75、大于或等于0.85、或大于或等于0.95。
在一些实施例中,除了以上性质之外,经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物还可以表征为具有以下各项中的一项或多项:
vi)VOC含量,其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的VOC含量与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的VOC含量的比率是小于或等于0.9、0.8、0.7、0.6、或0.5,各自单独地或组合地具有大于或等于0.1的下限;
vii)高负荷熔融指数(I21;21.6kg,190℃),其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的高负荷熔融指数与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的高负荷熔融指数的比率是大于或等于2.0、大于或等于3.0、或大于或等于4.0;
viii)熔融指数比(MIR,I21/I2),其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的MIR与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的MIR在0.30至0.60的范围内;
ix)长链支化参数(g′),其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的g′与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的g′的比率是小于或等于1.0;
x)大于或等于0.60的第一长链支化指数(“LCBI”),并且经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物具有小于或等于0.40的LCBI;
xi)总体多分散性比(PDR),其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的PDR与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的PDR的比率是小于或等于0.50、小于或等于0.45、或小于或等于0.40;
xii)复数粘度比其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的复数粘度比与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的复数粘度比的比率小于或等于0.50、小于或等于0.40、或小于或等于0.30,和/或第二复数粘度比小于或等于10、小于或等于8.0、或小于或等于6.0,并且/>是在0.1rad/sec下的复数粘度并且/>是在100rad/sec下的复数粘度,两者均在190℃的温度下;
xiii)特性粘度[η],其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的特性粘度与HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料的特性粘度的比率是小于或等于0.90、小于或等于0.80、或小于或等于0.70;以及
xiv)HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料具有第一离模膨胀,第二HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体具有第二离模膨胀,并且该第二离模膨胀与该第一离模膨胀的比率是小于或等于0.90、小于或等于0.80、小于或等于0.70、小于或等于0.60,和/或该第二离模膨胀是小于或等于150%、小于或等于130%、小于或等于110%、或小于或等于90%。
熔融挤出机
将聚烯烃共混物组分和任选的抗氧化剂和/或其他组分进料到第三挤出机或混合器中,其中使共混物经受熔融条件。熔融条件在第三挤出机或混合器的熔融区中实施,并且针对特定聚烯烃和任选地添加剂的混合物进行定制。在第二挤出机或混合器中实施足以提供经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物与原生HDPE和/或MDPE以及任选地添加剂的均匀混合的温度、压力和剪切力条件,以产生经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物与原生HDPE和/或MDPE的基本上均匀的聚合物共混物。在一些实施例中,熔融条件包括熔融区中在130℃至250℃或者150℃至230℃范围内的温度。
配混挤出机
经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物以及聚烯烃共混物组分被进料到第二挤出机或混合器中,其中使该共混物经受配混条件。配混条件在第二挤出机或混合器的配混区中实施,并且针对特定聚烯烃和任选地添加剂的混合物进行定制。在第二挤出机或混合器中实施足以提供经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物与原生HDPE和/或MDPE以及任选地添加剂的均匀混合的温度、压力和剪切力条件,以产生经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物与原生HDPE和/或MDPE的基本上均匀的聚合物共混物。在一些实施例中,配混条件包括在配混区中小于或等于300℃、小于或等于250℃、或小于或等于200℃的温度。在一些实施例中,配混区中的温度可以在125℃至195℃、130℃至180℃或135℃至165℃的范围内。
经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物与聚烯烃共混物组分的共混物
在一些实施例中,共混物分别包括:5wt.%至90wt.%、10wt.%至80wt.%、15wt.%至70wt.%、20wt.%至60wt.%、或25wt.%至50wt.%的经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物;以及10wt.%至95wt.%、20wt.%至90wt.%、30wt.%至85wt.%、40wt.%至80wt.%、或50wt.%至75wt.%的聚烯烃共混物组分,其中所有重量百分比均基于聚合物共混物的总重量。在一些实施例中,原生HDPE和/或MDPE经减粘裂化。原生HDPE和/或MDPE的这样的减粘裂化可以是热减粘裂化和/或过氧化减粘裂化。在一些实施例中,HDPE和/或MDPE的这样的减粘裂化条件由在不存在或基本上不存在氧气的情况下在高于HDPE和/或MDPE的熔点、大于或等于300℃或在320℃至400℃范围内的温度下进行热减粘裂化组成。
原生
在一些实施例中,经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物与聚烯烃共混物组分的共混物(结合或独立于前述段落中的共混比)包括双峰聚合物,其中经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物产物具有重均分子量(“Mw3”),聚烯烃共混物组分具有重均分子量(“Mw4”);并且Mw3/Mw4小于或等于0.9、0.8、0.7、0.6或0.5,或者替代地大于或等于1.1、1.25、1.5、1.75或2.0。
双峰共混物
具有突出的性质组合的聚烯烃是所谓的双峰聚烯烃或多峰聚烯烃。这些聚烯烃包括具有不同组合物的两种或多种组分。多峰聚烯烃的组分可以在分子量和/或共聚单体组成方面不同。多峰聚烯烃组合物通常在在不同聚合条件下操作的两个或多个聚合区的组合中制备。两个或多个聚合区通常布置在串联的两个或多个聚合反应器中。
多峰聚烯烃可以用于广泛的应用。然而,不同的应用需要聚合物性质的不同组合。因此,设计用于不同应用的多峰聚烯烃通常含有不同的组分,这些组分随分子量和共聚单体组成而变化,并且它们通常含有不同量的不同组分。此外,使用具有窄分子量分布的组分给出不同组分的较少重叠,并且因此允许更精确地定制目标聚烯烃组合物。
-压塑
压塑是用于盖和封闭件的快速运行的塑料转化工艺,在短循环时间和低能耗方面提供了有效的加工。这带来了在最终物品的生产量和尺寸一致性方面的优异性能。在较低的转化温度下,材料较不易降解。
可用于注塑工艺的聚烯烃通常也可用于压塑工艺,包括但不限于制造盖和封闭件。在一些实施例中,用于在压塑中使用的聚烯烃具有显著的剪切稀化和过度成比例的较低流动阻力。这样的特性有助于在所生产的最终物品上保持高产量和优良特性,例如但不限于ESCR。
离模膨胀是聚烯烃挤出工艺中的常见现象,其中熔融的聚合物材料流被迫通过模口。相关工艺包括但不限于压塑、注塑和吹塑。离模膨胀是与流动流内聚合物的熵和松弛直接相关的现象。聚合物熔体流动流在进入模头之前具有恒定速率,并且该流中的聚合物链占据大致球形的构象,从而使熵最大化。通过模头的挤出导致聚合物流速的增加,这部分是由于模头中横截面积的减小。流过模头的聚合物熔体中的聚合物链由于流速增加而开始失去它们的球形形状。聚合物链变得更细长,并且聚合物链之间的物理缠结减少到一定程度,这取决于聚合物在模头中的时间长度。当聚合物流离开模头时,剩余的物理缠结导致模头物流中的聚合物链重新获得它们先前形状和球形体积的一部分,以便返回到使熵最大化的大致球形构象。
由于聚合物链解缠结是动力学过程,较长的模头和/或较低的流速为解缠结提供更多的时间。商业动机对通过模头的聚合物流速设置下限,并且对聚合物可以停留在模头中的时间设置上限。因此,需要不易发生高度聚合物链缠结的聚合物。
在对盖或封闭件进行压塑时使用聚合物回收物的一个挑战是离模膨胀过度。离模膨胀引起挤出物切片步骤与转移到模具中之间的问题。聚合物膨胀成“蘑菇形”顶部,这对于转移是有挑战性的。这种膨胀是聚合物回收物流、特别是具有低I2和/或I21的那些物流固有的材料性质。
由于聚合物体系可能收缩和膨胀,离模膨胀与聚合物的弹性有关。当缠结的聚合物链的无规线团系统在熔融条件下进入毛细管模头时,它经历收缩,在毛细管中部分地松弛之后,当不再被毛细管限制时,在出口处部分地恢复。对于聚烯烃,例如但不限于聚乙烯和/或聚丙烯,从毛细管中排出时的膨胀可能非常强。膨胀效应在一些聚合物工艺(例如但不限于压塑)中是关键的。太大的膨胀可能导致模制产品中的加工问题和缺陷。ISO 11443规定了通过毛细管流变仪附件测量离模膨胀的方法。
由于聚合物链解缠结是动力学过程,较长的模头和/或较低的流速为解缠结提供更多的时间。商业动机对通过模头的聚合物流速设置下限,并且对聚合物可以停留在模头中的时间设置上限。因此,需要不易发生高度聚合物链缠结的聚合物。
通常,也可以通过使用对这样的链缠结较不敏感的聚合物,例如但不限于具有较短平均链长的聚合物来降低离模膨胀,导致较高的I2和/或I21。聚合物回收物固有地含有显著量的长链聚合物,因此降低了聚合物回收物的I2和/或I21。干混和/或配混高I2和/或I21原生聚合物与聚合物回收物,该低流动性聚乙烯是增加共混物的总I2和/或I21的一种方式。然而,由于在共混物的聚合物回收物组分中连续存在长分子量链,该方法对总体离模膨胀提供了有限的改进。
已经减粘裂化的聚合物回收物可以产生经加工的聚合物回收物,该经加工的聚合物回收物具有足够高的I2和/或I21以将压塑期间的离模膨胀降低至可接受的水平。这样的经加工的聚合物回收物可以单独或与一种或多种原生聚合物和/或一种或多种其他经加工的聚合物回收物组合用于压塑操作中。
减粘裂化可以通过热减粘裂化、过氧化物减粘裂化或其组合来实现。纯聚乙烯或作为与原生聚乙烯的共混物的一部分使用的聚乙烯是潜在的解决方案。受控的减粘裂化将以长分子量链和较低的离模膨胀为目标,从而改进了盖和封闭件在压塑中的可加工性。
在一些实施例中,可用于压塑中的经加工的聚烯烃回收物具有小于或等于150%、小于或等于140%、小于或等于130%、小于或等于120%、小于或等于110%、或小于或等于100%的离模膨胀(如通过ASTM D3835或ISO 11443所测量)。
在一些实施例中,可用于压塑中的经加工的聚烯烃回收物具有小于或等于200%、小于或等于190%、或小于或等于180%的离模膨胀(如通过ASTM D3835或ISO 11443所测量)。
某些实施例
在一些实施例中,一种用于加工高密度聚乙烯(“HDPE”)回收物和/或中密度聚乙烯(“MDPE”)回收物的方法包括:提供HDPE和/或MDPE回收物原料,将该HDPE和/或MDPE回收物添加到第一挤出机中以产生第一HDPE和/或MDPE回收物熔体,以及使该第一HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体经受减粘裂化条件以产生第二HDPE和/或MDPE回收物熔体。HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料具有:第一密度,其在0.925g/cm3至0.970g/cm3的范围内;第一熔融指数(2.16kg,190℃),其在0.10g/10min、小于或等于1.0g/10min的范围内;第一分子量分布(Mw/Mn),其大于6.0、大于8.0、或大于10,和/或小于25、小于20、或小于15;第一重均分子量(“Mw1”),其大于或等于100,000道尔顿、大于或等于150,000道尔顿、大于或等于200,000道尔顿、或大于或等于250,000道尔顿,和/或小于或等于600,000道尔顿、小于或等于500,000道尔顿、小于或等于400,000道尔顿、或小于或等于300,000道尔顿;以及第一熔体弹性(“ER”),其大于或等于1.0、大于或等于2.0、或大于或等于3.0,和/或小于8.0、小于7.0、或小于6.0。
第二HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体具有:第二密度,其中第二密度与第一密度的比率是大于或等于1.0;第二熔融指数,其中第二熔融指数与第一熔融指数的比率是大于或等于5.0,和/或经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的熔融指数是大于或等于5.0g/10min、或大于或等于10.0g/10min;第二分子量分布,其中第二分子量分布与第一分子量分布的比率是在0.25至0.60、0.30至0.55、或0.35至0.50的范围内;第二重均分子量(“Mw2”),其中Mw2/Mw1是在0.10至0.70、0.15至0.60、或0.20至0.50的范围内;以及第二熔体弹性,其中第二熔体弹性与第一熔体弹性的比率是在0.10至0.45、0.15至0.40、或0.20至0.35的范围内,和/或第二熔体弹性小于或等于2.0、小于或等于1.5、或小于或等于1.3,和/或大于或等于0.75、大于或等于0.85、或大于或等于0.95。
在进一步的实施例中,该方法附加地表征为具有以下各项中的一项或多项:
a)HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料包括消费后回收的废物、工业后回收的废物或其组合;
b)减粘裂化条件由热减粘裂化组成,其在一些情况下在大于或等于300℃的温度下,或在320℃至400℃范围内的温度下进行;
c)使第一HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体进一步经受脱挥发分条件以产生第二HDPE和/或MDPE回收物熔体,其中HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料具有第一挥发性有机化合物含量,第一HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体具有第二挥发性有机化合物含量,并且该第二挥发性有机化合物含量与该第一挥发性有机化合物含量的比率是小于或等于0.9,并且在一些情况下,脱挥发分条件还包括:
i)吹扫气体的注入和排出,并且在一些情况下,该吹扫气体包括氮气、二氧化碳、水或其组合;
ii)通气条件、真空条件或其组合;
d)使第二HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体通过熔体过滤器;
e)将抗氧化剂添加到第一挤出机中;以及
f)HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料具有第一高负荷熔融指数(21.6kg,190℃),该第二HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体具有第二高负荷熔融指数,并且第二高负荷熔融指数与第一高负荷熔融指数的比率是大于或等于2.0、大于或等于3.0、或大于或等于4.0;
g)HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料具有第一熔融指数比(I21/I2),第二HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体具有第二熔融指数比,并且第二熔融指数比与第一熔融指数比的比率是在0.30至0.60的范围内;
h)HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料具有第一长链支化参数(g′),第二HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体具有第二g′,并且第二g′与第一g′的比率大于或等于1.0,和/或经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物的g′在0.70至0.99、0.80至0.98、或0.85至0.97的范围内;
i)HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料具有大于或等于0.60的第一长链支化指数(“LCBI”),并且经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物具有小于或等于0.40的LCBI;
j)总体多分散性量度(“PDR”),第二HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体具有第二PDR,并且该第二PDR与第一PDR的比率是小于或等于0.50、小于或等于0.45、或小于或等于0.40;
k)HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料具有第一复数粘度比第二HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体具有复数粘度比,并且第二复数粘度比与第一复数粘度比的比率是小于或等于0.50、小于或等于0.40、或小于或等于0.30,和/或第二复数粘度比是小于或等于10、小于或等于8.0、或小于或等于6.0,并且/>是在0.1rad/sec下的复数粘度并且/>是在100rad/sec下的复数粘度,两者均在190℃的温度下获得;以及
l)HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料具有第一特性粘度[η],第二HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体具有特性粘度,并且该第二特性粘度与该第一特性粘度的比率是小于或等于0.90、小于或等于0.80、或小于或等于0.70。
在一些实施例中,前述方法还包括通过从第一挤出机中排出第二HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体来形成HDPE和/或MDPE回收物产物,用于该第二HDPE和/或MDPE回收物熔体的进一步加工或造粒。
在前述方法的进一步的实施例中,将HDPE和/或MDPE回收物产物和第一聚烯烃共混物组分添加到第二挤出机中,并且在第二挤出机中实现配混条件以形成包括经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物产物与第一聚烯烃共混物组分的熔融共混混合物的聚烯烃产物。在一些实施例中,这样的配混条件包括小于或等于300℃的温度。在一些实施例中,第一聚烯烃共混物组分包括原生聚烯烃、聚烯烃回收物原料、经加工的聚烯烃回收物或其组合。在又进一步的实施例中:原生聚烯烃包括原生LDPE、原生LLDPE、原生HDPE和/或MDPE、原生MDPE、原生聚丙烯或其组合;聚烯烃回收物原料包括LDPE回收物原料、LLDPE回收物原料、HDPE和/或MDPE回收物原料、MDPE回收物原料、聚丙烯回收物原料或其组合;并且经加工的聚烯烃回收物包括经加工的LDPE回收物、经加工的LLDPE回收物、第二经加工的HDPE回收物、经加工的MDPE回收物、经加工的聚丙烯回收物或其组合。在一些实施例中,第一聚烯烃共混物组分包括原生HDPE和/或MDPE、HDPE和/或MDPE回收物原料、经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物或其组合。
在前述方法的进一步的实施例中,HDPE和/或MDPE回收物产物基于HDPE和/或MDPE回收物产物和第一聚烯烃共混物组分的总重量,以在5wt.%至90wt.%、或20wt.%至60wt.%范围内的量添加;和/或HDPE和/或MDPE回收物产物具有第三重均分子量(“Mw3”),第一聚烯烃共混物组分具有第四重均分子量(“Mw4”),并且
Mw3/Mw3小于或等于0.8或者大于或等于1.25。
在前述方法的进一步的实施例中,第一聚烯烃共混物组分是包括在第一聚合装置中制备的聚合物产物的第一原生HDPE和/或MDPE,其中在一些情况下,聚合物产物在聚合之后经受减粘裂化工艺,并且在一些实施例中,减粘裂化工艺包括热减粘裂化、过氧化物减粘裂化或其组合。
在前述方法的进一步的实施例中,第一聚烯烃共混物组分包括在第一聚合装置中制备的聚烯烃粉末。
在前述方法的进一步的实施例中,将抗氧化剂添加到第二挤出机中。
在前述方法的进一步的实施例中,该方法还包括:将第二聚烯烃共混物组分添加到第三挤出机中;在该第三挤出机中实现熔融条件以产生第二聚烯烃共混物组分熔体;以及排出该第二聚烯烃共混物组分熔体作为第一聚烯烃共混物组分。
在前述方法的进一步的实施例中,第二聚烯烃共混物组分包括原生HDPE和/或MDPE、HDPE和/或MDPE回收物原料、经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物或其组合。
在前述方法的进一步的实施例中,第二聚烯烃共混物组分在聚合之后经受减粘裂化工艺,其中在一些情况下,减粘裂化工艺由热减粘裂化组成。
在前述方法的进一步的实施例中,第二聚烯烃共混物组分包括在第二聚合装置中制备的聚乙烯粉末和/或聚乙烯粒料。
在前述方法的进一步的实施例中,第一和/或第二聚合装置各自包括两个或多个聚合反应器和/或聚合反应器内的两个或多个聚合区。
在前述方法的进一步的实施例中,第一和/或第二聚合装置各自包括串联的两个或多个气相流化床反应器、串联的两个或更多个浆液相反应器、或与多区循环反应器串联的气相流化床反应器。
在前述方法的进一步的实施例中,将抗氧化剂添加到第三挤出机中。
在一些实施例中,组合物包括第一聚合物和第二聚合物的聚合物共混物。第一聚合物是第一经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物并且以在5wt.%至90wt.%范围内的量存在。第二聚合物是原生聚烯烃、聚烯烃回收物原料、经加工的聚烯烃回收物或其组合,并且以在10wt.%至95wt.%范围内的量存在。所有重量百分比均基于第一聚合物和第二聚合物的总重量。
在前述组合物的进一步的实施例中:原生聚烯烃包括原生LDPE、原生LLDPE、原生HDPE、原生MDPE、原生聚丙烯或其组合;聚烯烃回收物原料包括LDPE回收物原料、LLDPE回收物原料、HDPE回收物原料、MDPE回收物原料、聚丙烯回收物原料或其组合;并且经加工的聚烯烃回收物包括经加工的LDPE回收物、经加工的LLDPE回收物、第二经加工的HDPE回收物、第二经加工的MDPE回收物、经加工的聚丙烯回收物或其组合。
在前述组合物的进一步的实施例中,经加工的是指经受热减粘裂化或经受热减粘裂化和脱挥发分。
在一些实施例中,共混物包括具有第一I2的经减粘裂化的HDPE和/或MDPE以及具有第二I2的原生HDPE和/或MDPE、HDPE和/或MDPE回收物原料、经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物或其组合,其中:
(I2)共混物是最终共混物产物的目标熔融指数;
n是共混物中的组分的数量;并且
i是n组分共混物的第i组分。
以下实例说明本发明;然而,本领域技术人员将认识到在本发明的精神和权利要求的范围内的许多变化。为了便于更好地理解本发明,给出了优选实施例的以下实例。以下实例不应被理解为限制或限定本发明的范围。
实例
包括以下实例以说明本发明的优选实施例。本领域技术人员应当理解,以下实例中公开的技术代表本发明人发现的在本发明实践中发挥良好作用的技术,因此可被认为构成其实践的优选模式。然而,根据本公开,本领域技术人员应当理解,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对所公开的具体实施例进行许多改变,并且仍然获得相同或相似的结果。
以下实例使用具有低熔融指数的商业HDPE组合物作为HDPE回收物原料的替代物。如本文所描述,在加工之后,将减粘裂化的低熔融指数HDPE(单独或与其他组分共混)与较高熔融指数的原生HDPE进行比较。
试验方法
密度根据ASTM D-4703和ASTM D-1505/ISO-1183进行测定。
本文中通过使用Goetfert Rheograph 25毛细管流变仪的内部开发测试来测定离模膨胀。在190℃的温度下以525s-1的剪切速率从模头挤出聚合物熔体。通过位于模头底部下方78mm处的激光测量挤出物的离模膨胀。模头具有1mm的孔口直径和0.25的L/D以及90°的进入角。在模头底部下方120mm的位置处进行测量之前切割挤出物线料。
高负荷熔融指数(“I21”)通过ASTMD-1238-F(190℃/21.6kg)测定。
根据ASTM 4440-95a进行剪切流变测量,其表征动态粘弹性性质(储能模量G'、损耗模量G"和复数粘度η*作为振荡频率ω的函数)。使用旋转流变仪(TAInstrument)进行流变测量。使用25mm平行板夹具。使用热压机在190℃下将样品压塑成圆盘(~29mm直径和~1.3mm厚度)。在190℃下应用振荡频率扫描实验(从398.1rad/s至0.0251rad/s)。施加的应变幅度为~10%,并且操作间隙设定为1mm。在样品室中施加氮气流以使测量期间的热氧化最小化。
熔体弹性(“ER”)如R.Shroff和H.Mavridis在“从聚合物熔体流变学数据看多分散性的新测度(New Measures of Polydispersity from Rheological Data on PolymerMelts)”(《应用高分子科学杂志(J.Applied Polymer Science),第57期(1995年),第1605页)中所论述的那样测定。还参见美国专利第7,238,754号、第6,171,993号和第5,534,472号(第10栏,第20-30行),其教示以引用的方式并入本文中。因此,测量储能模量(G')和损耗模量(G")。使用九个最低频率点(每十进频率五个点),并通过最小二乘回归将线性方程拟合为logG'对logG"。然后根据下式计算ER:
ER=(1.781x10-3)xG',
其中G"=5,000dyn/cm2。用于ER计算的相同程序和方程用于线性聚烯烃和长链支化聚烯烃。
PDR或“总体多分散性量度”如R.Shroff和H.Mavridis在“从聚合物熔体流变学数据看多分散性的新测度(New Measures of Polydispersity from Rheological Data onPolymer Melts)”(《应用高分子科学杂志(J.AppliedPolymerScience),第57期(1995年),第1605页,第1619页上的方程27)中所论述的那样测定,其中G*ref,1=1.95*104dyn/cm2并且log10(G*ref,3/G*ref,1)=2。用于PDR计算的相同程序和方程用于线性聚烯烃和长链支化聚烯烃两者。
在0.1rad/sec的频率下的复数粘度和在100rad/sec的频率下的复数粘度/>的比率/>用作剪切敏感性的附加量度,并且因此用作聚合物熔体的流变宽度或多分散性的附加量度。
熔融指数(“I2”)通过ASTMD-1238-E(190℃/2.16kg)测定。
分子量分布(“MWD”)以及分子量平均值(数均分子量Mn、重均分子量Mw和z均分子量Mz)使用高温聚合物炭凝胶渗透色谱法(“GPC”)(也被称为尺寸排阻色谱法(“SEC”))测定,该高温聚合物炭凝胶渗透色谱法配备有基于过滤器的红外检测器IR5、四毛细管差示桥式粘度计和Wyatt 18角度光散射检测器。Mn图谱、Mw图谱、Mz图谱、MWD图谱和短链支化(SCB)图谱使用IR检测器进行报告,而长链支化参数g'使用粘度计和IR检测器的组合在145℃下进行测定。基于1,2,4-三氯苯(TCB)中的流体动力学大小,以300ppm抗氧化剂丁基化羟基甲苯(BHT)作为流动相,使用三个安捷伦(Agilent)PLgel Olexis GPC柱在145℃下进行聚合物分级。°16mg聚合物在10mL小瓶中进行称重并密封用于GPC测量。在安捷伦自动取样器中,(在8ml TCB中)在160℃下连续摇荡1小时,自动获得溶解过程。°在溶解过程期间,也将20μL庚烷注入小瓶中作为流动标记。在溶解过程之后,将200μL溶液注入GPC柱中。基于578g/mol至3,510,000g/mol的十二种单分散聚苯乙烯(PS)标准品(由PSS提供),对GPC柱进行校准。共聚单体组成(或SCB图谱)是基于使用一系列相对窄的聚乙烯(聚乙烯与1-己烯和1-辛烯共聚单体由聚合物炭提供,而聚乙烯与1-丁烯在内部合成)获得的不同校准图谱而报告的,该系列聚乙烯具有已知的CH3/1000总碳值,其通过已建立的溶液NMR技术测定。使用GPCone软件分析数据。长链支化参数g'由以下方程确定:
g′=[η]/[η]lin
其中,[η]是聚合物的平均特性粘度,其通过在GPC图谱上对切片的求和而推导出来,如下:
其中ci是从IR检测器获得的特定切片的浓度,而[η]i是从粘度计检测器测量的切片的特性粘度。[η]lin使用针对线性高密度聚乙烯的马克-霍温克方程从IR检测器获得,其中Mi是针对参比线性聚乙烯的粘均分子量,K和α是针对线性聚合物的马克-霍温克常数,其为针对线性聚乙烯,K=0.000374,α=0.7265,而针对线性聚丙烯,K=0.00041,α=0.6570。
挥发性有机化合物(“VOC″)通过热解-气相色谱/质谱(“P-GC/MS”)以十亿分之几(ppb)、百万分之几(ppm)或和微克/立方米(μg/m3)进行测量。
零剪切粘度η0是使用动态复数粘度对弧度频率的Sabia方程拟合测定的,如Shroff和Mavridis(1999年)在“本质线性聚乙烯的长链支化指数(A long chainbranching index for essentially linear polyethyl long chain branching indexfor essentially linear polyethylenes)”(《大分子(Macromolecules)》,第32期,第8454-8464页)(集中于附录B)中所描述,其公开内容以引用的方式以全部并入本文中。
使用方程13确定LCBI:
方程13及其应用在Shroff和Mavridis的(1999年)“基本线性聚乙烯的长链支化指数(A long chain branching index for essentially linear polyethylenes)”(《大分子(Macromolecules)》,第32期,第8454-8464页)中进行描述,其公开内容以引用的方式全部并入本文中。
长链支化频率(表征为每百万个碳原子中长链支化的比例,或LCB/106C)通过Janzen和Colby(J.Janzen和R.H.Colby,“诊断聚乙烯中的长链支化(Diagnosis long inpolyethylenes)”,《分子结构杂志(Journal of Molecular Structure)》,第485至486卷,1999年8月10日,第569-583页)的方法、使用以上参考文献中方程(2-3)和表2中的常数进行测定。具体地,190℃下的零剪切粘度通过经由Sabia方程外推复数粘度数据来确疋,如单独描述的。重均分子重Mw通过GPC测疋。使用这两个参数和Janzen和Colby的方法,长链支化频率LCB/106C可以数值地确定,使得所有3个参数(η0、Mw和LCB/106C)满足以上参考文献中的方程(2-3)。Janzen和Colby方法预测材料的零剪切粘度与具有相同平均分子量的完全线性聚合物(LCB/106C=0)的零剪切粘度的比率η0/η0,线性在LCB/106C的某一值处展现最大值,并且因此对于LCB/106C的每一值η0/η0,线性,存在两个水平或值,使得此比率是可能的。为了本计算的目的,LCB/106C的最低值始终以η0/η0,线性的给定比率选择。
原料:
本文所用的原料示于下表1中。
表1
*190℃/2.16kg
***可获自利安德巴塞尔工业NV
***可获自Envision Plastics
实例1至3
表2中的实例1至3示出了HDPE树脂的减粘裂化结果。认为P1清楚地表示HDPE回收物原料。在加工之前,P1(HDPE回收物原料代用品)具有0.960g/cm3的标称密度和0.8g/10min的熔融指数I2。表2中的实例1结果示出P1的许多其他性质。
实例2和实例3通过减粘裂化P1的部分来制备。通过将P1以50磅/小时的进料速率、600rpm的螺杆转速和200℃/250℃/325℃/325℃/325℃/325℃/325℃/325℃/325℃的目标温度分布(从进料入口到模头)进料到Werner和Pfleiderer ZSK40双螺杆挤出机中来进行减粘裂化。将挤出物粉碎成粒料。在实例2和实例3中,使用不同的螺杆设计,导致与实例2相比,实例3中挤出机中聚合物的能量输入增加。在表2中,实例2的使用第一挤出机螺杆设计的减粘裂化P1标记为P1-vb1,并且实例3的使用第二挤出机螺杆设计的减粘裂化P1标记为P1-vb2。
实例2示出P1的熔融指数I2通过减粘裂化增加6.3倍,而密度和长链支化参数g′仅名义上增加。实例3示出P1的熔融指数I2通过减粘裂化增加7.7倍,而长链支化参数g′仅名义上增加。与实例2相比,实例3中熔融指数I2的较大增加归因于聚合物的比能量(“SPE”)输入,实例3中为0.706kW.hr/kg,实例2中为0.581kW.hr/kg。
实例2和3示出P1的高负荷熔融指数I21通过减粘裂化分别增加5.6和6.2倍,并且熔融指数比(I21/I2)分别从72降低到37和35。在实例2和实例3中,熔体弹性(“ER”)均降低约三分之二。实例2和实例3的总体多分散性量度(“PDR”)均减少约三分之二。
与P1相比,在实例2和实例3中,复数粘度比η0分别降低89%和91%,复数粘度比分别降低90%和92%,复数粘度比/>分别降低63%和66%,并且复数粘度比/>分别降低73%和77%。在实例2和实例3中,特性粘度[η]分别降低40%和48%。
与P1相比,在实例2和实例3中,数均分子量(Mn)分别降低13%和13%,重均分子量(Mw)分别降低53%和55%,并且Z均分子量(Mz)分别降低79%和81%。在实例2和实例3中,分子量分布(Mw/Mn)分别降低46%和47%,并且分子量比(Mz/Mw)分别降低55%和58%。
表2
vb=减粘裂化
基于P1、P1-vb和P1-vb2的样本分析生成的动态振荡数据示出于下表3中。表3中的数据示出,对于P1、P1-vb1和P1-vb2,复数粘度随着频率增加而降低。表3还示出,对于所有测试的频率值,减粘裂化P1导致P1-vb1的复数粘度(η*)较低。附加地,P1与P1-vb1和P1-vb2两者之间的复数粘度差随着频率增加而减小。申请人认为这示出,不希望受任何特定理论束缚,减粘裂化对LDPE中的较高分子量链具有更大的影响,即更多的链断裂,并且还指示与P1相比,P1-vb1的MWD(Mw/Mn)更窄。图4示出了由表3中的数据对实例1和实例2生成的曲线的比较。重叠图示出了作为(以弧度/秒为单位的)振荡频率的对数的函数的(以泊为单位的)复数粘度(η*)的对数。
表3
图5是实例1至3生成的分子量曲线的比较。重叠图展示了通过减粘裂化实现的分子量的降低和分子量分布的窄化。
实例4和实例5
表4中的实例4和实例5示出了HDPE树脂的减粘裂化结果。认为P2清楚地表示HDPE回收物原料。在加工之前,P2(HDPE回收物原料代用品)具有0.953g/cm3的标称密度和0.3g/10min的熔融指数I2。表2中的实例4结果示出P2的许多其他性质。
实例5通过减粘裂化P2的一部分来制备。通过将P2以50磅/小时的进料速率、600rpm的螺杆转速和200℃/250℃/325℃/325℃/325℃/325℃/325℃/325℃/325℃的目标温度分布(从进料入口到模头)进料到Wemer和Pfleiderer ZSK40双螺杆挤出机中来进行减粘裂化。将挤出物粉碎成粒料。
实例5示出P2的熔融指数I2通过减粘裂化提高了19倍,并且P2的高负荷熔融指数I21提高了6.05倍,因此熔融指数比(I21/I2)从133降低到43。在实例5中,熔体弹性(“ER”)降低约75%。实例5的总体多分散性量度(“PDR”)降低约85%。
与P2相比,在实例5中,复数粘度η0、和/>都降低了几个数量级,并且复数粘度比/>降低了82%。在实例5中,特性粘度[η]降低43%。
与P2相比,在实例5中,数均分子量(Mn)降低7%,重均分子量(Mw)降低57%,并且Z均分子量(Mz)降低84%。在实例5中,分子量分布(Mw/Mn)降低54%,并且分子量比(Mz/Mw)降低84%。
表4
/>
vb=减粘裂化
基于P2和P2-vb样品的分析生成的动态振荡数据示出于下表5中。表5中的数据示出,对于P2和P2-vb1两者,复数粘度随着频率增加而降低。表5还示出,对于所有测试的频率值,减粘裂化P2导致P2-vb1的复数粘度(η*)较低。附加地,P2与P2-vb1之间的复数粘度差随着频率增加而减小。申请人认为这示出,不希望受任何特定理论束缚,减粘裂化对LDPE中的较高分子量链具有更大的影响,即更多的链断裂,并且还指示与P2相比,P2-vbl的MWD(Mw/Mn)更窄。图6是由表5中的数据对实例1和实例2生成的曲线的比较。重叠图示出了作为(以弧度/秒为单位的)振荡频率的对数的函数的(以泊为单位的)复数粘度(η*)的对数。
表5
/>
图7是实例4和实例5生成的分子量曲线的比较。重叠图展示了通过减粘裂化实现的分子量的降低和分子量分布的窄化。
实例6和实例7
表6中的实例6和实例7示出了MDPE树脂的减粘裂化结果。认为P3清楚地表示MDPE回收物原料。在加工之前,P3(MDPE回收物原料代用品)具有0.935g/cm3的标称密度和0.75g/10min的熔融指数I2。表6中的实例6结果示出P3的许多其他性质。
实例7通过减粘裂化P3的一部分来制备。通过将P3以50磅/小时的进料速率、600rpm的螺杆转速和200℃/250℃/325℃/325℃/325℃/325℃/325℃/325℃/325℃的目标温度分布(从进料入口到模头)进料到Werner和Pfleiderer ZSK40双螺杆挤出机中来进行减粘裂化。将挤出物粉碎成粒料。
实例7示出P3的熔融指数I2通过减粘裂化提高了7.4倍,并且P3的高负荷熔融指数I21提高了5.26倍,因此熔融指数比(I21/I2)从72降低到38。在实例7中,熔体弹性(“ER”)降低约72%。实例7的总体多分散性量度(“PDR”)降低约73%。
与P3相比,在实例7中,复数粘度η0、和/>都降低了几个数量级,并且复数粘度比/>降低了77%。在实例7中,特性粘度[η]降低36%。
与P3相比,在实例5中,数均分子量(Mn)降低7%,重均分子量(Mw)降低49%,并且Z均分子量(Mz)降低77%。在实例7中,分子量分布(Mw/Mn)降低45%,并且分子量比(Mz/Mw)降低56%。
表6
/>
vb=减粘裂化
基于P3和P3-vb样品的分析生成的动态振荡数据示出于下表7中。表7中的数据示出,对于P3和P3-vb1两者,复数粘度随着频率增加而降低。表7还示出,对于所有测试的频率值,减粘裂化P3导致P3-vb1的复数粘度(η*)较低。附加地,P3与P3-vb1之间的复数粘度差随着频率增加而减小。申请人认为这示出,不希望受任何特定理论束缚,减粘裂化对LDPE中的较高分子量链具有更大的影响,即更多的链断裂,并且还指示与P3相比,P3-vb1的MWD(Mw/Mn)更窄。图8是由表7中的数据对实例6和实例7生成的曲线的比较。重叠图示出了作为(以弧度/秒为单位的)振荡频率的对数的函数的(以泊为单位的)复数粘度(η*)的对数。
表7
/>
图9是实例6和实例7生成的分子量曲线的比较。重叠图展示了通过减粘裂化实现的分子量的降低和分子量分布的窄化。
实例8和实例9
表2中的实例8和实例9示出了HDPE回收物的减粘裂化结果。P4是可从EnvisionPlastics商购的实际HDPE回收物树脂。在加工之前,P4(HDPE回收物)具有0.961g/cm3的标称密度和0.57g/10min的熔融指数I2。表8中的实例8结果示出P4的许多其他性质。
实例9通过减粘裂化P4的部分来制备。通过将P4以50磅/小时的进料速率、600rpm的螺杆转速和200℃/250℃/325℃/325℃/325℃/325℃/325℃/325℃/325℃的目标温度分布(从进料入口到模头)进料到Werner和Pfleiderer ZSK40双螺杆挤出机中来进行减粘裂化。将挤出物粉碎成粒料。
实例9示出P4的熔融指数I2通过减粘裂化提高了12倍,并且P4的高负荷熔融指数I21提高了4.95倍,因此熔融指数比(I21/I2)从101降低到42。在实例9中,熔体弹性(“ER”)降低约75%。在实例9中,总体多分散性量度(“PDR”)降低约75%。
与P4相比,在实例9中,复数粘度η0、和/>都降低了几个数量级,并且复数粘度比/>降低了79%。在实例9中,特性粘度[11]降低39%。
与P4相比,数均分子量(Mn)降低12%,重均分子量(Mw)降低52%,并且Z均分子量(Mz)降低77%。分子量分布(Mw/Mn)降低45%,并且分子量比(Mz/Mw)降低52%。
表8
/>
vb=减粘裂化
基于P4和P4-vb样品的分析生成的动态振荡数据示出于下表9中。表9中的数据示出,对于P4和P4-vb1两者,复数粘度随着频率增加而降低。表9还示出,对于所有测试的频率值,减粘裂化P4导致P4-vb1的复数粘度(η*)较低。附加地,P4与P4-vb1之间的复数粘度差随着频率增加而减小。申请人认为这示出,不希望受任何特定理论束缚,减粘裂化对HDPE中的较高分子量链具有更大的影响,即更多的链断裂,并且还指示与P4相比,P4-vb1的MWD(Mw/Mn)更窄。图10示出了由表9中的数据对实例8和实例9生成的曲线的比较。重叠图示出了作为(以弧度/秒为单位的)振荡频率的对数的函数的(以泊为单位的)复数粘度(η*)的对数。
表9
图11是实例8和实例9生成的分子量曲线的比较。重叠图展示了通过减粘裂化实现的分子量的降低和分子量分布的窄化。
为了简洁起见,本文仅明确公开了某些范围。然而,除了所列举的范围之外,任何下限可以与任何上限组合以列举未明确列举的范围,并且来自任何下限的范围可以与任何其他下限组合以列举未明确列举的范围,同样地,来自任何上限的范围可以与任何其他上限组合以列举未明确列举的范围。附加地,即使没有明确地叙述,范围内也包括其端点之间的每个点或单个值。因此,每个点或单个值可以作为其自身的下限或上限与任何其他点或单个值或任何其他下限或上限组合,以列举未明确列举的范围。
尽管已经详细描述了本发明及其优点,但是应当理解,在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下,可以在此进行各种改变、替换和变更。此外,本申请的范围不旨在限于说明书中描述的工艺、机器、膜结构、层的组成、手段、方法和/或步骤的特定实施例。如本领域普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解的,根据本发明,可以使用目前存在的或以后将开发的执行与本文所述的相应实施例基本相同的功能或实现基本相同的结果的工艺、机器、膜结构、层的组成、装置、方法和/或步骤。因此,所附权利要求旨在在其范围内包括此类过程、机器、膜结构、层的组成、手段、方法和/或步骤。
Claims (20)
1.一种用于加工高密度聚乙烯(HDPE)和/或中密度聚乙烯(MDPE)回收物的方法,包括:
a.提供HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料,所述HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料具有:
i)在0.925g/cm3至0.970g/cm3范围内的第一密度;
ii)在0.10g/10min至1.0g/10min范围内的第一熔融指数(I2);
iii)大于6.0的第一分子量分布(Mw/Mn);
iv)大于或等于100,000道尔顿的第一重均分子量(“Mw1”);以及
v)大于或等于1.0的第一熔体弹性(“ER”);
b.将所述HDPE和/或MDPE回收物添加到第一挤出机以产生第一HDPE和/或MDPE回收物熔体;以及
c.使所述第一HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体经受减粘裂化条件以产生第二HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体,所述第二HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体具有:
i)第二密度,其中所述第二密度与所述第一密度的比率是大于或等于1.0;
ii)第二熔融指数(I2),其中所述第二熔融指数与所述第一熔融指数的比率是大于或等于5.0,和/或所述第二熔融指数是大于或等于5.0g/10min;
iii)第二分子量分布,其中第二分子量分布与所述第一分子量分布的比率是在0.25至0.60的范围内;
iv)第二重均分子量(“Mw2”),其中Mw2/Mw1是在0.10至0.70的范围内;以及
v)第二熔体弹性,其中所述第二熔体弹性与所述第一熔体弹性的比率是在0.10至0.45的范围内,和/或所述第二熔体弹性是小于或等于2.0。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料包括消费后回收的废物、工业后回收的废物或其组合。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述减粘裂化条件由热减粘裂化组成。
4.根据权利要求3所述的方法,其中热减粘裂化在大于或等于300℃的温度下进行。
5.根据权利要求1所述的方法,还包括进一步使所述第一HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体经受脱挥发分条件以产生所述第二HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体,其中:
所述HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料具有第一挥发性有机化合物含量;
所述第一HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体具有第二挥发性有机化合物含量;并且
所述第二挥发性有机化合物含量与所述第一挥发性有机化合物含量的比率是小于或等于0.9。
6.根据权利要求5所述的方法,其中脱挥发分条件包括吹扫气体的注入和排出。
7.根据权利要求1所述的方法,其中所述方法表征为具有以下各项中的一项或多项:
i)所述HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料具有第一高负荷熔融指数(I21),所述第二HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体具有第二高负荷熔融指数,并且所述第二高负荷熔融指数与所述第一高负荷熔融指数的比率是大于或等于2.0;
ii)所述HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料具有第一熔融指数比(I21/I2),所述第二HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体具有第二熔融指数比,并且所述第二熔融指数比与所述第一熔融指数比的比率是在0.30至0.60的范围内;
iii)所述HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料具有第一长链支化参数(g′),所述第二HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体具有第二g′,并且所述第二g′与所述第一g′的比率是小于1.0,和/或所述第一g′是在0.70至0.99的范围内;
iv)所述HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料具有大于或等于0.60的第一长链支化指数(“LCBI”),所述第二HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体具有第二LCBI,并且所述第二LCBI与所述第一LCBI的比率是小于或等于0.40;
v)所述HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料具有第一总体多分散性量度(“PDR”),所述第二HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体具有第二PDR,并且所述第二PDR与所述第一PDR的比率是小于或等于0.50;
vi)所述HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料具有第一复数粘度比,所述第二HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体具有第二复数粘度比,并且所述第二复数粘度比与所述第一复数粘度比的比率是小于或等于0.50,和/或所述第二复数粘度比是小于或等于10;
vii)所述HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料具有第一特性粘度,所述第二HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体具有第二特性粘度,并且所述第二特性粘度与所述第一特性粘度的比率是小于或等于0.90;以及
viii)所述HDPE回收物原料和/或MDPE回收物原料具有第一离模膨胀,所述第二HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体具有第二离模膨胀,并且所述第二离模膨胀与所述第一离模膨胀的比率是小于或等于0.90,和/或所述第二离模膨胀是小于或等于150%。
8.根据权利要求1所述的方法,其中通过从所述第一挤出机中排出所述第二HDPE回收物熔体和/或MDPE回收物熔体以进一步对所述第二HDPE和/或MDPE回收物熔体进行加工或造粒来形成HDPE和/或MDPE回收物产物。
9.根据权利要求8所述的方法,还包括:
将所述HDPE和/或MDPE回收物产物和第一聚烯烃共混物组分添加到第二挤出机中;以及
在所述第二挤出机中实现配混条件以形成聚烯烃产物,所述聚烯烃产物包括经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物产物与所述第一聚烯烃共混物组分的熔融共混混合物。
10.根据权利要求9所述的方法,其中所述第一聚烯烃共混物组分包括原生聚烯烃、聚烯烃回收物原料、经加工的聚烯烃回收物或其组合。
11.根据权利要求10所述的组合物,其中:
a.所述原生聚烯烃包括原生LDPE、原生LLDPE、原生HDPE、原生MDPE、原生聚丙烯或其组合;
b.所述聚烯烃回收物原料包括LDPE回收物原料、LLDPE回收物原料、HDPE回收物原料、MDPE回收物原料、聚丙烯回收物原料或其组合;以及
c.所述经加工的聚烯烃回收物包括经加工的LDPE回收物、经加工的LLDPE回收物、第二经加工的HDPE回收物、第二经加工的MDPE回收物、经加工的聚丙烯回收物或其组合。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述第一聚烯烃共混物组分包括原生HDPE和/或MDPE、HDPE和/或MDPE回收物原料、经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物或其组合。
13.根据权利要求9所述的方法,其中基于所述HDPE和/或MDPE回收物产物和所述第一聚烯烃共混物组分的总重量,所述HDPE和/或MDPE回收物产物以在5wt.%至90wt.%范围内的量添加。
14.根据权利要求9所述的方法,其中所述配混条件包括小于或等于300℃的温度。
15.根据权利要求9所述的方法,还包括:
将第二聚烯烃共混物组分添加到第三挤出机中;
在所述第三挤出机中实现熔融条件以产生第二聚烯烃共混物组分熔体;以及
取出所述第二聚烯烃共混物组分熔体作为所述第一聚烯烃共混物组分。
16.根据权利要求15所述的方法,其中所述第二共混物组分包括原生HDPE和/或MDPE、HDPE和/或MDPE回收物原料、经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物或其组合。
17.一种组合物,包括以下的聚合物共混物:
a.第一聚合物,其中所述第一聚合物:
i)是第一经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物;并且
ii)以在5wt.%至90wt.%范围内的量存在;
以及
b.第二聚合物,其中所述第二聚合物:
i)是原生聚烯烃、聚烯烃回收物原料、经加工的聚烯烃回收物或其组合;并且
ii)以在10wt.%至95wt.%范围内的量存在;
其中所有重量百分比均基于所述第一聚合物和所述第二聚合物的总重量。
18.根据权利要求17所述的组合物,其中:
a.所述原生聚烯烃包括原生LDPE、原生LLDPE、原生HDPE、原生MDPE、原生聚丙烯或其组合;
b.所述聚烯烃回收物原料包括LDPE回收物原料、LLDPE回收物原料、HDPE回收物原料、MDPE回收物原料、聚丙烯回收物原料或其组合;以及
c.所述经加工的聚烯烃回收物包括经加工的LDPE回收物、经加工的LLDPE回收物、第二经加工的HDPE回收物、经加工的MDPE回收物、经加工的聚丙烯回收物或其组合。
19.根据权利要求17所述的组合物,其中经加工的是指经受热减粘裂化和任选地经受脱挥发分。
20.一种共混物,包括:
具有第一I2的经减粘裂化的HDPE和/或MDPE;以及
具有第二I2的原生HDPE和/或MDPE、HDPE和/或MDPE回收物原料、经加工的HDPE回收物和/或经加工的MDPE回收物或其组合;
其中:
(I2)共混物是最终共混物产物的目标熔融指数;
n是所述共混物中的组分的数量;并且
i是n组分共混物的第i组分。
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