CN118159402A - 回收聚烯烃泡沫的方法和组合物以及如此获得的制品 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于回收聚烯烃泡沫的方法，该方法包括a)提供混合物，该混合物包含聚烯烃泡沫碎片和包含分散的聚烯烃颗粒的水性组合物，以及b)从该混合物中除去水。还提供了一种包含混合物的组合物，该混合物包含聚烯烃泡沫和包含分散的聚烯烃颗粒的水性组合物。还提供了一种通过包括从此类组合物中除去水的方法形成的制品。

Description

回收聚烯烃泡沫的方法和组合物以及如此获得的制品
聚烯烃泡沫用于多种应用，包括保护性封装(例如，装运期间电子产品的垫料)、建筑和构造应用(例如，管道绝缘材料)、娱乐产品(例如，游泳泡棉棒(swim noodle)和健身垫)和汽车应用。在使用之后，或在出于一个目的而制造但需要用于不同目的之后，对回收泡沫的需求日益增长。使用后回收(post-consumer recycled，PCR)或工业后回收(post-industrial recycled，PIR)的泡沫可通过首先机械地将泡沫减小为相对较小的碎片(如果泡沫尚未以相对较小的碎片存在)，并且然后使用一种或多种粘合剂烧结泡沫碎片以形成较大的有用制品来回收。可以考虑以这种方式使用的一些粘合剂是有机溶剂携带的并且具有由使用有机溶剂导致的各种健康和环境缺陷。
US 7,837,831公开了用含有烯烃聚合物和天然或合成纤维素纤维的水性分散液制成的薄纸。
期望提供一种回收聚烯烃泡沫的方法，该方法采用有效地将聚烯烃泡沫的碎片结合在一起以形成新的有用聚烯烃泡沫制品的水性粘合剂。
以下是本发明的陈述。
本发明的第一方面是一种用于回收聚烯烃泡沫的方法，该方法包括
a)提供混合物，该混合物包含
i)聚烯烃泡沫的碎片和
ii)包含分散的聚烯烃颗粒的水性组合物，以及
b)从混合物中除去水。
本发明的第二方面是一种组合物，该组合物包含
i)聚烯烃泡沫的碎片和
ii)包含分散的聚烯烃颗粒的水性组合物。
本发明的第三方面是一种制品，该制品通过包括从第二方面的组合物中除去水的方法形成。
以下是本发明的具体描述。
如本文所用，除非上下文另有明确指示，否则以下术语具有指定的定义。
如本文所用，聚合物是由较小的化学重复单元的反应产物制成的相对较大的分子。聚合物可具有直链、支化的、星形、环状、超支化、交联或它们的组合的结构；聚合物可具有单一类型的重复单元(“均聚物”)或它们可具有多于一种类型的重复单元(“共聚物”)。共聚物可具有无规、按顺序、以嵌段形式、以其它排列方式或以它们的任何混合物或组合排列的各种类型的重复单元。聚合物具有1,000或更高的数均分子量。
如本文所用，“聚合物的重量”意指聚合物的干重。
如本文所用，“热塑性”聚合物是满足以下标准的聚合物。热塑性聚合物在从绝对零度直至Tsolid的温度范围内是固体，并且Tsolid低于200℃。在等于或大于Tsolid的一些温度(Tflow)下，热塑性聚合物变得足够软以在重力下或在机械施加的力下变成新的形状。当热塑性聚合物冷却回到等于或低于Tsolid的温度时，热塑性聚合物大致保持新的形状。聚合物的软化可归因于玻璃化转变、熔融转变、一些其它软化过程或它们的组合。
可彼此反应以形成聚合物的重复单元的分子在本文中被称为“单体”。如此形成的重复单元在本文中被称为单体的“聚合单元”。
“烯烃”是正好含有一个碳-碳双键并且不含碳-碳三键的烃化合物。烯烃可以是直链的、环状的、支化的或它们的组合。“聚烯烃”是基于聚合物的重量其中40重量％或更多的聚合单元具是烯烃的聚合物。
如本文所用，“乙烯酯”是具有式R3C-C(O)-O-CR＝CR2的化合物，其中每个R基团独立于所有其它R基团是氢或取代或未取代的有机基团。如本文所用，“(甲基)丙烯酸”意指丙烯酸、甲基丙烯酸或它们的混合物。如本文所用的“(甲基)丙烯酸酯”意指(甲基)丙烯酸的酯，其中酯基团是取代或未取代的C1-C20烷基基团。如本文所用，“二烯”是正好具有两个碳-碳双键并且不具有碳-碳三键的烃化合物。二烯可以是直链的、支化的、环状的或它们的组合。
如本文所用，羧酸化合物是以下任一种：羧酸，其中羧基基团呈中性形式、阴离子形式或它们的混合物；羧酸的盐；羧酸的酯；它们的混合物。磺酸酯化合物是具有磺酸基团的化合物，其可以呈中性形式、阴离子形式、盐形式、酯形式或它们的混合物。
如本文所用，“泡沫”是含有多个泡孔的固体制品。泡孔是部分或完全被固体材料包围的充气体积。当50％或更多数量的泡孔被固体材料完全包围时，泡沫被称为“闭孔”泡沫。其它泡沫被称为“开孔”泡沫。其中50重量％或更多是聚烯烃的泡沫被称为“聚烯烃泡沫”。如果聚烯烃泡沫含有多于一种聚烯烃，则基于泡沫的重量，泡沫中具有最大重量百分比的聚烯烃在本文中被称为泡沫中的“主要”聚烯烃。如果聚烯烃泡沫恰好含有一种聚烯烃，则该聚烯烃是主要聚烯烃。
具有不大于20cm尺寸的一片聚烯烃泡沫在本文中被称为“碎片”。聚烯烃泡沫的碎片可以是所发现的形式，或者可以例如通过一种或多种机械方法，例如研磨、切碎、剪切、破碎、其它机械方法或它们的任意组合，将较大片的聚烯烃泡沫减小为碎片。
如本文所用，“颗粒”是离散制品。颗粒可以是固体或液体。如本文所用，颗粒的“直径”被认为是与实际颗粒具有相同体积的假想球体的直径。颗粒的“纵横”比是其最大尺寸与其最小尺寸的比率。如果颗粒的纵横比是2:1或更低，则其在本文中被称为“非纤维”。基于颗粒的重量，“聚烯烃颗粒”含有50重量％或更多的聚烯烃。
如本文所用，“水性”组合物是基于组合物的重量含有30重量％或更多水的组合物。水性介质是基于介质的重量含有50重量％或更多水的连续液体介质。当颗粒分布在整个液体介质中时，颗粒在本文中被称为“分散”在液体介质中。分散在液体介质中的颗粒可形成例如通常标记为浆料、分散体、乳液、胶乳的组合物、一些其它类型的组合物或它们的组合的组合物。分散在液体介质中的颗粒集合的特征在于体积平均直径，其可通过光散射测量，例如通过Coulter LS230装置(Beckman Coulter Co.,Indianapolis,IN,USA)测量。粒度分布商在本文中定义为通过将体积平均粒径Dv除以数均粒径Dn获得的商。
通过差示扫描量热法(DSC)测量聚合物的熔融温度。在熔融温度下观察到吸热峰。
通过观察在DSC评估中出现的熔点下的熔化热来测量聚合物的结晶度。“结晶度”通过将观察到的熔化热归一化为相同聚合物的100％结晶样品的熔化热来确定，以百分比报告。
使用散射强度相对于聚合物浓度和散射角的Zimm图的截距，通过在聚合物的稀释溶液中的光散射来测量聚合物样品的重均分子量(Mw)。多分散指数定义为通过将重均分子量(Mw)除以数均分子量(Mn)获得的商。
聚合物样品的玻璃化转变温度(Tg)通过DSC以10℃/min作为热流曲线中阶跃变化的中点来测量。。
通过根据ASTM D1238，在190℃/2.16kg条件下测量聚合物的熔融指数(“I2”)。I2以每10分钟洗脱的克数(g/10min)报告。
本文呈现的比率如下表征。举例来说，如果比率称为3:1或更大，那么比率可以是3:1或5:1或100:1，但不能是2:1。该表征可如下概括地陈述。当本文认为比率为X:l或更大时，意味着该比率为Y:l，其中Y大于或等于X。对于另一个示例，如果认为比率为15:1或更小，则该比率可能为15:1或10:1或0.1:1，但可能不为20:1。一般而言，当在本文中据称比率为W:l或更小时，意味着该比率为Z:1，其中Z小于或等于W。
优选地，水性组合物中分散颗粒的体积平均粒径为10微米或更小；更优选地5微米或更小；更优选地2.5微米或更小；更优选地1.5微米或更小。优选地，水性组合物中分散颗粒的体积平均粒径为0.05微米或更大；更优选地0.1微米或更大；更优选地0.2微米或更大。优选地，水性组合物中分散颗粒的粒度分布商为2或更低；更优选地1.9或更低；更优选地1.7或更低；更优选地1.5或更低。
含有分散的聚烯烃颗粒的合适水性组合物的示例公开于例如美国专利5,688,842；美国专利8,053,503；和美国专利8,163,837中。
聚烯烃颗粒优选地含有聚烯烃，其量基于颗粒的总重量为50重量％或更多；更优选地60重量％或更多；更优选地70重量％或更多；更优选地80重量％或更多；更优选地90重量％或更多。
优选地，聚烯烃颗粒含有一种或多种“第一聚烯烃”。在“第一聚烯烃”中，烯烃的聚合单元的存在量基于第一聚烯烃的重量为70重量％或更多；更优选地80重量％或更多；更优选地90重量％或更多。优选地，第一聚烯烃含有一种或多种主要单体、任选地一种或多种共聚单体和任选地另一种附加的单体的聚合单元。主要单体是乙烯、丙烯或它们的混合物。共聚单体选自以下的组：一种或多种二烯、一种或多种乙烯酯、一种或多种式H2C＝CHR的化合物(其中R是C2-C20直链、支化或环状烷基基团；或C6-C20芳基基团)，以及它们的混合物。
在第一聚烯烃中，优选地，基于主要单体的聚合单元的重量，主要单体的聚合单元是90重量％至100重量％的乙烯聚合单元或90重量％至100重量％的丙烯聚合单元；更优选地90重量％至100重量％的乙烯聚合单元；更优选地100重量％的乙烯聚合单元。在第一聚烯烃中，优选地，基于第一聚烯烃的重量，主要单体的聚合单元的量为65重量％或更多；更优选地75重量％或更多。在第一聚烯烃中，优选地，基于第一聚烯烃的重量，主要单体的聚合单元的量为100重量％或更少；更优选地99重量％或更少；更优选地90重量％或更少。
关于一种或多种共聚单体，如果在第一聚烯烃中使用一种或多种二烯，则优选的是C4-C20直链、支化或环状二烯。如果在第一聚烯烃中使用一种或多种乙烯酯，则优选的是乙酸乙烯酯。如果在第一聚烯烃中使用一种或多种具有H2C＝CHR的化合物(如以上所定义)，则优选的是1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、1-庚烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯以及它们的混合物；更优选的是1-庚烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯以及它们的混合物。在第一聚烯烃中，优选共聚单体包括一种或多种式H2C＝CHR的化合物。在第一聚烯烃中，优选地，基于共聚单体的重量，共聚单体中式H2C＝CHR的化合物的量为50重量％或更多；更优选地75重量％或更多；更优选地90重量％或更多；更优选地100重量％。优选地，基于第一聚烯烃的重量，第一聚烯烃中共聚单体的聚合单元的量为0重量％至25重量％，更优选地1重量％至25重量％。
关于第一聚烯烃中附加的单体，优选地，所使用的任何附加单体不同于任何主要单体并且不同于任何共聚单体。优选地，在第一聚烯烃中存在少量或不存在附加单体的聚合单元。即，优选地，基于第一聚烯烃的重量，存在于第一聚烯烃中的附加单体的聚合单元的量为0重量％至10重量％；更优选地0重量％至1重量％；更优选地0重量％。
优选地，第一聚烯烃是热塑性的。优选地，第一聚烯烃具有小于50％、优选地小于25％的结晶度。优选地，第一聚烯烃具有15,000或更高；更优选地20,000或更高的重均分子量。优选地，第一聚烯烃具有5,000,000或更低的重均分子量；更优选地1,000,000或更低。优选地，第一聚烯烃的分子量多分散指数为1.01或更高；更优选地1.5或更高；更优选地1.8或更高。优选地，第一聚烯烃的分子量多分散指数为40或更低；更优选地20或更低；更优选地10或更低。
优选地，第一聚烯烃具有50℃或更低；更优选地40℃或更低的玻璃化转变温度。优选地，第一聚烯烃具有25℃或更高；更优选地30℃或更高的玻璃化转变温度。优选地，第一聚烯烃具有140℃或更低；更优选地130℃或更低；更优选地120℃或更低的熔融温度。优选地，第一聚烯烃具有以克/10分钟为单位的0.001或更高；更优选地0.5或更高；更优选地100或更高的熔体指数。优选地，第一聚烯烃具有以克/10分钟为单位为1,000或更低；更优选地800或更低；更优选地700或更低的熔体指数。
合适的第一聚烯烃的示例包括例如以下：非均匀支化聚烯烃，包括线性低密度聚乙烯(LLDPE)和共聚物；非均匀支化超低线密度聚乙烯(ULDPE)；乙烯和一种或多种乙烯之外的α-烯烃的均匀支化线性共聚物；以及乙烯和一种或多种乙烯以外的α-烯烃的均匀支化基本线性共聚物。
优选地，水性组合物另外含有一种或多种分散剂。分散剂分子可以溶解存在于连续水相中，或者可以附着在一个或多个聚烯烃颗粒上，或者可以部分存在于聚烯烃颗粒的表面上并且部分存在于连续水相中。合适的分散剂包括非聚合的羧酸化合物、非聚合的磺酸酯化合物、烯烃/(甲基)丙烯酸共聚物、硫酸化或磷酸化聚氧乙烯化醇、环氧乙烷/环氧丙烷/环氧乙烷嵌段共聚物、伯醇和仲醇乙氧基化物、烷基糖苷、烷基甘油酯以及它们的混合物。
在非聚合羧酸化合物中，优选的是其中分子的羧酸部分含有8个或更多碳原子；更优选地12个或更多碳原子；更优选地15个或更多碳原子的非聚合羧酸化合物。在非聚合羧酸化合物中，优选的是其中分子的羧酸部分含有60个或更少碳原子；更优选地30个或更少碳原子的非聚合羧酸化合物。在非聚合羧酸化合物中，优选的是其中阳离子选自碱金属阳离子、碱土金属阳离子、铵阳离子、烷基铵阳离子或它们的混合物的盐。
优选地，分散剂包括一种或多种烯烃/(甲基)丙烯酸共聚物。在烯烃/(甲基)丙烯酸共聚物中，优选的是包括乙烯、丙烯或它们的混合物的聚合单元的共聚物。在烯烃/(甲基)丙烯酸共聚物中，基于烯烃单体的所有聚合单元的重量，优选地烯烃单体的聚合单元为90重量％至100重量％的乙烯聚合单元或90重量％至100重量％的丙烯聚合单元；更优选地90重量％至100重量％的乙烯聚合单元；更优选地100重量％的乙烯聚合单元。在烯烃/(甲基)丙烯酸共聚物中，优选地，基于烯烃/(甲基)丙烯酸共聚物的重量，烯烃单体的聚合单元的量优选地为40重量％或更多；更优选地50重量％或更多。在烯烃/(甲基)丙烯酸共聚物中，优选地，基于烯烃/(甲基)丙烯酸共聚物的重量，烯烃单体的聚合单元的量优选地为98重量％或更少；更优选地95重量％或更少；更优选地90重量％或更少；更优选地70重量％或更少。
在烯烃/(甲基)丙烯酸共聚物中，优选地，基于烯烃/(甲基)丙烯酸共聚物的重量，烯烃/(甲基)丙烯酸共聚物含有2重量％或更多的(甲基)丙烯酸聚合单元。更优选地，基于烯烃/丙烯酸共聚物的重量，烯烃/(甲基)丙烯酸共聚物中(甲基)丙烯酸聚合单元的量为5重量％或更多；更优选地10重量％或更多；更优选地30重量％或更多。优选地，基于烯烃/(甲基)丙烯酸共聚物的重量，烯烃/(甲基)丙烯酸共聚物中(甲基)丙烯酸聚合单元的量为60重量％或更少；更优选地50重量％或更少。
烯烃/(甲基)丙烯酸共聚物任选地含有一种或多种附加单体；即烯烃单体和(甲基)丙烯酸以外的单体的聚合单元。优选地，在烯烃/(甲基)丙烯酸共聚物中存在少量或不存在附加单体的聚合单元。即，优选地，基于烯烃/(甲基)丙烯酸共聚物的重量，存在于烯烃/(甲基)丙烯酸共聚物中的附加单体的聚合单元的量为0重量％至10重量％；更优选地0重量％至1重量％；更优选地0重量％。
优选地，水性组合物含有一种或多种第一聚烯烃和一种或多种分散剂。优选地，第一聚烯烃与分散剂的重量比为300:1或更低。优选地，第一聚烯烃与分散剂的重量比为0.5:1或更高。
当分散剂含有一种或多种烯烃/(甲基)丙烯酸共聚物时，优选地，第一聚烯烃与烯烃/(甲基)丙烯酸共聚物的重量比为20:1或更低；更优选地10:1或更低；更优选地6:1或更低。当分散剂含有一种或多种烯烃/(甲基)丙烯酸共聚物时，优选地，第一聚烯烃与分散剂的重量比为0.5:1或更高；更优选地0.75:1或更高；更优选地1:1或更高。
当分散剂含有一种或多种非聚合羧酸化合物时，优选地，第一聚烯烃与非聚合羧酸化合物的重量比为300:1或更低；更优选地200:1或更低；更优选地120:1或更低。当分散剂含有一种或多种非聚合羧酸化合物时，优选地，第一聚烯烃与非聚合羧酸化合物的重量比为5:1或更高；更优选地10:1或更高；更优选地16:1或更高。
水性组合物含有连续液体介质并且还含有分散的聚烯烃颗粒。基于连续液体介质的重量，连续液体介质中水的量优选为50重量％或更多；更优选地75重量％或更多；更优选地85重量％或更多。
优选地，基于水性组合物的重量，水性组合物中聚烯烃的量为25重量％或更高；更优选地30重量％或更高；更优选地35重量％或更高；更优选地40重量％或更高。优选地，基于水性组合物的重量，水性组合物中聚烯烃的量为75重量％或更低；更优选地70重量％或更低；更优选地60重量％或更低；更优选地50重量％或更低。
优选地，水性组合物的pH为5或更高；更优选地7或更高。优选地，水性组合物的pH为11.5或更低；更优选地11或更低。任选地，可以通过在水性组合物中包括一种或多种酸或碱来调节水性组合物的pH。
本发明还包括聚烯烃泡沫碎片的用途。优选地，将聚烯烃泡沫回收。优选地，基于泡沫的重量，聚烯烃以60重量％或更多；更优选地70重量％或更多；更优选地80重量％或更多的量存在于泡沫中。在聚烯烃泡沫中，优选地，基于主要单体的聚合单元的重量，主要单体的聚合单元的量为90重量％至100重量％的乙烯聚合单元或90重量％至100重量％的丙烯聚合单元；更优选地90重量％至100重量％的乙烯聚合单元；更优选地100重量％的乙烯聚合单元。在聚烯烃泡沫中，优选地，基于聚烯烃泡沫中所有聚合单元的重量，主要单体的聚合单元的量为75重量％至100重量％；更优选地90重量％至100重量％。在聚烯烃泡沫中，优选地，基于聚烯烃泡沫中所有聚合单元的重量，共聚单体的聚合单元的量为0重量％至25重量％；更优选地0重量％至10重量％。优选地，聚烯烃泡沫中聚烯烃含有低密度聚乙烯(LDPE)，其量基于聚烯烃泡沫的重量为80重量％或更多；或90重量％或更多。
优选地，聚烯烃泡沫中的主要聚烯烃是交联的或者具有150℃或更低的熔融温度(Tmfoam)；更优选是交联的或具有120℃或更低的Tmfoam。优选地，聚烯烃泡沫中的主要聚烯烃是交联的或者具有60℃或更高的熔融温度(Tmfoam)；更优选是交联的或具有80℃或更高的Tmfoam。
聚烯烃泡沫任选地含有一种或多种成核剂。合适的成核剂包括例如滑石、柠檬酸和碳酸氢钠。当存在时，成核剂在聚烯烃泡沫中的量基于聚烯烃泡沫的重量优选为15重量％或更少。
聚烯烃泡沫任选地含有一种或多种发泡剂。合适的发泡剂是例如单硬脂酸甘油酯。当存在时，发泡剂在聚烯烃泡沫中的量基于聚烯烃泡沫的重量优选为5重量％或更少。
聚烯烃泡沫可以是开孔泡沫或闭孔泡沫或它们的组合。合适的聚烯烃泡沫可以是例如高密度泡沫或低密度泡沫。高密度泡沫通常具有50微米至200微米的体积平均泡孔尺寸。高密度泡沫通常具有高于240kg/m3(15lb/ft3)的密度。低密度泡沫通常具有100微米至3,000微米的体积平均泡孔尺寸。低密度泡沫通常具有8kg/m3(0.5lb/ft3)至240kg/m3(15lb/ft3)的密度。
聚烯烃泡沫中的聚烯烃可以是热塑性的或可以是交联的。任一类型的泡沫均适用于本发明。在本发明的实践中特别感兴趣的是交联泡沫，因为交联泡沫通常不能通过熔融和再成形来回收，因此本发明是有利的，因为其提供了一种由以前使用的交联泡沫制作新的有用制品的方式。
在本发明的实践中，聚烯烃泡沫以多个碎片的形式存在。每个碎片可通过其最大尺寸(“DMAX”)来表征。碎片集合可通过D90表征，其尺寸使得基于所有碎片的重量，90重量％或更多的碎片具有等于或小于D90的DMAX。优选地，聚烯烃泡沫碎片集合的D90为20cm或更小；更优选地12cm或更小；更优选地7mm或更小。优选地，基于所有碎片的重量，90重量％或更多的碎片是非纤维的。
在一些实施方案中，泡沫将例如通过挤出而制造成相对较大的制品，例如片材、板(board)或厚板(plank)；然后机械地减小成更小的碎片。预期除了尺寸减小之外，这些泡沫碎片将保留原始泡沫制品的特性，诸如泡孔尺寸、泡沫密度和孔隙率。
本发明包括聚烯烃泡沫碎片和水性组合物的混合物的用途。可通过任何方法制得该混合物。合适方法的示例包括例如以下方法：混合(例如，将水性组合物和聚烯烃泡沫碎片一起放入容器中并且搅拌混合物)；浸涂(例如，将水性组合物置于第一容器中，将聚烯烃泡沫的碎片浸入水性组合物中直到聚烯烃泡沫的碎片被水性组合物涂覆，然后将涂覆的聚烯烃泡沫的碎片取出到另一容器中)；喷涂(例如，将水性组合物喷涂到聚烯烃泡沫的碎片上)；其它方法；以及它们的组合。
在一个优选的实施方案中，存在以下条件(“I”或“II”)中的一种或另一种:
I)基于分散的聚烯烃颗粒中所有聚合物中所有聚合单元的总重量，分散的聚烯烃颗粒包含50重量％或更多的乙烯聚合单元，和
基于聚烯烃泡沫碎片中所有聚合单元的总重量，聚烯烃泡沫碎片包含50重量％或更多的乙烯聚合单元
或
II)基于分散的聚烯烃颗粒中所有聚合物中所有聚合单元的总重量，分散的聚烯烃颗粒包含50重量％或更多的丙烯聚合单元，和
基于聚烯烃泡沫碎片中所有聚合单元的总重量，聚烯烃泡沫碎片包含50重量％或更多的丙烯聚合单元。
条件I是优选的。当实施条件I时，优选地，基于所有聚合的聚烯烃颗粒的总重量，分散的聚烯烃颗粒中的所有聚合物中乙烯聚合单元的量为60重量％或更多；更优选地70重量％或更多；更优选地80重量％或更多。当实施条件I时，优选地，基于聚烯烃泡沫碎片中所有聚合单元的总重量，聚烯烃泡沫中乙烯聚合单元的量为60重量％或更多；更优选地70重量％或更多；更优选地80重量％或更多。
当实施条件II时，优选地，基于所有聚合的聚烯烃颗粒的总重量，分散的聚烯烃颗粒中的所有聚合物中丙烯聚合单元的量为60重量％或更多；更优选地70重量％或更多；更优选地80重量％或更多。当实施条件II时，优选地，基于聚烯烃泡沫碎片中所有聚合单元的总重量，聚烯烃泡沫中丙烯聚合单元的量为60重量％或更多；更优选地70重量％或更多；更优选地80重量％或更多。
水性组合物和聚烯烃泡沫碎片的混合物可通过水性组合物中聚烯烃的重量与聚烯烃泡沫的重量的比率来表征。优选地，该比率为0.2:1或更高；更优选地0.5:1或更高；更优选地0.75:1或更高。优选地，该比率为5:1或更低；更优选地3:1或更低。
本发明的实践包括从水性组合物和聚烯烃泡沫颗粒的混合物中除去水。优选地，通过包括蒸发水的方法除去水。为了加快水的去除，可以使混合物经受例如以下中的一者或多者：温度高于30℃；流动空气；以及它们的组合。
当使用高于30℃的温度时，优选的是60℃或以上；更优选的是70℃或以上。当使用高于30℃的温度时，优选的是150℃或更低；更优选的是125℃或更低。可以通过任何方法达到高于30℃的温度。一些合适的方法包括例如暴露于辐射(例如，红外线)、暴露于加热气体(例如，加热空气)、其它加热方法以及它们的组合。
当需要使用流动空气时，一种合适的方法是将混合物置于烘箱中，该烘箱机械地迫使空气在烘箱内流动，例如对流烘箱。当将混合物置于机械地迫使空气在烘箱内流动的烘箱中时，混合物可同时暴露于流动空气和高于30℃的温度两者。或者，混合物可在除烘箱以外的环境中暴露于流动空气(同时或不同时暴露于高于30℃的温度)。或者，可以不使用流动空气。
当混合物暴露于高于30℃的温度时，优选混合物达到等于或大于第一聚烯烃的Tflow的温度。预期当混合物达到第一聚烯烃的Tflow温度或更高时，含有第一聚烯烃的一些或所有颗粒将倾向于彼此熔合并且将聚烯烃泡沫的碎片结合成单个块。
预期暴露于高于30℃的温度将有助于第一聚烯烃颗粒的熔合以及从混合物中除去水。这些效果可以按任一顺序实现或可以同时实现，或按它们的任何组合实现。例如，混合物可首先暴露于优化水去除的条件(例如，相对较低的温度和相对较高的空气流量)，然后暴露于优化颗粒熔合的条件(例如，相对较高的温度)。对于另一示例，混合物可首先暴露于优化颗粒熔合的条件，然后暴露于优化水去除的条件。对于另一个示例，可以选择允许颗粒熔合和水去除同时发生的条件。预期当应用优化或有利于一种效果(例如，水去除)的条件时，另一方法(例如，颗粒熔合)将在一定程度上同时发生。
当混合物暴露于高于30℃的温度时，并且当聚烯烃泡沫中的主要聚烯烃是热塑性的时，由混合物获得的最大温度Tmax应当符合Tmax<(T2-10℃)，其中T2是聚烯烃泡沫中的主要聚烯烃的Tsoft。预期保持Tmax低于比T2低10℃的温度将使得聚烯烃泡沫的碎片保持它们的泡沫结构而不坍塌。
任选地，在足以软化水性组合物的颗粒中的一些或所有聚烯烃的温度下，使混合物经受机械压力。
在从混合物中除去水之后，并且如果其已经被加热，即将其返回到约25℃的环境温度，则剩余的组合物在本文中被认为是成品。预期一些水可保留在成品中。优选地，基于成品的重量，成品中水的量为20重量％或更少；更优选地10重量％或更少；更优选地5重量％或更少。
例如，可以将聚烯烃泡沫的碎片置于用作模具的容器中，以确定成品的最终形状。可以在使聚烯烃泡沫的碎片与水性组合物接触之前或之后将聚烯烃泡沫的碎片置于此类容器中。
以下为本发明的实施例。除非另有说明，否则操作在室温(大约23℃)下进行。
使用以下材料：
·“粘结剂”＝HYPODTM8501基于水性酸改性的乙烯共聚物的聚烯烃分散体，大约45重量％固体，来自陶氏化学公司(Dow Chemical Company)
·回收的泡沫：先前制造的聚烯烃泡沫已被减小为具有小于5mm的D90的碎片。
实施例1
将97克粘结剂与回收的泡沫在浴中混合，直至实现粘结剂在泡沫颗粒上的均匀覆盖。将粘结剂涂覆的泡沫颗粒置于尺寸为21.6cm×11.7cm×7.0cm(8.5英寸×4.6英寸×2.75英寸)的重型铝条盘中。将另一个盘用作盖子，并且将样品置于设定为90℃的对流烘箱中50min，将1.8kg(4磅)的重物置于盖子顶部。然后去除盖子，将样品在90℃的烘箱中干燥2小时。
实施例2
与实施例1相同，不同之处在于盖子是打孔的。
实施例3
将粘结剂均匀地喷涂到15克回收的泡沫上。将喷涂的泡沫颗粒置于90℃的烘箱中30分钟。然后将涂覆的泡沫称重，结果为16.7克，表明粘结剂的1.6克聚合物涂覆了15克回收的泡沫颗粒。将涂覆的泡沫颗粒置于盘中，然后盖上盖子。在盖上放置1.8kg(4磅)重物。将盘置于90℃的烘箱中10分钟。将附加的1.8kg(4磅)重物置于盖上，并且再将盘置于90℃的烘箱中10分钟。
实施例4
将15克泡沫浸入粘结剂浴中并且混合直至获得均匀涂料。将浸涂的泡沫颗粒置于90℃的烘箱中50分钟。然后涂覆的泡沫颗粒称重为30克，表明粘结剂的15克聚合物涂覆了15克回收的泡沫。然后将涂覆的泡沫颗粒置于90℃烘箱中的有1.8kg(4磅)重物的带盖盘中5分钟。将附加的1.8kg(4磅)重物置于盖上，并且再将盘置于90℃的烘箱中10分钟。
实施例1至4中的每个的结果是含有聚烯烃泡沫的固体块在处理时是坚固的，并且似乎可用于任一多种用途，例如保护性封装(例如，在装运期间电子产品的垫料)、建筑和构造应用(例如，管道绝缘材料)、娱乐产品(例如，游泳泡棉棒和健身垫)和汽车应用。

Claims (10)

1.一种用于回收聚烯烃泡沫的方法，所述方法包括
a)提供混合物，所述混合物包含
i)聚烯烃泡沫的碎片和
ii)包含分散的聚烯烃颗粒的水性组合物，以及
b)从所述混合物中除去水。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤
c)使或将一些或所有所述分散的聚烯烃颗粒彼此熔合。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述分散的聚烯烃颗粒具有0.05微米至10微米的体积平均粒径。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述分散的聚烯烃颗粒包含第一聚烯烃，基于所述第一聚烯烃的重量，所述第一聚烯烃包含以下聚合单元
i)65重量％至99重量％的乙烯或丙烯或它们的混合物；
ii)1重量％至25重量％的一种或多种单体，所述一种或多种单体选自由以下组成的组：一种或多种二烯、一种或多种乙烯酯、一种或多种式H2C＝CHR的化合物，其中R是C2-C20直链、支化或环状烷基基团或者C6-C20芳基基团，以及它们的混合物，和
iii)0重量％至10重量％的一种或多种不同于i)和ii)的单体。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述水性组合物还包含一种或多种烯烃/(甲基)丙烯酸酯共聚物。
6.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述分散的聚烯烃颗粒中的所有聚合物中的所有聚合单元的总重量，所述分散的聚烯烃颗粒包含50重量％或更多的乙烯聚合单元，并且其中基于所述聚烯烃泡沫的碎片中的所有聚合单元的总重量，所述聚烯烃泡沫的碎片包含50重量％或更多的乙烯聚合单元。
7.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述分散的聚烯烃颗粒中的所有聚合物中的所有聚合单元的总重量，所述分散的聚烯烃颗粒包含50重量％或更多的丙烯聚合单元，并且其中基于所述聚烯烃泡沫的碎片中的所有聚合单元的总重量，所述聚烯烃泡沫的碎片包含50重量％或更多的丙烯聚合单元。
8.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述聚烯烃泡沫的碎片的总重量，所述聚烯烃泡沫的碎片包含80重量％或更多的低密度聚乙烯。
9.一种组合物，所述组合物包含：
i)聚烯烃泡沫的碎片和
ii)包含分散的聚烯烃颗粒的水性组合物。
10.一种制品，所述制品通过包括从根据权利要求9所述的组合物中除去水的方法形成。
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