可用于从电子废物和其它废物中回收聚合物的方法技术

公开了用于纯化或者再循环聚合材料如聚碳酸酯的系统和方法。这样的方法可以包括实施使用不同溶剂介质的两个或多个提取，以除去非目标材料并获得经纯化的目标聚合物的组合物。还可以在本发明专利技术的方法中实施其它步骤，包括溶解、沉淀、过滤和/或离心。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的参考本申请要求保护于2013年11月19日提交的美国专利申请序列号61/906,152的优先权权益，在此通过引用将其整体并入本文。
技术介绍
本文中描述的实施方案总体上涉及可用于再循环聚合物，包括例如聚碳酸酯聚合物的方法。可以因为多种原因而纯化聚合物：例如，为了减少对于基于石油的原料的需求；和/或出于再循环的目的以减少在垃圾填埋地中处理的不可生物降解的聚合物的量。但是，聚合物纯化可能具有缺点，例如相对于新聚合产物的经纯化的聚合物产物的低品质；对于将额外的组分如增塑剂添加到经纯化的聚合物产物中的需求；和纯化的高成本。作为一个实例，聚碳酸酯是一类热塑性聚合物，其可以容易地模塑或者热成型并且具有对热、化学品和冲击的高耐性。出于这些原因，聚碳酸酯被广泛地用于电气和电子设备中。每年全世界产生大约5000万公吨的电子废物。该重量的大概三分之一为聚合物，其可以包含最多100%的聚碳酸酯。聚碳酸酯还可以与额外的组分配制以改变聚合物的特性。潜在地，每年可以从电子废物中回收超过250万吨的聚碳酸酯。然而目前，大多数与电子废物有关的再循环工作涉及比聚合物更有价值的金属和玻璃。考虑到该领域中的
技术介绍
，存在对用于高效地和成本效益地再循环聚合物如出现在电子废物中的聚碳酸酯聚合物的改进和/或替代方法的需求。
技术实现思路
在某些方面，本公开内容涉及用于回收经纯化的聚合物的方法，其通过使在还包含至少第一其它组分和第二其它组分的材料中的聚合物经受使用第一溶剂介质的处理以将第一组分与聚合物分离，然后使还包含第二其它组分的材料中的聚合物经受使用第二溶剂介质的处理以将第二其它组分与聚合物分离。在用于回收经纯化的聚合物组合物的方法中提供了有益的实施方案，所述方法包括使包含聚合物、不同于所述聚合物的第一组分和不同于所述聚合物的第二组分的第一材料与第一溶剂介质在实现液-固相分离的有效条件下接触，例如但不限于从聚合物和第二组分中提取或沉淀第一组分。所述方法还包括使包含聚合物和第二组分的第二材料与不同于所述第一溶剂介质的第二溶剂介质在实现将第二组分与聚合物的液-固相分离的有效条件下接触。在本文中提供了用于通过处理多组分聚合共混物材料来回收经纯化的聚合物材料的额外的有益实施方案，所述多组分聚合共混物材料包含与不同于所述聚合物的第一组分和不同于所述聚合物的第二组分共混的聚合物。这样的回收方法包括在容器中搅拌多组分聚合共混物材料，使其与第一溶剂介质在实现将第一组分与聚合物和第二组分的液-固相分离的有效条件下接触。所述方法进一步包括在容器中搅拌包含聚合物和第二组分的材料，使其与不同于第一溶剂介质的第二溶剂介质在实现将聚合物与第二组分的液-固相分离的有效条件下接触。可以在将聚合物与第二组分的液-固相分离之后回收聚合物。在本文中的方法中，第一溶剂介质和/或第二溶剂介质可以是包含第一有机溶剂和第二有机溶剂的混合溶剂介质。此外或替代地，本文中的方法还可以包括一个或多个处理步骤以在已经实现液-固分离之后分离固体和液体材料。这样的一个或多个步骤可以例如通过过滤、倾析、蒸馏、离心(包括离心倾析)或者任何其它适用于将液体材料与固体材料分离的手段中的任一种或者组合来进行。在一些操作模式中，所实现的第一相分离产生包含目标用于回收的聚合物(在本文中有时称为“目标聚合物”)的固体材料，而第一组分出现在液体材料中。该第一相分离可以发生自与如上文和本文别处中所讨论的混合溶剂的接触。所实现的第二相分离产生包含目标聚合物的液体材料，而第二组分出现在固体材料中。这样的第二相分离可以发生自与由基本上仅单一溶剂或者混合溶剂构成的溶剂介质的接触。在将包含目标聚合物的液体与固体分离之后，可以从分离的液体级分（fraction）中回收目标聚合物。回收可以例如通过沉淀(例如蒸汽沉淀或者通过添加反溶剂)、溶剂浓缩、脱挥发分（devolatization）、蒸馏或任何其它合适的技术或者技术组合中的一种或者任意组合来进行。本公开内容的前述和再进一步的方面和实施方案将通过以下详细描述和附图而变得明确。附图简要说明图1提供了对于本专利技术的一个示例性实施方案的工艺流程图。详细描述现在将参照某些实施方案，并且特定的语言将用于描述所述实施方案。然而应当理解的是不由此意在限制本专利技术的范围，如本文中所述的实施方案的这样的改变和进一步修改以及原理的这样的进一步应用被理解为对描述所涉及的领域中的技术人员将是通常发生的。如上文所公开的，在其某些方面中，本公开内容涉及用于纯化聚合物的方法，其例如可以用于聚合物再循环或者回收工艺中。经纯化的聚合物组合物可以通过下述方法衍生自包含目标聚合物和其它组分(例如阻燃剂、染料和/或其它聚合物)的多组分聚合物材料，优选配制的(例如复合的)聚合物共混物，所述方法包括至少并潜在地用彼此不同的第一和第二溶剂介质的第一和第二提取。在某些形式中，第一溶剂介质可以是混合溶剂介质，和第二溶剂介质可以是混合溶剂介质或者单一溶剂介质。使用第一溶剂介质的提取可以产生目标聚合物和至少第一其它组分的液-固分离，而目标聚合物任选残留在固相中。使用第二溶剂介质的提取可以产生目标聚合物和至少第二其它组分的液-固分离，而目标聚合物任选残留在液相中。然后当残留其中时，可以例如从液相中回收目标聚合物。如本文中所用的“溶剂介质”通常是指可以包含一种或多种溶剂的液体溶剂相，优选在室温(约25℃)和大气压力(101.3 kPa)下为液体的溶剂。如本文中所用的“混合溶剂介质”通常是指包含两种或多种不同溶剂的液体溶剂相，优选在室温和大气压力下均为液体的溶剂。“二元溶剂介质”通常是指由或者基本上由仅两种不同溶剂构成的液体溶剂相。在这方面，涉及二元溶剂介质或者其它溶剂介质的如本文中所用的“基本由……构成”表示的是所指的一种或多种特定溶剂在使用溶剂介质进行的工艺中为材料提供功能性溶剂化能力，和/或所指的一种或多种特定溶剂构成至少95体积%的溶剂介质(而其它一种或多种溶剂潜在地例如作为杂质在所指的一种或多种溶剂中出现)。在本文中适用于纯化的聚合物包括但不限于聚碳酸酯(PC)，例如热塑性聚碳酸酯、溴代聚碳酸酯(Br-PC)、苯乙烯-丙烯腈聚合物(SAN)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物、聚氨酯和/或聚甲基丙烯酸甲酯聚合物(PMMA)。待纯化的这些或其它聚合物可以具有任何合适的分子量，例如具有约2,000道尔顿至约500,000道尔顿、约5,000道尔顿至约250,000道尔顿、约5,000道尔顿至约100,000道尔顿或约10,000道尔顿至约100,000道尔顿的重均分子量。如本文中所用的，“聚碳酸酯”包括具有式(1)的重复结构性碳酸酯单元的组合物。在一些实施方案中，至少60%的R1基团的总数包含芳族部分，并且其余为脂族、脂环族或者芳族。在一个实施方案中，每个R1是C6-30芳族基团，即包含至少一个芳族部分。R1可以衍生自式HO-R1-OH，特别是式(2)的二羟基化合物，其中，A1和A2中的每一个是单环二价芳族基团，并且Y1是单键或者具有一个或多个将A1与A2分离的原子的桥连基团。在另一个实施方案中，一个原子将A1与A2分离。具体地，每个R1可以衍生自式(3)的二羟基芳族化合物，其中，Ra和Rb各自独立地是卤素、本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于回收经纯化的聚合物组合物的方法，其包括：使包含用于回收的目标聚合物、不同于目标聚合物的第一组分和不同于目标聚合物的第二组分的第一材料与第一溶剂介质在实现将第一组分与目标聚合物和第二组分的液‑固相分离的有效条件下接触；和使包含目标聚合物和第二组分的第二材料与不同于所述第一溶剂介质的第二溶剂介质在实现将第二组分与目标聚合物的液‑固相分离的有效条件下接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.19 US 61/9061521.用于回收经纯化的聚合物组合物的方法，其包括：使包含用于回收的目标聚合物、不同于目标聚合物的第一组分和不同于目标聚合物的第二组分的第一材料与第一溶剂介质在实现将第一组分与目标聚合物和第二组分的液-固相分离的有效条件下接触；和使包含目标聚合物和第二组分的第二材料与不同于所述第一溶剂介质的第二溶剂介质在实现将第二组分与目标聚合物的液-固相分离的有效条件下接触。2.用于从多组分聚合共混物材料中回收经纯化的目标聚碳酸酯聚合物的聚合组合物的方法，所述多组分聚合共混物材料包含目标聚碳酸酯聚合物、不同于目标聚碳酸酯聚合物的第一组分和不同于目标聚碳酸酯聚合物的第二组分，所述方法包括：使包括多组分聚合共混物材料的第一材料与第一溶剂介质在容器中和在实现将第一组分与目标聚碳酸酯聚合物和第二组分的液-固相分离的有效条件下接触；使包含目标聚碳酸酯聚合物和第二组分的第二材料与不同于所述第一溶剂介质的第二溶剂介质在容器中和在实现将目标聚碳酸酯聚合物与第二组分的液-固相分离的有效条件下接触；和在将目标聚碳酸酯聚合物与第二组分的液-固相分离之后回收目标聚碳酸酯聚合物。3.如权利要求1中所述的方法，其中所述目标聚合物是聚碳酸酯聚合物。4.如权利要求1或2中所述的方法，其中所述第一材料包含阻燃剂、染料和不同于目标聚合物的聚合物。5.如前述权利要求任一项中所述的方法，其中所述第一组分或所述第二组分包括脱模剂、UV稳定剂、玻璃、抗滴落剂、抗冲改性剂、抗氧化剂、阻燃增效剂、热稳定剂、淬灭剂、磷酸酯稳定剂、颜料、染料、二氧化钛、炭黑、滑石或者不同于目标聚合物的聚合物。6.如前述权利要求任一项中所述的方法，其中所述目标聚合物具有约2,000道尔顿至约500,000道尔顿的重均分子量。7.如前述权利要求任一项中所述的方法，其中所述目标聚合物具有约5,000道尔顿至约250,000道尔顿的重均分子量。8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述目标聚合物具有约10,000道尔顿和约100,000道尔顿的重均分子量。9.如前述权利要求任一项中所述的方法，其中所述第一溶剂介质包括卤化溶剂；醇溶剂；含羰基的溶剂；烷烃溶剂；芳族溶剂；四氢呋喃；1,4-二氧杂环己烷；乙腈；或它们的组合。10.如前述权利要求任一项中所述的方法，其中所述第一溶剂介质包括二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、氯苯、二溴甲烷或它们的组合。11.如前述权利要求任一项中所述的方法，其中所述第一溶剂介质包括二氯甲烷。12.如前述权利要求任一项中所述的方法，其中所述第一溶剂介质包括第一有机溶剂和第二有机溶剂，优选其中第一溶剂介质是混合溶剂介质，更优选其中第一溶剂介质是二元溶剂介质。13.如权利要求12中所述的方法，其中所述第一有机溶剂是卤化溶剂。14.如权利要求13中所述的方法，其中所述第一有机溶剂是二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、氯苯或二溴甲烷。15.如权利要求14中所述的方法，其中所述第一有机溶剂是二氯甲烷。16.如权利要求12至15任一项中所述的方法，其中所述目标聚合物与在第一有机溶剂中相比较少溶于第二有机溶剂中。17.如权利要求12至16任一项中所述的方法，其中所述第二有机溶剂是醛、酮或醇。18.如权利要求12至16任一项中所述的方法，其中所述第二有机溶剂是丙酮。19.如权利要求12至18任一项中所述的方法，其中所述第一溶剂介质的第一有机溶剂与第二有机溶剂的体积比为约9:1至约1:9。20.如权利要求12至19任一项中所述的方法，其中所述第一溶剂介质的第一有机溶剂与第二有机溶剂的体积比为约7:3至约3:7。21.如前述权利要求任一项中所述的方法，其还包括在接触第一材料的所述步骤之后将包含第一组分的材料与包含目标聚合物和第二组分的材料分离。22.如权利要求21中所述的方法，其中所述分离包括过滤、浮选、倾析、离心、蒸发或它们的任意组合。23.如权利要求21或22中所述的方法，其中所述包含第一组分的材料是液体材料，并且包含目标聚合物和第二组分的材料是固体材料。24.如权利要求21或22中所述的方法，其中所述包含第一组分的材料是固体材料，并且包含目标聚合物和第二组分的材料是液体材料。25.如前述权利要求任一项中所述的方法，其还包括在接触第二材料的所述步骤之后将包含第二组分的材料与包含目标聚合物的材料分离。26.如权利要求25中所述的方法，其中所述分离包括过滤、浮选、倾析、离心、蒸发或它们的任意组合。27.如权利要求25或26中所述的方法，其中所述包含第二组分的材料是液体材料，并且包含目标聚合物的材料是固体材料。28.如权利要求25或26中所述的方法，其中所述包含第二组分的材料是固体材料，并且包含目标聚合物的材料是液体材料。29.如前述权利要求任一项中所述的方法，其中所述第二溶剂介质包括卤化溶剂；醇溶剂；含羰基的溶剂；烷烃溶剂；芳族溶剂；四氢呋喃；1,4-二氧杂环己烷；乙腈；或它们的组合。30.如前述权利要求任一项中所述的方法，其中所述第二溶剂介质包括二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、氯苯、二溴甲烷或它们的组合。31.如前述权利要求任一项中所述的方法，其中所述第二溶剂介质包括二氯甲烷。32.如权利要求31中所述的方法，其中所述第二溶剂介质基本上由二氯甲烷组成。33.如前述权利要求任一项中所述的方法，其还包括在接触第二材料的所述步骤之后回收目标聚合物，其中所述回收包括使目标聚合物从其中使目标聚合物溶剂化的液体级分中沉淀。34.如权利要求33中所述的方法，其中所述沉淀包括将其中使目标聚合物溶剂化的液体级分改性以导致目标聚合物较少溶于其中。35.如权利要求34中所述的方法，其中所述改性包括将用于目标聚合物的反溶剂添加到液体级分中。36.如权利要求35中所述的方法，其中所述反溶剂包括丙酮、甲醇、正己烷、己烷、乙酸乙酯、乙醇、苯、甲基乙基酮、乙腈、异丙醇、正庚烷、甲苯或甘油。37.如权利要求36中所述的方法，其中所述反溶剂包括丙酮。38.如前述权利要求任一项中所述的方法，其中所述接触第一材料和所述接...

【专利技术属性】
技术研发人员：GS维登，NH瑟普里亚特纳，P贝尔，NHL王，
申请(专利权)人：普渡研究基金会，沙特基础工业全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US