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用于改善热塑性聚合物组合物的机械特性的碳酸钙制造技术

技术编号:43182038 阅读:10 留言:0更新日期:2024-11-01 20:07
本发明专利技术涉及包含至少一种聚烯烃聚合物、至少一种热塑性聚合物和含碳酸钙的填料材料的填充聚合物组合物,其生产方法,含碳酸钙的填料材料在包含至少一种聚烯烃聚合物和至少一种热塑性聚合物的聚合物组合物中的用途,以及包含所述填充聚合物组合物的制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】


技术介绍

1、热塑性聚合物例如聚乙烯醇(pvoh)、乙烯-乙烯醇共聚物(evoh)、聚酰胺(pa)以及其与聚烯烃聚合物组合的混合物主要用于包装应用,尤其以塑料袋、膜、容器、瓶、食品包装、可微波的容器、盘等形式。然而,许多塑料产品的寿命小于一年,使得每年产生巨大数量的塑料废弃物。在2018年,在eu中收集了29.1mt的消费后的塑料废弃物,其中32.5%被回收,42.6%在能量方面被回收,以及24.9%最终填埋。据估计,截至2018年,全球已产生约6300mt塑料废弃物。在其中,仅9%被回收,以及12%在能量方面被回收,79%最终填埋。鉴于对环境污染的认识和对塑料废弃物贸易和填埋堆积的限制持续提高,需要显著提高塑料回收率。根据eu行动计划,提倡循环经济以实现“零废弃物”,并且在2040年之前回收100%的塑料废弃物。

2、然而,塑料的回收仍然是具有挑战性的任务,因为塑料废弃物通常是多种聚合物的混合物。用于其分离的常见方法是通过重量分析法进行分选。然而,不同的聚合物可能具有几乎相同的密度(约0.9g/cm3)或者可能形成多层膜的一部分,使得它们不能重量上分离。因此,由此获得的聚合物混合物包含热塑性聚合物和聚烯烃聚合物的混合物,以及任选地另外少量的其他聚合物。由于聚合物是不混溶的,因此如此获得的聚合物混合物的再加工产生具有差的机械特性,并且由于加工困难而潜在地包含缺陷的制品。因此,如此获得的聚合物组合物的加工特性和机械特性例如拉伸特性必须在再使用之前得到改善,例如通过改善热塑性聚合物与聚烯烃聚合物之间的相容性。

<p>3、在本领域中,已经提出了数种使热塑性聚合物和聚烯烃聚合物增容的方法,并且包括使用增容剂或偶联剂、过氧化物试剂及其组合。

4、美国专利us9969868 b2公开了与回收聚合物废弃物相关的方法和组合物,所述组合物包含至少一种聚合物、功能性填料和优选地含过氧化物的添加剂。申请us20170261131a1、申请us20180186971 a1、申请us20190291301a1涉及包含至少两种聚乙烯聚合物例如回收的聚合物组合物、增容剂(或功能性填料)和任选地含过氧化物的添加剂的聚合物组合物。us20190153204 a1涉及包含聚丙烯、任选地聚乙烯和增容剂的树脂组合物,其中聚合物可以为回收聚合物。在前述文件中的每一者中,功能性填料或增容剂包括无机颗粒状材料和包含第一化合物的涂层,所述第一化合物包含具有一个羰基或两个相邻羰基的末端丙酸基或乙烯基。美国专利us4873116公开了使用包含矿物填料和增强添加剂的增容体系制备不相容烃聚合物的混合物的方法。

5、wo2013150357 a1涉及包含聚酰胺(pa)和/或evoh和聚烯烃的热塑性聚合物配方,其特征在于,所述热塑性聚合物配方还包含作为所述pa和/或evoh与聚烯烃聚合物之间的增容剂的聚丙烯均聚物,所述聚丙烯均聚物的mfi在15至50,优选地20至50(g/10分钟,astm1238l)的区间内。

6、鉴于前述,在本领域中仍然需要改善热塑性聚合物和聚烯烃聚合物的混合物(特别地来源于废聚合物的热塑性聚合物和聚烯烃聚合物的混合物)的机械特性和/或使热塑性聚合物和聚烯烃聚合物的混合物(特别地来源于废聚合物的热塑性聚合物和聚烯烃聚合物的混合物)增容的另外的和改进的方法。更准确地,需要能够改善包含(例如来源于废聚合物的)热塑性聚合物和聚烯烃聚合物的混合物的聚合物组合物的机械特性的填料材料。

7、因此,本专利技术的目的是提供用于包含至少一种聚烯烃聚合物和至少一种热塑性聚合物的聚合物组合物中的填料材料。本专利技术的另一个目的是提供用于包含至少一种聚烯烃聚合物和至少一种热塑性聚合物的聚合物组合物中的填料材料,其中所述聚合物组合物的加工、膜品质和机械特性得到改善。优选地,填料材料可以容易地处理,并且可以用于改善包含至少一种聚烯烃聚合物和至少一种热塑性聚合物的宽范围的聚合物组合物(例如来源于废聚合物的那些聚合物组合物)的机械特性和/或用于使包含至少一种聚烯烃聚合物和至少一种热塑性聚合物的宽范围的聚合物组合物(例如来源于废聚合物的那些聚合物组合物)增容。

8、本专利技术的这些和其他目的可以通过本专利技术的填充聚合物组合物、用于生产本专利技术的填充聚合物组合物的方法、含碳酸钙的填料材料在聚合物组合物中的用途、以及包含本专利技术填充聚合物组合物的本专利技术制品来解决。


技术实现思路

1、根据本专利技术的一个方面,提供了填充聚合物组合物。填充聚合物组合物包含:

2、a)至少一种聚烯烃聚合物,所述至少一种聚烯烃聚合物选自聚乙烯和/或聚丙烯,

3、b)至少一种热塑性聚合物,所述至少一种热塑性聚合物选自聚乙烯醇(pvoh)、乙烯-乙烯醇共聚物(evoh)、聚酰胺(pa)及其混合物,和

4、c)含碳酸钙的填料材料,基于组合物的总重量,所述含碳酸钙的填料材料的量为1重量%至70重量%,

5、其中含碳酸钙的填料材料具有:

6、i)在0.03μm至5.0μm的范围内的重量中值颗粒尺寸(d50)值,和

7、ii)30μm或更小的顶切(d98)值。

8、本专利技术人出乎意料地发现,含碳酸钙的填料材料充当至少一种聚烯烃聚合物和至少一种热塑性聚合物的增容剂。与不包含任何填料材料或包含现有技术的含碳酸钙的填料材料的相同组合物相比,可以改善机械特性,例如拉伸特性,特别地e模量。此外,可以表明,当实施含碳酸钙的填料材料时,用于由本专利技术的填充聚合物组合物制备膜的加工条件得到改善。例如,本专利技术的填充聚合物组合物在膜挤出期间提供了更少的模头沉积物和更高的熔体压力,表明在加工期间更低的聚合物降解。此外,对于由本专利技术的填充聚合物组合物制备的制品,尤其是膜/片材,观察到更少的缺陷,特别地更少的凝胶和孔。因此,本专利技术的填料可以充当至少一种聚烯烃聚合物和至少一种热塑性聚合物的增容剂。同时,本专利技术的填料材料的颗粒可以均匀地分散在整个聚合物基体中,并且避免了形成足够大从而负面地影响填充聚合物组合物的膜品质和机械特性的附聚物和空隙。

9、本专利技术的第二方面涉及用于生产填充聚合物组合物的方法。所述方法包括以下步骤:

10、a)提供至少一种聚烯烃聚合物,所述至少一种聚烯烃聚合物选自聚乙烯和/或聚丙烯,

11、b)提供至少一种热塑性聚合物,所述至少一种热塑性聚合物选自聚乙烯醇聚合物(pvoh)、乙烯-乙烯醇共聚物(evoh)、聚酰胺(pa)及其混合物,

12、c)提供含碳酸钙的填料材料,

13、其中含碳酸钙的填料材料具有:

14、i)在0.03μm至5.0μm的范围内的重量中值颗粒尺寸(d50)值,和

15、ii)30μm或更小的顶切(d98)值,

16、d)将步骤a)的至少一种聚烯烃聚合物、步骤b)的至少一种热塑性聚合物和步骤c)的含碳酸钙的填料材料以任意顺序混合,以获得混合物,以及

17、e)将步骤d本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种填充聚合物组合物,包含:

2.根据权利要求1所述的填充聚合物组合物,其中所述含碳酸钙的填料材料具有:

3.根据前述权利要求中任一项所述的填充聚合物组合物,其中所述含碳酸钙的填料材料为在所述含碳酸钙的填料材料的表面的至少一部分上包括表面处理层的经表面处理的含碳酸钙的填料材料,其中所述表面处理层包含至少一种表面处理剂和/或其盐反应产物,并且其中所述至少一种表面处理剂:

4.根据权利要求3所述的填充聚合物组合物,其中所述表面处理层不包含不饱和化合物,和/或基于所述经表面处理的含碳酸钙的填料材料的总量,所述表面处理层以0.1重量%至10重量%,优选地0.3重量%至7.5重量%,更优选地0.8重量%至5重量%,还更优选地1重量%至4重量%,并且最优选地2重量%至4重量%的量存在于所述含碳酸钙的填料材料上。

5.根据权利要求3或4所述的填充聚合物组合物,其中所述经表面处理的含碳酸钙的填料材料具有:

6.根据权利要求3至5中任一项所述的填充聚合物组合物,其中所述至少一种表面处理剂为饱和表面处理剂,优选地其中所述饱和表面处理剂选自:

7.根据权利要求3至5中任一项所述的填充聚合物组合物,其中所述至少一种表面处理剂为选自以下的不饱和表面处理剂:

8.根据前述权利要求中任一项所述的填充聚合物组合物,其中

9.根据前述权利要求中任一项所述的填充聚合物组合物,其中选自聚乙烯和/或聚丙烯的所述至少一种聚烯烃聚合物为选自回收聚乙烯和/或回收聚丙烯的回收聚烯烃,以及/或者选自聚乙烯醇(PVOH)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、聚酰胺(PA)及其混合物的所述至少一种热塑性聚合物为选自回收聚乙烯醇(PVOH)、回收乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、回收聚酰胺(PA)及其混合物的回收热塑性聚合物。

10.根据前述权利要求中任一项所述的填充聚合物组合物,所述填充聚合物组合物还包含至少一种添加剂,所述至少一种添加剂选自另外的填料,优选地选自碳酸钙、滑石、云母、高岭土、膨润土或其混合物、UV吸收剂、光稳定剂、加工稳定剂、抗氧化剂、热稳定剂、成核剂、金属钝化剂、抗冲改性剂、增塑剂、润滑剂、流变改性剂、加工助剂、颜料、染料、光学增亮剂、抗微生物剂、抗静电剂、增滑剂、防粘连剂、偶联剂、分散剂、增容剂、氧清除剂、酸清除剂、标记物、防雾剂、表面改性剂、阻燃剂、发泡剂、抑烟剂、或前述添加剂的混合物,以及/或者所述填充聚合物组合物还包含至少一种另外的聚合物,所述至少一种另外的聚合物优选地选自包括以下的组:聚苯乙烯,聚酯,优选地聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸、聚羟基丁酸酯和聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯,聚氯乙烯,聚丁二烯,聚丙烯腈,聚甲基丙烯酸甲酯,聚氨酯,含氟弹性体,回收聚合物,乙烯乙酸乙烯酯(EVA),乙烯丙烯酸甲酯(EMA),乙烯丙烯酸(EAA)和乙烯甲基丙烯酸(EMAA),乙烯接枝马来酸酐(AMP),及其混合物。

11.一种用于生产填充聚合物组合物的方法,包括以下步骤:

12.根据权利要求11所述的方法,其中

13.根据权利要求11所述的方法,其中混合步骤d)包括以下子步骤:

14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法,还包括以下步骤:

15.含碳酸钙的填料材料在聚合物组合物中的用途,所述聚合物组合物包含选自聚乙烯和/或聚丙烯的至少一种聚烯烃聚合物和选自聚乙烯醇(PVOH)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、聚酰胺(PA)及其混合物的至少一种热塑性聚合物,

16.一种包含根据权利要求1至10中任一项所述的填充聚合物组合物的制品,优选地为注塑制品或膜或片材。

...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种填充聚合物组合物,包含:

2.根据权利要求1所述的填充聚合物组合物,其中所述含碳酸钙的填料材料具有:

3.根据前述权利要求中任一项所述的填充聚合物组合物,其中所述含碳酸钙的填料材料为在所述含碳酸钙的填料材料的表面的至少一部分上包括表面处理层的经表面处理的含碳酸钙的填料材料,其中所述表面处理层包含至少一种表面处理剂和/或其盐反应产物,并且其中所述至少一种表面处理剂:

4.根据权利要求3所述的填充聚合物组合物,其中所述表面处理层不包含不饱和化合物,和/或基于所述经表面处理的含碳酸钙的填料材料的总量,所述表面处理层以0.1重量%至10重量%,优选地0.3重量%至7.5重量%,更优选地0.8重量%至5重量%,还更优选地1重量%至4重量%,并且最优选地2重量%至4重量%的量存在于所述含碳酸钙的填料材料上。

5.根据权利要求3或4所述的填充聚合物组合物,其中所述经表面处理的含碳酸钙的填料材料具有:

6.根据权利要求3至5中任一项所述的填充聚合物组合物,其中所述至少一种表面处理剂为饱和表面处理剂,优选地其中所述饱和表面处理剂选自:

7.根据权利要求3至5中任一项所述的填充聚合物组合物,其中所述至少一种表面处理剂为选自以下的不饱和表面处理剂:

8.根据前述权利要求中任一项所述的填充聚合物组合物,其中

9.根据前述权利要求中任一项所述的填充聚合物组合物,其中选自聚乙烯和/或聚丙烯的所述至少一种聚烯烃聚合物为选自回收聚乙烯和/或回收聚丙烯的回收聚烯烃,以及/或者选自聚乙烯醇(pvoh)、乙烯-乙烯醇共聚物(evoh)、聚酰胺(pa)及其混合物的所述至少一种热塑性聚合物为选自回收聚乙烯醇(pvoh)、回收乙烯-乙烯醇共聚物(evoh)、回收聚酰胺(pa)及其混合物的回...

【专利技术属性】
技术研发人员:塔齐奥·福尔内拉马蒂亚斯·韦尔克约里斯·巴朗热皮埃尔·布兰查德
申请(专利权)人:欧米亚国际集团
类型:发明
国别省市:

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