[发明专利]从聚合物混合物分离异质聚合物的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及从聚合物混合物分离异质聚合物的方法和装置，所述聚合物混合物包括非晶体PET颗粒和晶体PET颗粒，并且具体地涉及由废PET瓶得到的聚合物薄片的纯化。

背景技术

在PET瓶的再利用中，收集的瓶材首先被碎片化以得到具有约1mm至10mm范围内的粒径的所谓的薄片。约70％至90％的薄片由来自瓶壁的晶体PET材料构成，其中瓶壁具有小于约0.5mm的壁厚。约10％至30％的薄片由来自瓶的颈部和底部区域的或者来自底材预制体的非晶体PET材料构成，其中所述颈部和底部区域或者底材预制体具有约1mm以上的壁厚或颗粒大小。另外，薄片通常含有例如异质聚合物等杂质，异质聚合物比如是聚氯乙烯(PVC)、聚酰胺(PA)、比如聚丙烯(PP)或者聚乙烯(PE)等聚烯烃、聚乳酸(PLA)或者聚苯乙烯(PS)。

这些异质聚合物在PET材料的进一步热加工比如再结晶或挤出中是令人烦扰的，因为它们影响PET再生材料的质量。特别地，因为异质聚合物在热应力作用下至少部分分解，大量异质聚合物的存在使得PET再生材料变暗。另外，特别地PVC包含氯化物部分，所述氯化物部分引起聚合物链在再生材料的再次热处理中的分解。为避免该问题，异物必须被较大程度地分离，即优选地达到在PET再生材料中的残留量低于约100ppm。

传统的分离方法是例如根据具体的材料密度的差异而起作用的方法，通过该密度差异，比如PP或PE等具有比PET更低密度的聚合物能够易于被分离。但是，通过这些方法，例如PVC仅能够不充分地从PET分离。

另外，已知基于与PET相比较异质聚合物在表面上的附着趋势提高的原理的从PET材料分离异质聚合物的方法。这里，聚合物混合物被加热至比待分离的异质聚合物的软化点高但比PET材料的软化温度低的某一温度。随后，混合物与机械接触体接触。通过使异质聚合物机械附着到接触体，异质聚合物能够从PET分离。这些分离方法例如在D E4303500A1、DE4004300A1、DE3722777A1或者US5236603A中说明。特别地对于具有高比例的非晶体PET材料的薄片的PET瓶材的薄片，这些传统方法的缺点在于所要求的操作温度也高于非晶体PET薄片的软化点并且这些非晶体PET薄片因此也附着到接触体。这又降低了纯化的PET材料的产率，即传统的方法是不太有效的。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供从包括非晶体PET颗粒和晶体PET颗粒的聚合物混合物分离异质聚合物的方法和装置，所述方法和装置使所形成的PET材料具有高的品质，并且通过所述方法和装置，能够有效地分离异质聚合物而不降低形成的PET材料的产率。

根据本发明，该目的通过如下方法实现。本方法的优选实施方式在下文中说明，其中也包括这些实施方式的任意组合。

用于从包括非晶体PET颗粒和晶体PET颗粒的聚合物混合物分离异质聚合物的本发明的方法包括下面的步骤，其中异质聚合物的软化点低于晶体PET颗粒的软化点：

-从聚合物混合物分离非晶体PET颗粒，

-将由此形成的聚合物混合物加热至异质聚合物的软化点与晶体PET颗粒的软化点之间的温度，和

-从形成的聚合物混合物分离异质聚合物。

术语“非晶体PET颗粒”指不包括或仅包括非常小比例的晶体区域、优选地包括小于1％的晶体区域的PET颗粒，具体是指来自PET瓶的颈部和底部区域或来自底材预制体的材料的PET薄片。术语“晶体PET颗粒”是指具有至少＞5％、优选地＞25％、特别优选地＞40％的晶化度的晶体和半晶体PET颗粒，即具体是指来自通过双向拉伸而受到冷晶化作用的PET瓶的壁材料的PET薄片。

术语“PET”是指能够包括其它通常的共聚物的聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物，具体是用于制造比如饮料瓶等封装容器的PET材料。术语“异质聚合物”包括在聚合物混合物中存在的任意类型的其它聚合物，特别是PVC、PP、PE、PS、PET-G、PA或者PLA。

术语“软化点”是指聚合物从固态转化为液态时的温度，即在非晶体聚合物中，软化点对应于玻璃化转变点，而在(部分)晶化聚合物中，软化点对应于熔点。

非晶体PET颗粒从聚合物混合物的分离，即具体地非晶体PET颗粒从晶体PET颗粒的分离能够通过任意的方式完成，例如可基于颗粒的密度差异、晶化度差异或者大小(壁厚)差异完成。