[发明专利]作为用于聚合物的熔体流动改性剂和加工助剂的蜡

说明书

一种改进的方法形成并采用蜡来改变聚合物的生产量和熔体流动。所述方法包括：(a)选择固体聚合物材料，(b)在挤出机中加热固体聚合物材料以产生熔融聚合物材料，(c)过滤熔融聚合物材料，(d)将熔融聚合物材料通过化学解聚过程置于反应器中以产生解聚的聚合物材料，和(e)将解聚的材料添加到预蜡混合物中以产生改性聚合物。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年3月24日提交的、发明名称为“作为用于聚合物的熔体流动改性剂和加工助剂的蜡”的美国临时专利申请号62/312，899的优先权权益。‘899申请以其整体通过引用结合于此。

发明领域

本发明涉及一种由塑料材料产生合成蜡并且在加工阶段中使用蜡来改性新塑料的方法。特别地，原始的或再生的聚乙烯塑料可以用蜡改性，以改变它们的加工生产量和物理性质如熔体流动指数。增加的生产量提高了运行效率，并且降低了制备成本。影响生产量的蜡的添加也与挤出机背压的降低有关，这意味着更少的设备磨损。物理性质的改变，包括改善聚合物的流动或粘度，在多种领域中具有益处，所述领域包括注射成型、吹塑成型、滚塑成型、模压成型、浇铸、压延、共混、研磨和造粒。

发明背景

聚合物加工中的添加剂是常见的。然而，使用聚乙烯蜡来改善聚乙烯的生产量、物理性质和可加工性并未得到广泛使用，特别是在再生流的情况下。典型的限制因素包括高成本，以及聚乙烯蜡和聚合物的不良共混。

近来，已经进行了相当大的努力以将聚合物固体废料转化为有用的产物。现有的转化过程效率不高，并且可以将温室气体释放到环境中。

需要一种生产蜡的低成本方法，所述蜡能够用于实现特定聚合物的改进的加工和更理想的物理特性，同时确保聚乙烯聚合物和聚乙烯蜡添加剂的良好共混。这样的方法将理想地采用易于获得的廉价原料(优选可再生材料)并且使用经济的过程。

发明概述

一种用于形成蜡并且采用蜡来改变聚合物加工和材料性质的方法包括：选择固体聚合物材料；在挤出机中加热固体聚合物材料，以产生熔融聚合物材料；过滤熔融聚合物材料；将熔融聚合物材料通过化学解聚过程置于反应器中，以产生解聚的蜡材料；将解聚的蜡材料添加到预蜡(pre-wax)混合物中，以产生具有增加的熔体流动指数的改性聚合物；过滤固体聚合物材料；冷却解聚的聚合物材料；纯化所述解聚的聚合物材料；和/或采用在解聚的聚合物材料的纯化期间产生的气体和油作为用于所述方法的至少一个步骤的燃料。

在一些实施方案中，所述方法是连续的或半连续的。

在某些实施方案中，聚合物材料是高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和聚丙烯中的一种或多种。在一些实施方案中，聚合物材料和/或预蜡混合物含有再生塑料。

在一些实施方案中，不需要纯化步骤，或者纯化步骤采用闪蒸分离、吸收床、粘土抛光和薄膜蒸发器中的一种。在某些实施方案中，将解聚的材料经由管道泵(in-linepump)添加到预蜡混合物中。在某些实施方案中，过滤步骤采用滤网更换器(screenchanger)和/或滤床。

在一些实施方案中，解聚过程采用催化剂和/或第二反应器。在某些实施方案中，催化剂负载于沸石和/或氧化铝上。在一些实施方案中，反应器是串联连接的。在一些实施方案中，反应器是垂直堆叠的。在一些实施方案中，反应器包括静态混合器。

在一些实施方案中，预蜡混合物包含固体聚合物材料。

附图简述

图1是示出用于产生蜡并将其用作聚合物中的熔体流动改性剂的方法的流程图。

图2是用于由塑料原料生产蜡的系统的示意图。