专利名称：再生树脂的方法
技术领域：
本发明涉及再生和回收用于特定目的的树脂(以下称为“要回收的树脂”)的方法。
背景技术：
当产品用完后，它们变成废品。迄今，将这些废品收集、若需要烧掉并通过将所得残余物倾倒在填埋场中的方式处理。总是将金属如铁和铜、废纸以及破日衣服回收利用。因此，作为垃圾丢弃的废品仅为主要来自厨房的未处理垃圾。
然而，目前已生产、供给和使用不是回收目标物的新材料。代表性的材料是塑料。
出于改进设计、减轻重量、降低价格和改进产品的绝缘性能的目的，塑料已被用作各种领域，如各种应用领域例如家用电器产品、例如信息处理装置或通讯设备、汽车和建筑材料产品的外壳、包装材料、部件和减震材料。结果，这些塑料在使用后导致大量的废弃材料，但大多数废塑料在目前环境下已通过将其倾倒填埋或将其烧掉处理。
作为处理废塑料提出的相反措施，例如，日本专利申请特开7-203744中描述的一种技术。该专利申请特开中描述的技术包括将耐火的、非酸性的并且多孔的颗粒材料和废塑料以堆积物形式交替放入焚烧炉中并将其燃烧碳化或将塑料焚烧。
然而，塑料生产仍然在不断增加，并且目前已每年约10万吨的量生产各种塑料。对于当地政府，当这些可用塑料达到要作为废物处理的阶段时，处理废塑料已变为一个问题。
已将废塑料再使用或回收，但仅再使用部分用过的塑料。
据说原因是，随使用时间、回收中的污染、热史等的性能变化导致塑料物料性能劣化，使回收塑料非常困难。然而，由于环境问题目前已受到适宜关注，考虑到有效使用有限的资源、废物问题、产生有害气体或粉尘等，特别需要一种有效使用这些用过的塑料的技术。
发明内容
考虑到社会背景和上述常见技术问题，本发明的一个目的是开发一种防止在再生处理用过的塑料期间塑料质量劣化的技术和一种改进再生塑料质量的技术。此外，本发明的一个目的是能够将如此生产的再生塑料用作木材、混凝土、金属等的替换物。
为实现上述目的，本发明人已对再生用过的塑料进行深入研究。结果，本发明人已发现，用过的要再生塑料的质量，可通过在要再生的塑料中加入与要再生的塑料不同类型的塑料，防止劣化或改进，本发明人经过进一步深入研究，由此完成了本发明。
换言之，根据本发明，提供一种防止用过的塑料在再生期间质量劣化的技术，或改进再生树脂质量的技术。
因此，本发明为一种再生树脂(A)的方法，其特征在于在要再生的树脂(A)的回收料中加入至少一种与要再生的树脂(A)不同类型的树脂(B)，由此再生树脂(A)。
此外，本发明提供一种再生树脂(A)的方法，其特征在于将包括要再生的树脂(A)的回收料和至少一种与要再生的树脂(A)不同类型的树脂(B)的树脂(C)同时用于与树脂(A)相同的应用领域。
在要再生的树脂(A)的再生方法中，对于包括要再生的树脂(A)的回收料和至少一种与要再生的树脂(A)不同类型的树脂(B)的树脂(C)，使用热塑性塑料。
对于与要再生的树脂(A)不同类型的树脂(B)，使用热塑性塑料。
此外，对于要再生的树脂(A)和树脂(B)，使用相容树脂。
根据本发明再生用过的树脂的方法，要再生的树脂(A)通过将具有给定物理性能优于树脂(A)的那些的树脂(B)加入树脂(A)中再生。这些物理性能为机械性能，包括抗冲击性，或包括玻璃转化温度的耐热性。
此外，根据本发明再生树脂的方法，要再生的树脂(A)通过将至少一种与要再生的树脂(A)不同类型的要再生的树脂(B)加入要再生的树脂(A)的回收料中再生。
本发明要再生的树脂(A)具有苯乙烯单元，树脂(B)为聚苯醚(PPE)、聚碳酸酯(PC)、离聚物(IO)、聚丁二烯(PB)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、液晶聚酯(LCP)、聚砜(PSF)和聚醚砜(PESF)中的至少一种。
此外，在本发明再生树脂的方法中使用的要再生的树脂(A)为聚苯乙烯，树脂(B)为高冲击聚苯乙烯(HIPS)、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-马来酰亚胺共聚物、苯乙烯-丁二烯弹性体(SBC)、聚苯醚(PPE)、离聚物(IO)、聚丁二烯(PB)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、液晶聚酯(LCP)、聚砜(PSF)、聚醚砜(PESF)、甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(MS)、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、ABS和PTFE中的至少一种。
此外，在本发明再生树脂的方法中使用的要再生的树脂(A)为高冲击聚苯乙烯(HIPS)，树脂(B)为苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)、聚碳酸酯(PC)、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-马来酰亚胺共聚物、苯乙烯-丁二烯弹性体(SBC)、聚苯醚(PPE)、离聚物(IO)、聚丁二烯(PB)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、液晶聚酯(LCP)、聚砜(PSF)、聚醚砜(PESF)、甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(MS)、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、ABS和PTFE中的至少一种。
此外，在本发明再生树脂的方法中使用的要再生的树脂(A)为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，树脂(B)为聚碳酸酯(PC)、氯化聚乙烯-丙烯腈-苯乙烯共聚物(ACS)、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物(ASA)、氯乙烯(PVC)、聚酰胺(PA)、尼龙、苯乙烯丙烯腈共聚物(SAN)、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-马来酰亚胺共聚物、苯乙烯-丁二烯弹性体(SBC)、聚苯醚(PPE)、离聚物(IO)、聚丁二烯(PB)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、液晶聚酯(LCP)、聚缩醛(POM)、聚砜(PSF)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和PTFE中的至少一种。
此外，在本发明再生树脂的方法中使用的要再生的树脂(A)为聚乙烯(PE)，树脂(B)为聚丙烯(PP)、离聚物(IO)、氯化聚乙烯(CPE)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、氯磺化聚乙烯(CSM)、液晶聚酯(LCP)中的至少一种。
此外，在本发明再生树脂的方法中使用的要再生的树脂(A)为聚丙烯(PP)，树脂(B)为离聚物(IO)、聚乙烯(PE)、氯化聚乙烯(CPE)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、氯磺化聚乙烯(CSM)、液晶聚酯(LCP)中的至少一种。
在本发明再生树脂的方法中使用的要再生的树脂(A)和树脂(B)含相同颜色和/或类型的添加剂。
在附图中，图1A至图1D说明与原来未用的塑料相比，废塑料的物理性能劣化。
图2A给出通过常规方法再生用过的ABS树脂的方法，图2B给出通过本发明方法再生用过的ABS树脂的方法；和图3A给出通过常规方法再生用过的HIPS的方法，图3B给出通过本发明方法再生用过的HIPS的方法。
具体实施例方式
下面将详细解释本发明。
作为本发明一个目的的要再生的树脂包括聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、氯乙烯(PVC)、高冲击聚苯乙烯(HIPS)、SAN(苯乙烯-丙烯腈)树脂、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)树脂、聚丙烯腈树脂(PAN)、尼龙树脂、聚烯烃(包括聚乙烯、聚丙烯和聚异戊二烯)树脂、聚苯醚(PPE)、聚苯硫醚、聚丙烯腈-丁二烯(腈橡胶)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚砜、聚芳基砜、聚醚砜、聚硫醚砜、聚醚酮、聚醚亚胺、聚醚醚酮、聚酰胺(尼龙)、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚丙烯酸酯、芳族聚酯、聚氨酯、聚氯乙烯、氯化聚醚、聚氯甲基苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、赛璐珞、各种液晶聚合物、甲基丙烯酸酯树脂(PMMA)、丁二酸酯树脂、萜烯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂等。其中，优选热塑性树脂。此外，这些树脂可具有单一组成或可为两种或多种树脂的混合物(包括合金)。这种合金包括例如聚苯醚/聚苯乙烯聚合物合金、工程塑料聚合物合金等。
用于本发明的要再生的树脂可为用于给定目的如外壳本身的形式，或可为从另外的树脂中分离出来的形式，或粉碎的产品形式或通过将粉碎的产品再熔化形成的珠粒形式。然而，要再生的树脂优选为从另外的树脂分离出来后经粉碎的形式或通过将粉碎的产品再熔化形成的珠粒形式，因为在本发明中将要再生的树脂(A)与树脂(B)混合(捏合)。
在上述要再生的树脂(A)中，树脂的物理性能已降低，原因在于性能随使用期间的时间或回收期间的机械冲击(研磨)和热史(熔化和模塑)而变化(参见图1A至图1D)。因此，为改进劣化质量，可通过将具有至少一种性能优于要再生的树脂(A)的原始性能的树脂(B)与使用的要再生的树脂(A)混合，将要再生的树脂的物理性能改进至使用前的或更高的程度。例如，通过将PPE树脂加入用作电视机柜的HIPS树脂中，再生HIPS树脂的抗冲击性可改进至原始树脂的性能。
上述物理性能的一个具体例子包括(1)拉伸强度(2)挠曲强度(3)挠曲模量(4)Iz冲击值(Izod冲击值)(5)MFR(熔体流速)(6)在荷载下的变形温度(7)硬度HR(Rockwell硬度)(8)BP温度(落球压力温度)，和(9)玻璃转化点这些物理性能的每一种都描述于对本专利申请有效的JapaneseIndustrial Standards(JIS)中，或可容易通过通常用于本技术领域的常规方法测量。例如，Iz冲击值可容易按照ASTM(D-256)测量。
如上所述，为防止使用的要再生的树脂(A)的质量在再生处理所用树脂(A)期间劣化并将树脂(A)的物理性能改进至使用前的那些性能或高于此的性能，优选在要再生的树脂(A)中加入具有至少一种性能优于原树脂(A)的性能的树脂(B)。为此，树脂(B)的选取主要取决于要再生的树脂(A)的类型。通常，优选将等级高于要再生的树脂(A)的等级的树脂，例如工程塑料或其类似物选作树脂(B)。
作为本发明一个目的使用的树脂(B)包括，例如聚苯醚(PPE)、聚碳酸酯(PC)、离聚物(IO)、聚丁二烯(PB)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、聚砜(PSF)、聚醚砜(PESF)、氯化聚乙烯-丙烯腈-苯乙烯共聚物(ACS)、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物(ASA)、氯乙烯(PVC)、聚酰胺(PA)、尼龙、苯乙烯-丙烯腈(SAN)、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-马来酰亚胺共聚物、苯乙烯-丁二烯弹性体、液晶聚酯(LCP)、聚缩醛(POM)、乙烯-乙酸乙烯酯-氯乙烯共聚物、甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(MS)、氯化聚乙烯(CPE)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、氯磺化聚乙烯(CMS)、腈树脂、芳族聚酯、聚酰胺酰亚胺、聚丙烯酸酯、聚芳基砜(PASF)、聚苯并咪唑、聚醚醚酮(PEEK)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚酮(PEK)、聚醚腈(PECN)、聚醚砜(PES)、聚硫醚砜(PTES)、聚酰亚胺(PI)、聚氨基双马来酰亚胺(PABM)、聚酮、聚甲基戊烯、热塑性聚氨酯、聚偏二氯乙烯和各种热塑性弹性体。
作为选取树脂(B)的基础，包括与要再生的树脂(A)相容，优选的树脂(B)具有在回收要再生的树脂(A)期间容易劣化的并且优于树脂(A)的那些性能的任一物理性能。此外，树脂(B)可由单一树脂组成或可为两种或多种树脂的混合物(如合金或弹性体)。此外，树脂(B)可为用过的树脂。考虑到有效利用资源，优选将用过的树脂(B)与用过的要再生的树脂(A)混合。
当两种或多种聚合物混合时，所得聚合物分离为完全相容的均相体系和给出通过相分离形成的很多层的不相容体系。术语“完全相容”是指聚合物在分子水平上相互相容。
因此，完全相容的相是均匀的并且无分层结构，因此具有聚合物的平均物理性能(如PPE/PS的聚合物合金)。此外，进行塑料回收的塑料性能可以变化，并且通常为几乎预期不完全相容的那些。另一方面，当聚合物相互不相容时，它们因相分离存在分层结构。因此，两种相容性不同的聚合物以一相存在，因此当控制形态时，所述两种聚合物的混合物可形成聚合物合金，该合金结合了两种树脂的优点并可以满足各种要求。然而，当两种或多种性能不同的聚合物简单混合时，它们导致肉眼可见的相分离，因此不给出可用作模塑材料的物理性能。为此，当相互不相容的聚合物混合时，可使用用于控制形态的相容剂。
表1
EVA乙烯-乙酸乙烯酯共聚物EPDM乙烯-丙烯-二烯烃共聚物EGMA乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物SEBS苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物GMA甲基丙烯酸缩水甘油酯MAH马来酸酐EA乙酸乙烯酯同样在本发明中，当要再生的树脂(A)与树脂(B)混合时，可按照已知技术使用市购的相容剂。
此外，还已知通过向其中加入弹性体改进要再生的树脂(A)的劣化物理性能(例如，L.M.Chen等人，Plast.Eng.，33(Oct.1989))。例如，这适用于针对CD的聚碳酸酯。
可将要再生的树脂(A)和树脂(B)在对其粉碎时混合，或可在对其捏合和熔化时混合。对混合时的混合比无特殊限制，但可将树脂(B)与要再生的树脂(A)按相对于树脂(A)的重量比1/100至100倍混合。然而，树脂(B)的材料成本通常比要再生的树脂(A)的材料成本更贵，因此将树脂(B)按重量比不高于50％与树脂(A)混合更经济。然而，树脂(B)的混合比越小，有效防止因再生处理用过的树脂(A)导致的树脂(A)的质量劣化越困难。
在要再生的树脂(A)和树脂(B)中，可包括用于树脂的添加剂如炭黑、抗静电剂、着色剂和颜料、抗氧剂、阻燃剂、增塑剂、抗光促进剂、相容剂、整理剂、改性剂以及树脂增强剂如玻璃纤维、纸和无纺织物。特别地，要再生的树脂(A)和树脂(B)优选包含相同颜色和/或相同类型的添加剂。
粉碎、捏合、熔化和混合废塑料可按照已知工艺进行。例如，可使用日本专利申请特开9-174021中描述的工艺。通过如下方程表示的回收变得可能。
-[(回收-再生-再使用)n]-[倾倒在填埋场或焚烧]其中n为1至7的整数。
作为本发明的一个典型例子给出再生用过的ABS或用过的HIPS的新方法，以比较本发明方法和常规方法。
这里，图2A给出按照常规方法再生用过的ABS树脂的方法，图2B给出按照本发明方法再生用过的ABS树脂的方法。此外，图3A给出按照常规方法再生用过的HIPS的方法，图3B给出按照本发明方法再生用过的HIPS的方法。
本发明通过如下实施例说明，但不受其限制。
将用于家用电器的PS树脂作为废料回收。将该树脂粉碎至平均尺寸约0.5cm×0.5cm×0.5cm，由此提供粉碎的产品。测量所得产品的Izot冲击强度(缺口)和玻璃转化点，由此分别给出数值2.2(ft-lb/in)和120℃。
将废塑料的粉碎产品在电炉中加热至熔化，并在搅拌下向所得熔体中加入PPE原始珠粒，加入量应使混合后PPE的混合比((PPE/废PS)×100)为20％或40％，然后将该混合物加热使其变为熔体。冷却后，获得再生塑料。如此获得的再生塑料的物理性能如下。从表2看出，改进了物理性能。
此外，按照ASTM(D-256)测量Izot冲击强度(缺口)。
表2
将用于家用电器的ABS树脂作为废料回收。将该树脂粉碎至平均尺寸约0.5cm×0.5cm×0.5cm，由此提供粉碎的产品。测量所得产品的Izot冲击强度(缺口)和玻璃转化点，由此分别给出数值22.0(ft-lb/in)和95℃。
将废塑料的粉碎产品在电炉中加热至熔化，并在搅拌下向所得熔体中加入PC原始珠粒，加入量应使混合后PC的混合比((PC/废ABS)×100)为25％或50％，然后将该混合物加热使其变为熔体。冷却后，获得再生塑料。如此获得的再生塑料的物理性能如下。从表2看出，改进了物理性能。
此外，按照ASTM(D-256)测量Izot冲击强度(缺口)。
表3
工业实用性如上所述，通过将具有至少一种给定物理性能优于树脂(A)的那些性能的树脂(B)加入要再生的树脂(A)中，可以防止树脂(A)在再生处理时质量劣化或改进其质量。因此，可以将再生的树脂(A)用于与要再生的树脂相同的应用领域。甚至当回收要再生的树脂(A)的次数变为2次或多次时也可使用此方法。因此，考虑到有效使用资源和减少废物，可以有助于不断的社会进步。
考虑到有效使用资源和减少废物，由于本发明提供一种再生因再生处理时质量劣化而作为废弃物丢弃的用过的树脂的有效技术，因此可有助于全球环境保护。
权利要求
1.一种再生树脂(A)的方法，其特征在于在要再生的树脂(A)中加入至少一种与要再生的树脂(A)不同类型的树脂(B)。
2.一种再生树脂(A)的方法，其特征在于将包括其中加入至少一种与要再生的树脂(A)不同类型的树脂(B)的要再生的树脂(A)的树脂(C)用于与树脂(A)相同的应用领域。
3.根据权利要求2再生树脂(A)的方法，其特征在于要再生的树脂(A)和树脂(C)都为热塑性树脂。
4.根据权利要求1再生树脂(A)的方法，其特征在于树脂(B)为热塑性树脂。
5.根据权利要求1再生树脂(A)的方法，其特征在于要再生的树脂(A)和树脂(B)彼此相容。
6.一种再生用过的树脂的方法，其特征在于将具有给定物理性能优于要再生树脂(A)的那些的树脂(B)加入树脂(A)中。
7.根据权利要求6再生树脂(A)的方法，其特征在于物理性能为包括抗冲击性的机械性能。
8.根据权利要求6再生树脂(A)的方法，其特征在于物理性能为包括玻璃转化温度的耐热性能。
9.一种再生树脂(A)的方法，其特征在于在要再生的树脂(A)中加入至少一种与树脂(A)不同类型的要再生的树脂(B)。
10.根据权利要求1、2、6和9中任一项的再生树脂(A)的方法，其特征在于要再生的树脂(A)具有苯乙烯单元，树脂(B)为聚苯醚(PPE)、聚碳酸酯(PC)、离聚物(IO)、聚丁二烯(PB)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、液晶聚酯(LCP)、聚砜(PSF)和聚醚砜(PESF)中的至少一种。
11.根据权利要求1、2、6和9中任一项的再生树脂(A)的方法，其特征在于要再生的树脂(A)为聚苯乙烯树脂，树脂(B)为高冲击聚苯乙烯(HIPS)、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-马来酰亚胺共聚物、苯乙烯-丁二烯弹性体(SBC)、聚苯醚(PPE)、离聚物(IO)、聚丁二烯(PB)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、液晶聚酯(LCP)、聚砜(PSF)、聚醚砜(PESF)和甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(MS)中的至少一种。
12.根据权利要求1、2、6和9中任一项的再生树脂(A)的方法，其特征在于要再生的树脂(A)为高冲击聚苯乙烯(HIPS)，树脂(B)为苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)、聚碳酸酯(PC)、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-马来酰亚胺共聚物、苯乙烯-丁二烯弹性体(SBC)、聚苯醚(PPE)、离聚物(IO)、聚丁二烯(PB)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、液晶聚酯(LCP)、聚砜(PSF)、聚醚砜(PESF)和甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚物中的至少一种。
13.根据权利要求1、2、6和9中任一项的再生树脂(A)的方法，其特征在于要再生的树脂(A)为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，树脂(B)为聚碳酸酯(PC)、氯化聚乙烯-丙烯腈-苯乙烯共聚物(ACS)、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物(ASA)、氯乙烯(PVC)、聚酰胺(PA)、尼龙、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-马来酰亚胺共聚物、苯乙烯-丁二烯弹性体(SBC)、聚苯醚(PPE)、离聚物(IO)、聚丁二烯(PB)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、液晶聚酯(LCP)、聚缩醛(POM)、聚砜(PSF)中的至少一种。
14.根据权利要求1、2、6和9中任一项的再生树脂(A)的方法，其特征在于要再生的树脂(A)为聚乙烯(PE)，树脂(B)为聚丙烯(PP)、离聚物(IO)、氯化聚乙烯(CPE)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、氯磺化聚乙烯(CSM)、液晶聚酯(LCP)中的至少一种。
15.根据权利要求1、2、6和9中任一项的再生树脂(A)的方法，其特征在于要再生的树脂(A)为聚丙烯(PP)，树脂(B)为离聚物(IO)、聚乙烯(PE)、氯化聚乙烯(CPE)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、氯磺化聚乙烯(CSM)、液晶聚酯(LCP)中的至少一种。
16.根据权利要求1再生树脂(A)的方法，其特征在于要再生的树脂(A)为要再生的树脂(A)和树脂(B)各自包括相同颜色和/或类型的添加剂。
全文摘要
本发明涉及一种再生用过的树脂并防止树脂质量劣化的方法，包括在用过的树脂中加入另一具有给定物理性能优于树脂(A)的那些的树脂。
文档编号B29B17/04GK1460116SQ02800915
公开日2003年12月3日 申请日期2002年3月27日 优先权日2001年3月28日
发明者稻垣靖史 申请人:索尼公司