有机复合材料、从异质废物获得这种有机复合材料的方法及其用途与流程

本技术涉及废物管理。

背景技术：

1、以下列出了被认为与目前公开的主题的背景技术相关的参考文献：

2、-国际专利申请公布号wo10082202。

3、-国际专利申请公布号wo14193748。

4、-欧洲专利申请公布号ep0781806。

5、-国际专利申请公布号wo9725368。

6、-美国专利号us5973035。

7、-美国专利号us2004080072。

8、-美国专利号us2004043097。

9、-国际专利申请公布号wo03084726。

10、-国际专利申请公布号wo9411176。

11、本文对上述参考文献的承认不应被推断为意指这些参考文献以任何方式与目前公开的主题的专利性相关。

12、背景技术

13、wo10082202描述了一种复合材料，该复合材料具有热塑性特性并且包含有机物质并且任选地提供具有独特特征的无机物质和塑料中的一者或两者。这种复合材料可以由废物(诸如家庭废物)制备。为了制备复合材料，将废物干燥并颗粒化。然后将干燥和颗粒化的废料加热，同时在剪切力下混合。对复合材料进行加工以获得有用的制品。

14、wo14193748涉及由从废水流出物获得的纤维素制剂制成的生物塑料组合物、纳米纤维素材料、纳米晶纤维素材料和/或纳米纤维，以及用于生产这些生物塑料组合物、纳米纤维素材料、纳米晶纤维素材料和/或纳米纤维的方法和系统。

15、ep0781806描述了纤维素粉末粒料及其制造方法，其中用液体阻燃剂浸渍通过粉碎纸或木材产生的干燥的纤维素粉末，然后干燥该纤维素粉末以产生耐热纤维素粉末。将耐热纤维素粉末、润滑剂和粉碎的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂放入加热捏合机中，并将混合物在压缩和加热下捏合以产生糊状材料。将该糊状材料供应到双螺杆挤出机中，将从挤出机的端部挤出的小直径的棒状型坯切成片，对片进行空气冷却，以产生纤维素粉末粒料。

16、wo9725368描述了一种包含工程化树脂和木质纤维复合物的组合物，该组合物可以以线性挤出物或热塑性粒料的形式用于制造结构构件。树脂/木质纤维复合构件可在挤出工艺或注塑工艺中制造。本发明还涉及对环境敏感的废物流再循环。该树脂/木质纤维复合物可以含有包含聚合物薄片或颗粒或木质纤维的废物流的有意再循环。

17、us5973035描述了卷曲变形的纤维素或木质纤维素纤维和选自聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丁烯、热塑性聚酯、聚醚、热塑性聚氨酯、pvc的树脂的复合物，以及形成该复合物的方法。

18、us2004080072和us2004043097描述了利用水解器将城市固体废物加工成复合材料。

19、wo03084726描述了可用于制造纤维素纤维增强的聚合物产品和材料的低水分加工的纤维素纤维粒料，以及一种用于由湿的加工的纤维素纤维基废物源材料形成这种低水分纤维素纤维粒料的无挤出机方法。纤维素纤维粒料包括加工的纤维素纤维和混合的塑料和/或无机物(诸如矿物、粘土等)。

20、wo9411176描述了一种使用挤出机生产具有经取向的塑料材料和经取向的颗粒物质的组合物的方法。该组合物包含不大于80重量％的量的木质纤维。

技术实现思路

1、本公开提供了一种包含异质共混物的复合材料，该异质共混物包含至少90重量％的有机材料。由于高的有机物含量，复合材料在本文中由术语“有机物”或“有机复合材料”或“ocm”来指代。本文公开的有机复合材料(organic composite material，ocm)的特征在于以下中的至少一种：

2、-ocm具有如根据iso14040:2006所测定的低于约-10kgco2 eq/kg的碳足迹；

3、-当ocm与70重量％的聚丙烯(polypropylene，pp)配混以获得pp-ocm时；所得pp-ocm具有如根据iso1133-1:2011所测定的超过约30g/10min的熔体流动指数(mfi 230℃/2.16kg)；并且

4、-当ocm与70重量％的聚乳酸(polylactic acid，pla)配混以获得pla-ocm时，并且当pla-ocm在堆肥中放置至少80天时，pla-ocm表现出至少90重量％的降解；

5、并且其中ocm的特征还在于以下中的至少一种：

6、-ocm包含如根据iso11358所测定的占ocm的总重量的0重量％与3重量％之间的合成聚合物(即等于或小于3％)；并且

7、-如根据iso11358所测定，ocm包含不可检测量的聚氯乙烯(polyvinylchloride，pvc)、聚苯乙烯(polystyrene，ps)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate，pet)中的至少一者。

8、目前公开的主题还提供了一种制备ocm的方法，该方法包括：

9、a.提供包含共混物的摄入材料，该共混物包含异质有机废物和异质无机废物，该异质有机废物占摄入材料的总重量的至少90重量％；以及

10、b.使该摄入材料在高达约130℃的温度、至少约2,500rpm的速度和真空条件下经受高速混合，从而获得ocm；

11、其中摄入材料的特征在于以下中的至少一种：

12、-其包含如通过iso11358所测定的占ocm的总重量的0重量％与3重量％之间的合成聚合物(即等于或小于3％)；并且

13、-如使用iso11358所测定，其包含不可检测量的聚氯乙烯(pvc)、聚苯乙烯(ps)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)中的至少一者。

14、此外，本公开提供了一种包含至少一种合成聚合物和本文公开的ocm的共混物的制品，其中该制品的碳足迹低于该至少一种合成聚合物的碳足迹。

技术特征：

1.一种有机复合材料(ocm)，包含含有至少90重量％的异质有机物质的共混物；其特征在于：所述ocm的特征在于以下中的至少一种：

2.根据权利要求1所述的ocm，其特征在于：所述ocm包含占所述复合材料的总重量的0重量％与3重量％之间的合成聚合物。

3.根据权利要求1或2所述的ocm，其特征在于：所述ocm基本上不含合成聚合物。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的ocm，其特征在于：所述ocm包含纤维素基物质的异质共混物。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的ocm，其特征在于：所述ocm的特征在于小于-14kgco2 eq/kg的碳足迹。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的ocm，其特征在于：当与合成聚合物配混以形成ocm-合成共混物时，所述ocm-合成共混物的特征在于碳足迹低于单独的所述合成聚合物的碳足迹。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的ocm，其特征在于：当与70重量％的聚丙烯(pp)配混以形成ocm-pp共混物时，所述ocm-pp共混物在230℃的温度和2.16kg的标准负荷下表现出至少45g/10分钟、优选至少50g/10分钟的熔体流动指数。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的ocm，其特征在于：所述ocm表现出热塑性特性。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的ocm，其特征在于：所述ocm是可生物降解的。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的复合材料，其特征在于：当与可生物降解的合成聚合物配混时，所述共混物是可生物降解的。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的ocm，其特征在于：当与聚乳酸(pla)配混以形成ocm-pla共混物时，所述ocm-pla共混物是可生物降解的。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的ocm，其特征在于：所述ocm包含从包含2％氯仿:异戊醇(24:1)(ctab)的提取溶液提取的至少0.1mg/g dna。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的ocm，其特征在于：所述ocm包含如通过元素分析所测定的至少6mg/g的钾。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的ocm，其特征在于：所述ocm包含如通过热重-差示扫描分析(tg-dsc)所测定的至少80重量％的纤维素基材料。

15.根据权利要求14所述的ocm，其特征在于：所述ocm包含至少90重量％的纤维素基材料。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的ocm，其特征在于：所述ocm包含小于0.5的辛酸/油酸比率。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的ocm，其特征在于：所述ocm包含小于1.3的壬酸与油酸比率。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的ocm，其特征在于：所述ocm包含小于10％的无机物质。

19.根据权利要求18所述的ocm，其特征在于：所述ocm包含小于2％的无机物质。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的ocm，其特征在于：所述ocm包含小于1.5mg/g的二氧化硅。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的ocm，其特征在于：所述ocm在作为提取溶剂的二甲醚(dme)内包含至少5重量％的总提取碳。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的ocm，其特征在于：所述ocm在热重分析(tga)曲线中具有不超过180℃的重量损失起始温度。

23.根据权利要求1至22中任一项所述的ocm，其特征在于：已经受注塑的包含30重量％的ocm和70重量％的聚丙烯(pp)的所述ocm的样品表现出以下中的至少一种：

24.一种用于制备包含异质有机物质的共混物的有机复合材料(ocm)的方法，其特征在于：所述方法包括：

25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于：所述摄入材料是从异质废物获得的，其中所述异质废物经受干燥、大小减小、金属去除、合成聚合物去除中的任何一者或组合。

26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于：所述合成聚合物去除包括使任选地干燥并且大小减小的所述异质废物经受nir分离阶段，以去除pvc、ps和/或pet中的至少一者。

27.根据权利要求24至26中任一项所述的方法，其特征在于：所述摄入材料包含小于10重量％的水分。

28.根据权利要求24至27中任一项所述的方法，其特征在于：所述摄入材料包含小于1重量％的金属。

29.根据权利要求24至27中任一项所述的方法，其特征在于：所述摄入材料包含小于2重量％的合成聚合物。

30.根据权利要求24至29中任一项所述的方法，其特征在于：所述摄入材料包含如通过iso11358所测定的不可检测量的合成聚合物。

31.根据权利要求24至30中任一项所述的方法，其特征在于：所述摄入材料具有小于40mm的平均粒度。

32.根据权利要求24至31中任一项所述的方法，其特征在于：所述摄入材料基本上由除水分和无机物以外的异质有机物质组成。

33.根据权利要求24至32中任一项所述的方法，其特征在于：所述摄入材料包含至少80重量％的纤维素基异质废物。

34.根据权利要求24至33中任一项所述的方法，其特征在于：所述摄入材料包含占所述摄入材料的总重量的至少约6mg/g的钾。

35.根据权利要求24至34中任一项所述的方法，其特征在于：所述摄入材料包含至少约0.1mg/g dna。

36.根据权利要求24至35中任一项所述的方法，其特征在于：所述高速混合是在约3,000rpm的速度下进行。

37.根据权利要求24至36中任一项所述的方法，其特征在于：所述高速混合是在约0.5巴与约0.9巴之间的负压下进行。

38.根据权利要求24至37中任一项所述的方法，其特征在于：所述高速混合是在约100℃与约120℃的温度下进行。

39.根据权利要求24至38中任一项所述的方法，其特征在于：所述高速混合是以在45m/sec与60m/sec之间的尖端速度操作。

40.一种制品，包含至少一种合成聚合物和根据权利要求1至23中任一项所述的ocm的共混物，其特征在于：所述制品的碳足迹低于所述至少一种合成聚合物的碳足迹。

41.根据权利要求40所述的制品，其特征在于：所述制品包含至少10重量％的所述ocm。

42.根据权利要求40或41所述的制品，其特征在于：所述至少一种合成聚合物是可生物降解聚合物，并且所述制品是可生物降解的。

43.根据权利要求42所述的制品，其特征在于：所述合成聚合物包括聚乳酸(pla)。

44.根据权利要求40至43中任一项所述的制品，其特征在于：所述制品构成包装材料或呈包装形式。

45.根据权利要求1至23中任一项所述的ocm，其特征在于：所述ocm用作可生物降解塑料替代物。

46.根据权利要求1至23中任一项所述的ocm，其特征在于：所述ocm用作可生物降解添加剂。

47.根据权利要求1至23中任一项所述的ocm，其特征在于：所述ocm用作碳足迹减少剂。

技术总结
本公开涉及一种有机复合材料(OCM)、其制备方法及其用途，该OCM包含含有至少90重量％的异质有机物质的共混物；该OCM的特征在于(i)如根据ISO14040:2006所测定的低于约10KgCO<subgt;2</subgt;eq/Kg的碳足迹；(ii)当该OCM与聚丙烯配混时，如根据1801133‑1:2011所测定的超过约30g/10min的熔体流动指数(MFI 230℃/2.16Kg)以及生物降解性。此外，该OCM的特征在于在0重量％与3重量％之间的合成聚合物含量和/或不可检测量的特定合成聚合物。

技术研发人员：杰克·塔托·比吉奥,吉尔·费鲁斯,加德·斯塔尔
受保护的技术使用者：U.B.Q材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29