Métodos y composiciones relacionadas con el reciclaje de residuos poliméricos.

Un proceso para reciclar material residual polimérico después de haber sido desechado por el consumidor que comprende:

proporcionar al menos un polímero residual después de haber sido desechado por el consumidor;

limpiar el polímero residual después de haber sido desechado por el consumidor;

proporcionar un material de relleno funcional que comprende

i. un material inorgánico formado por partículas; y

ii. un revestimiento que comprende un primer compuesto que incluye un grupo terminal propanoico o un grupo etilénico con uno o dos grupos carbonilo adyacentes; y

combinando el polímero residual después de haber sido desechado por el consumidor y el material de relleno funcional para formar un polímero reciclado. El material de relleno funcional está presente en una cantidad igual o superior al 10% en peso del polímero residual.

Métodos y composiciones relacionadas con el reciclaje de residuos poliméricos

Campo técnico

La presente invención se refiere a composiciones poliméricas, por ejemplo, composiciones poliméricas recicladas, a procesos para la producción de las mismas, a materiales de relleno funcionales para su uso en dichas composiciones y a los artículos formados a partir de las composiciones poliméricas.

Antecedentes Se conoce la incorporación de materiales de relleno inorgánicos formados por partículas, tales como minerales inorgánicos molidos en composiciones poliméricas para una variedad de propósitos. Se han propuesto enfoques para mejorar la compatibilidad del material de relleno inorgánico y la composición polimérica. Por ejemplo, el documento US-A-7732514 describe una composición que comprende un material plástico, un sólido inorgánico formado por partículas tal como hidrato de aluminio y un modificador de la superficie de acoplamiento. En modificadores de la superficie de acoplamiento, el modificador interactúa tanto con la superficie del material de relleno formado por partículas como con la matriz de polímero.

El documento EP-A-2264108 describe un proceso para la preparación de un carbonato de calcio tratado mediante reacción superficial en un ambiente acuoso y una suspensión acuosa de carbonato de calcio tratado mediante reacción superficial que puede ser obtenido a partir de la misma.

En los últimos años, el reciclaje de materiales residuales poliméricos ha pasado a primer plano. Sin embargo, el reciclaje de material residual polimérico ha presentado retos que no se encuentran necesariamente durante la preparación de composiciones poliméricas derivadas de polímero virgen.

Estos retos incluyen el problema de la contaminación y la formación de suciedad de los residuos poliméricos resultantes de su uso original y durante la recolección después de emplearlos y la transformación inicial. Tal contaminación puede ser en forma de impurezas volátiles y / o sólidas. La presencia de tales contaminantes imparte olores desagradables al material residual polimérico y, si no se elimina correctamente, puede afectar negativamente a la calidad del polímero reciclado final. Típicamente, los residuos poliméricos se tratan en una sola etapa de lavado para eliminar los contaminantes.

Además, los flujos de residuos poliméricos a menudo comprenden una mezcla de diferentes tipos de polímeros, por ejemplo, polietileno y polipropileno, que pueden presentar problemas de compatibilidad en polímeros reciclados preparados a partir de tales corrientes de residuos poliméricos mixtos. Convencionalmente, por lo tanto, se hace mayor hincapié en la separación de los polímeros en sus tipos de constituyentes antes del procesamiento posterior. Sin embargo, tal separación es técnicamente difícil y por lo tanto relativamente costosa.

Por lo tanto, como la necesidad de reciclar materiales residuales poliméricos aumenta, existe una necesidad continua por el desarrollo de nuevos métodos y composiciones para el procesamiento económicamente viable de los materiales residuales poliméricos en las composiciones y artículos de polímero de alta calidad.

Los presentes inventores han encontrado nuevos materiales de relleno para uso en composiciones poliméricas, particularmente composiciones poliméricas derivadas de residuos poliméricos después de su consumo, así como nuevos procesos para reciclar los materiales residuales poliméricos, que están dirigidos o al menos mejoran los problemas antes mencionados y que también permiten la producción de composiciones poliméricas recicladas de alta calidad con bajo contenido de olor.

Resumen de la invención De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se proporciona un proceso para reciclar material residual polimérico después de haber sido desechado por el consumidor que comprende:

proporcionar al menos un polímero residual después de haber sido desechado por el consumidor;

limpiar el polímero residual después de haber sido desechado por el consumidor;

proporcionar un material de relleno funcional que comprende i. un material inorgánico formado por partículas; y

ii. un revestimiento que comprende un primer compuesto que incluye un grupo terminal propanoico o un grupo etilénico con uno o dos grupos carbonilo adyacentes; y combinando el polímero residual después de haber sido desechado por el consumidor y el material de relleno funcional para formar un polímero reciclado. El material de relleno funcional está presente en una cantidad igual o superior al 10% en peso del polímero residual.

De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, se proporciona un proceso para reciclar material residual polimérico que comprende: proporcionar al menos un polímero residual; limpiar el polímero residual en una primera etapa del proceso; limpiar el polímero residual en una segunda etapa del proceso; proporcionar un material de relleno funcional que incluye

i. un material inorgánico formado por partículas; y

ii. un revestimiento que comprende un compuesto que incluye un grupo terminal propanoico o un grupo etilénico con

uno o dos grupos carbonilo adyacentes; y combinando el polímero residual después de haber sido desechado por el consumidor y el material de relleno funcional para formar un polímero reciclado. El material de relleno funcional está presente en una cantidad igual o superior al 10% en peso del polímero residual.

De acuerdo con un tercer aspecto de la invención, se proporciona un proceso para reciclar material residual polimérico que comprende: proporcionar al menos un polímero residual; limpiar en seco el polímero residual; proporcionar un material de relleno funcional que incluye

i. un material inorgánico formado por partículas; y

ii. un revestimiento que comprende un compuesto que incluye un grupo terminal propanoico o un grupo etilénico con uno o dos grupos carbonilo adyacentes; y

combinando el polímero residual después de haber sido desechado por el consumidor y el material de relleno funcional para formar un polímero reciclado. El material de relleno funcional está presente en una cantidad igual o superior al 10% en peso del polímero residual.

En una forma de realización el material de relleno funcional comprende:

i. un material inorgánico formado por partículas;

ii. un revestimiento sobre la superficie del material inorgánico formado por partículas, en el que el revestimiento comprende

un primer compuesto que incluye un grupo terminal propanoico o un grupo etilénico con uno o dos grupos carbonilo adyacentes; y

un segundo compuesto seleccionado del grupo que consiste de uno o más ácidos grasos y una o más sales de un ácido graso, y combinaciones de los mismos.

De acuerdo con un cuarto aspecto, se proporciona una composición polimérica, que comprende:

al menos un polímero; y un material de relleno funcional que incluye i. un material inorgánico formado por partículas; y

ii. un revestimiento sobre la superficie del material inorgánico formado por partículas, en el que el revestimiento comprende:

un primer compuesto que incluye un grupo terminal propanoico o un grupo etilénico con uno o dos grupos carbonilo adyacentes,

con la condición de que cuando menos un polímero no se recicla a partir de residuos poliméricos de acuerdo con uno u otro de los procesos del primero, segundo o tercer aspectos de la presente invención, el revestimiento comprende adicionalmente un segundo compuesto seleccionado del grupo que consiste de ácido esteárico y un estearato. El material de relleno funcional está presente en una cantidad igual o superior al 10% en peso del polímero residual.

Breve descripción de los dibujos La Figura 1 representa la distribución de tamaño de partícula de los carbonatos de calcio molidos en húmedo y molidos en seco utilizados en los Ejemplos.

La Figura 2 es una gráfica que resume diversas propiedades de tracción de los materiales compuestos que contienen el carbonato recubierto molido en húmedo de la Figura 1, como los preparados en los Ejemplos.

La Figura 3 es una gráfica que resume diversas propiedades de tracción de los materiales poliméricos compuestos que contienen el carbonato recubierto molido en seco de la Figura 1, como los preparados en los Ejemplos.

La Figura 4 es una gráfica que resume diversas propiedades de impacto Charpy sin muesca de materiales poliméricos compuestos que contienen el carbonato recubierto molido en húmedo de la Figura 1, como los preparados en los Ejemplos.

La Figura 5 es una gráfica que resume diversas propiedades... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para reciclar material residual polimérico después de haber sido desechado por el consumidor que comprende: proporcionar al menos un polímero residual después de haber sido desechado por el consumidor;

limpiar el polímero residual después de haber sido desechado por el consumidor; proporcionar un material de relleno funcional que comprende i. un material inorgánico formado por partículas; y

ii. un revestimiento que comprende un primer compuesto que incluye un grupo terminal propanoico o un grupo etilénico con uno o dos grupos carbonilo adyacentes; y

combinando el polímero residual después de haber sido desechado por el consumidor y el material de relleno funcional para formar un polímero reciclado. El material de relleno funcional está presente en una cantidad igual o superior al 10% en peso del polímero residual.

2. Un proceso para reciclar material residual polimérico que comprende: proporcionar al menos un polímero residual; limpiar el polímero residual en una primera etapa del proceso; limpiar el polímero residual en una segunda etapa del proceso; proporcionar un material de relleno funcional que incluye

i. un material inorgánico formado por partículas; y

ii. un revestimiento que comprende un compuesto que incluye un grupo terminal propanoico o un grupo etilénico con uno o dos grupos carbonilo adyacentes; y

combinando el polímero residual después de haber sido desechado por el consumidor y el material de relleno funcional para formar un polímero reciclado. El material de relleno funcional está presente en una cantidad igual o superior al 10% en peso del polímero residual.

3. Un proceso para reciclar material residual polimérico que comprende: proporcionar al menos un polímero residual; limpiar en seco el polímero residual; proporcionar un material de relleno funcional que incluye

i. un material inorgánico formado por partículas; y

ii. un revestimiento que comprende un compuesto que incluye un grupo terminal propanoico o un grupo etilénico con uno o dos grupos carbonilo adyacentes; y

combinando el polímero residual después de haber sido desechado por el consumidor y el material de relleno funcional para formar un polímero reciclado. El material de relleno funcional está presente en una cantidad igual o superior al 10% en peso del polímero residual.

4. El proceso de la reivindicación 3, en el que la limpieza en seco incluye la centrifugación del polímero residual en un gas para remover las impurezas volátiles y sólidas del polímero residual.

5. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 - 4, en el que el polímero residual comprende al menos dos polímeros diferentes, por ejemplo, polietileno y polipropileno.

6. El proceso de la reivindicación 1, en el que el material de relleno funcional está presente en una cantidad en el rango de 50% a 70% en peso del polímero residual.

7. El proceso de las reivindicaciones 1, 2 o 3, que comprende además combinar el polímero residual y el material de relleno funcional con un aditivo que contiene peróxido y / o un antioxidante para formar un polímero reciclado.

8. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el revestimiento comprende adicionalmente un segundo compuesto seleccionado a partir de uno o más ácidos grasos y una o más sales de un ácido graso, y combinaciones de los mismos.

9. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el material inorgánico formado por partículas tiene un d50 de 0, 5 a 2 µm.

10. Una composición polimérica, que comprende:

al menos un polímero; y

un material de relleno funcional que incluye i. un material inorgánico formado por partículas; y

ii. un revestimiento sobre la superficie del material inorgánico formado por partículas, en el que el revestimiento comprende:

un primer compuesto que incluye un grupo terminal propanoico o un grupo etilénico con uno o dos grupos carbonilo adyacentes,

con la condición de que cuando menos un polímero no se recicla a partir de residuos poliméricos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 7, el revestimiento comprende adicionalmente un segundo compuesto seleccionado del grupo que consiste de uno o más ácidos grasos y una o más sales de un ácido graso, y combinaciones de los mismos; y en donde el material de relleno funcional está presente en una cantidad igual o superior al 10% en peso del polímero.

11. Una composición polimérica de acuerdo con la reivindicación 10, en la que el material inorgánico formado por partículas tiene un d50 de 0, 5 a 2 µm.

12. Una composición polimérica reciclada, que puede ser obtenida por medio del proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 - 9.

13. La composición de la reivindicación 12, en la que la composición comprende además un aditivo que contiene peróxido, por ejemplo, peróxido de di-cumilo o 1, 1-di (ter-butilperoxi) -3, 3, 5-trimetilciclohexano, opcionalmente en la que el aditivo que contiene peróxido está presente en el revestimiento.

14. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicacione.

9. 13, en la que el material de relleno funcional está presente en una cantidad menor o igual al 50% en peso de la composición polimérica o la composición polimérica reciclada.

15. El uso de un material de relleno funcional como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 o 3 en una composición polimérica reciclada derivada de al menos un polímero residual, en donde el material de relleno funcional está presente en una cantidad igual o superior al 10% en peso del polímero residual, y en donde se limpia al menos un polímero, por ejemplo, se limpia en seco libre de disolvente, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 4, opcionalmente en donde el menos un polímero residual comprende una mezcla de al menos dos tipos diferentes de polímero.

16. El uso de acuerdo con la reivindicación 15, en el que el material inorgánico formado por partículas tiene un d50 de 0, 5 a 2 µm.