專利名稱：：將油漆作為不溶混聚合物共混物的組分實(shí)現(xiàn)回收的方法將油漆作為不溶混聚合物共混物的組分實(shí)現(xiàn)回收的方法相關(guān)申請(qǐng)案交叉參考本申請(qǐng)案要求美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案No.60/748,612的優(yōu)先權(quán)，該案于2005年12月9日申請(qǐng)。該申請(qǐng)案公布的資料以參考的形式并入本案。'發(fā)明背景根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)局(U.S.EnvironmentalProtectionAgency)指出，廢棄的油漆是美國(guó)住宅產(chǎn)生的有害垃圾中最大的組成部分。據(jù)估計(jì)，美國(guó)每年產(chǎn)生3400萬加侖的殘余消費(fèi)油漆。但是，這個(gè)數(shù)字還不包括大量的工程承包商、制造錯(cuò)色油漆(mis-tint)的零售商、油漆生產(chǎn)商、私人公司或其他商業(yè)機(jī)構(gòu)、學(xué)校和公共機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的廢棄油漆。油漆零售商處的廢油漆的主要部分是未使用過的整裝油漆，因?yàn)殄e(cuò)色或其他差錯(cuò)而退貨。最終處置這些油漆的費(fèi)用，每罐油漆不論是回收利用或當(dāng)作有害廢品處理，對(duì)零售商來說都非常高昂。這些廢漆中的相當(dāng)大部分可進(jìn)行重新共混，轉(zhuǎn)成可供政府或私人單位使用的油漆，特別是那些沒有使用就退貨給零售商的油漆。但是，目前重新共混得到的油漆在市場(chǎng)上證明無利可圖。如今乳膠漆是市場(chǎng)上最流行的油漆。1997年，花了27萬美元收集并回收130萬磅乳膠漆。售后處理的乳膠漆量逐年遞增，到了2003年，所收集乳膠漆的量已經(jīng)增至200萬磅。市政固體廢物流中巨量的廢漆或無用的乳膠漆成為具有吸引力的回收物。另外，許多司法裁決禁止廢漆以液態(tài)形式處理，因?yàn)樵谌ダ鴪?chǎng)或焚化爐的途中，廢漆容易濺出，可能造成設(shè)備污染。乳膠漆的成分是59.3%的水，15.7%的乳膠聚合物，12.5%的二氧化鈦，12.5%的顏料添加劑，以及1.1%的乙二醇。但是，在1980年代乃至更早時(shí)期，人們用水銀作為乳膠漆中的防腐劑。所以，在回收站收集的液體廢漆在進(jìn)行處理前必須測(cè)試水銀和其僻污染物，用以決定是回收再利用，還是用于非傳統(tǒng)產(chǎn)品的用途，或是垃圾填埋場(chǎng)處理，或是當(dāng)作有害廢品。1980年代后生產(chǎn)的乳膠漆依據(jù)法律可按照干燥的固體形式處理，而不用交給有害廢品填埋場(chǎng)。將廢漆干燥成固態(tài)，往環(huán)境中釋放的只是水和部分量的安全非有機(jī)揮發(fā)物。但是這很費(fèi)時(shí)間，并且因?yàn)樘鞖鈼l件和安全性之故需要做出很大努力。4因此，需要研發(fā)出一種預(yù)先、自主的回收程序及技術(shù)，重新使用這些材料，同時(shí)得到經(jīng)濟(jì)利益。這樣的程序必須能成功去除廢物中較大百分比的未使用油漆，以避免繳納強(qiáng)制的或特別的稅制。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明利用回收油漆制備不溶混聚合物共混物。本發(fā)明涉及的不溶混聚合物，包括第一聚合物組分和第二聚合物組分，第一聚合物組分為油漆聚合物相，第二聚合物組分與第一聚合物組分不溶混，組成為聚烯烴和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。一個(gè)實(shí)施例是通過共混由油漆聚合物相構(gòu)成的第一聚合物組分和與第一聚合物組分不溶混由聚烯烴和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)組成的第二聚合物組分來回收油漆的方法。而另一個(gè)實(shí)施例包括一種不溶混聚合物共混物的物質(zhì)，其中該共混物包括擁有油漆聚合物相的第一聚合物組分和與第一聚合物組分不溶混且選自聚烯烴和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的第二聚合物。還有一個(gè)實(shí)施例包括一種物質(zhì)，該物質(zhì)使用回收油漆的方法形成，其中該方法包括共混具有油漆聚合物相的第一聚合物組分和與第一聚合物組分不溶混且選自聚烯烴和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的第二聚合物組分。圖1描述了兩種油漆樣本A和B的質(zhì)量損失作為干燥時(shí)間函數(shù)'的圖；圖2是描述拉伸模量作為油漆/HDPE共混物中油漆重量百分比函數(shù)的圖；圖3是描述拉伸模量作為油漆/PMMA共混物中油漆重量百分比函數(shù)的圖；圖4描述了極限拉伸強(qiáng)度作為油漆/PMMA和油漆/HDPE共混物中油漆重量百分比函數(shù)的圖；圖5代表光漆和平漆/HDPE共混物的應(yīng)力一張力曲線；圖6代表光漆和平漆/PMMA共混物的應(yīng)力一張力曲線；圖7顯示差示掃描量熱法(DSC)掃描35/65重量n/。的光漆/HDPE共混物的結(jié)果；及圖8顯示差示掃描量熱法(DSC)掃描35/65重量。/。的光漆/PMMA共混物的結(jié)果。具體實(shí)施方式本發(fā)明提供有色不溶混聚合物共混物，其形成需采用油漆作為一種聚合物組分。根據(jù)本發(fā)明的一種不溶混聚合物共混物包括第一聚合物組分和第二聚合物組分，第一聚合物組分包括油漆聚合物相，第二聚合物組分與第一聚合物組分不溶混，由聚烯烴和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)組成。第一聚合物組分包括油漆聚合物相，優(yōu)選源自水性漆、油性漆或溶劑型漆，優(yōu)選地，該油漆是收集自垃圾處理場(chǎng)或直接來自零售商或消費(fèi)者提供的無用油漆。油漆是以液態(tài)或干燥態(tài)的形式收集的。在一個(gè)實(shí)施例中，油漆是以液態(tài)形式收集，并與液態(tài)的第二不溶混聚合物組分共混。在另一個(gè)實(shí)施例中，油漆是以液態(tài)形式收集，并在與第二不溶混聚合物組分熔融共混前進(jìn)行干燥處理，降低水分、油和/或溶劑含量。在一個(gè)實(shí)施例中，第一聚合物組分是乳膠漆聚合物相，優(yōu)選源自平乳膠漆或光乳膠漆。本文使用的術(shù)語"光漆"和"光乳膠漆"包括半光漆和高光漆。油漆的聚合物相通常是由一種或多種包括丙烯酸酯、丙烯酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸苯乙烯、聚脲、環(huán)氧樹脂、氯丁橡膠、聚酯和醇酸聚酯的聚合物形成，優(yōu)選是含有丙烯酸酯和/或聚酯聚合物。在與不溶混聚合物組分共混之前，油漆聚合物相可與另一種易溶混聚合物共混。易溶混共混物的實(shí)例包括聚苯乙烯/聚苯醚和聚碳酸酯/丙烯腈丁二稀苯乙稀o油漆聚合物相與第二不溶混聚合物組分共混以形成本發(fā)明的不溶混聚合物共混物。第二聚合物組分是聚烯烴和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。示例性的聚烯烴包括聚乙烯和聚丙烯。優(yōu)選地，第二聚合物組分是選自PMMA和高密度聚乙烯(HDPE)。尤其是光漆和PMMA的乳膠漆聚合物相。一個(gè)實(shí)施例包括油漆/第二聚合物組分共混比選自20/80、30〃0和35/65，其中優(yōu)選比例是35/65。在一個(gè)實(shí)施例中，第二聚合物組分包括約65和約80重量％的PMMA或HDPE。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一聚合物組分包括約65重量％的PMMA。本發(fā)明還介紹了由聚合物共混物形成的物質(zhì)。適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)包括通常由聚烯烴或PMMA形成的物質(zhì)。例如，PMMA的一種典型用途是代替玻璃的抗壓替代物。示例性HDPE物質(zhì)包括包裝物，優(yōu)選為容器、貨物包、收縮薄膜、購(gòu)物袋和工業(yè)用襯墊。本發(fā)明還包括一種回收油漆的方法，通過共混包括油漆聚合物相的第一聚合物組分和與第一聚合物組分不溶混且組成為聚烯烴和聚甲基丙烯酸甲酯的第二聚合物組分。在第一個(gè)實(shí)施例中，第一聚合物組分和第二不溶混混合物組分在共混前都是液態(tài)的。另一個(gè)實(shí)施例包括在將其與第二不溶混聚合物組分結(jié)合前降低油漆聚合物相的水分、油和/或溶劑含量。例如，油漆聚合物相的水分、油和/或溶劑含量可通過對(duì)第一聚合物組分/第二不溶混聚合物組分共混物加熱和/或抽真空來去除。用于降低油漆聚合物相的水分、油和/或溶劑含量的示例性設(shè)備包括如美國(guó)新澤西州阿倫戴爾賴斯特里茲(Leistritz)公司生產(chǎn)的雙螺桿擠壓機(jī)，和油漆液化機(jī)。在一個(gè)實(shí)施例中，第一聚合物組分和第二不溶混聚合物組分都是液態(tài)，擠壓前在雙螺桿擠壓機(jī)中共混。另一個(gè)實(shí)施例包括用聚合物共混物形成一種物質(zhì)的步驟。在一個(gè)實(shí)施例中，形成步驟包括噴塑、吹塑、熱塑、轉(zhuǎn)塑或擠塑。另一個(gè)實(shí)施例包括根據(jù)本發(fā)明方法形成的物質(zhì)。下文介紹的非限制性實(shí)例展示了本發(fā)明的某些方面。實(shí)例實(shí)例1:油漆制備和分析收集十三罐已使用的油漆，根據(jù)光漆含量分類，標(biāo)上光漆或平漆。高光和半光漆都分類為光，平漆標(biāo)為平。從每罐中取出小量的樣本，稱重，五天后再次稱重，以測(cè)定質(zhì)量變化。在預(yù)備實(shí)驗(yàn)之后，將光漆和平漆的樣本都倒入25X55cm的特氟綸烘培板，在室溫條件下隔夜干燥，目的是在表面形成薄層或固體層，將其放在85°C精確機(jī)械化對(duì)流烘箱中12小時(shí)。每個(gè)樣本都重復(fù)這12小時(shí)直到油漆可以從盤上干凈地剝離?？偢稍飼r(shí)間是隨光漆含量而定。平漆的總干燥時(shí)間是3-4天，而光漆的總干燥時(shí)間是5-7天。將所得光漆固體板切成10個(gè)5X9cm矩形樣品，并標(biāo)上A-J。記錄矩形樣品的初始質(zhì)量。將樣品在85。C烘箱(飛世爾科學(xué)IsotempOven)中再次干燥24個(gè)小時(shí)，并在每次干燥后記錄質(zhì)量。干燥樣品直到每次后的質(zhì)量變化可忽略不計(jì)為止。測(cè)量樣品的長(zhǎng)寬高，并計(jì)算其密度。測(cè)定光漆和平漆的平均重量損失的預(yù)備研究得到光漆的平均質(zhì)量損失是48.2%，平漆的平均質(zhì)量損失是47.0%。表1顯示在干燥五天后收集的13份油漆樣品的質(zhì)量損失。雖然里面只有三份平漆樣品，但我們假設(shè)平漆的質(zhì)量損失百分比應(yīng)該比光漆低，因?yàn)槠狡嶂泻懈叩奶沾珊?。表l5天干燥時(shí)間后的重量損失百分比<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2顯示10個(gè)光漆樣品計(jì)算出的密度，標(biāo)以A-J。光漆樣品的平均密度是1.45g/cm3。圖1描述了質(zhì)量損失作為兩個(gè)樣品A和B干燥時(shí)間(超過180小時(shí))的函數(shù)。根據(jù)預(yù)計(jì)，曲線按照一定下降率下降，直到其下降量變小且重量變化可以忽略為止。表2經(jīng)干燥光漆的密度<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實(shí)例2:制備并分析聚合物共混物第二階段的實(shí)驗(yàn)涉及不同組分的干燥固體乳膠漆與HDPE或PMMA共混，以制得油漆/聚合物共混物。制備組合物重量百分比為20/80、30/70和35/65的平漆/HDPE、光漆/HDPE、平漆/PMMA和光漆/PMMA，以及100%的HDPE和100%的PMMA。用Brabender轉(zhuǎn)矩流變擠壓器將這些混合物進(jìn)行共擠壓處理，溫度為180°C，轉(zhuǎn)速為50RPM。經(jīng)冷卻后，將擠壓物放在Nelmor研磨器中。將每種共混物用NegriBossiV55-200噴塑機(jī)在205°C噴塑成可拉伸的樣品。用MTSQTest/25EliteController根據(jù)ASTMD638測(cè)定拉伸機(jī)械屬性。計(jì)算出模量、極限應(yīng)力和斷裂狀態(tài)下的張力百分比。每種組合物都報(bào)告五個(gè)樣品的平均結(jié)果。用TAInstrumentsQ1000差示掃描熱量計(jì)的調(diào)制DSC模式(MDSC)，在干燥氮?dú)庀聹y(cè)定熱力學(xué)屬性。將35/65光漆/HDPE和35/65光漆/PMMA的大約8mg樣品的封裝在標(biāo)準(zhǔn)鋁鍋中，巻邊密封。按照3。C/分鐘，DSC掃描每個(gè)樣品，同時(shí)在2。C下每40秒同時(shí)調(diào)制。光漆/HDPE樣品在-20—200。C的溫度范圍內(nèi)掃描，光漆/PMMA樣品在-20—160。C的溫度范圍內(nèi)掃描。每個(gè)樣品都在相應(yīng)的溫度范圍內(nèi)加熱、冷卻，并再加熱。表3顯示光漆/HDPE、平漆/HDPE、光漆/PMMA和平漆/PMMA平漆/聚合物共混物的平均拉伸機(jī)械屬性(模量、極限應(yīng)力和斷裂時(shí)張力)。雖然并不是所有的樣品都發(fā)生斷裂，但還是要報(bào)告斷裂時(shí)的張力，這些數(shù)值顯示了測(cè)試終止前最大張力百分比。五個(gè)在100。/。HDPE、光漆/HDPE、平漆/HDPE和光漆/PMMA中測(cè)試的樣品都沒有出現(xiàn)斷裂。但是，對(duì)于平漆/PMMA混合物來說，35/65n/。平漆/PMMA混合物五個(gè)樣品都沒有斷裂，而30/70%和20/80。/。平漆/PMMA組成的若干個(gè)樣品都斷裂了。對(duì)于100%PMMA混合物來說，所有五個(gè)測(cè)試的樣品都斷裂了。光漆/PMMA共混物在斷裂時(shí)比純PMMA的張力百分比更高。表3光漆和平漆/HDPE聚合物共混物和光漆與平漆/PMMA聚合物共混物在不同組成下的平均拉伸屬性樣品模量(MPa)極限應(yīng)力(MPa)斷裂時(shí)應(yīng)力(％)0/100%光漆/HDPE72014.56.0+20/80%光漆/HDPE85018.311.0<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>圖2、圖3分別用圖描述了光漆/HDPE和平漆/HDPE共混物和光漆/PMMA和平漆/PMMA共混物的拉伸模量作為油漆含量的函數(shù)對(duì)比。100%HDPE(720MPa)的模量(720MPa)隨著加入20%的平漆或光漆劇增，但隨后降低回720MPa。增加35%的平漆，模量降低到720MPa以下。如圖3所示，PMMA加入無論多少平漆，都會(huì)使得模量增加，超過100%PMMA的模量(3480MPa)。然而，光漆的作用相反，無論加入多少光漆，模量會(huì)低于3480MPa。圖4用圖描述了光漆/HDPE和平漆/HDPE共混物和光漆/PMMA和平漆/PMMA共混物的極限拉伸強(qiáng)度作為油漆含量的函數(shù)對(duì)比。隨著純HDPE加入光漆，極限拉伸強(qiáng)度從14.5MPa開始增加，但加入平漆的話，強(qiáng)度大體保持不變。PMMA的極限強(qiáng)度隨著加入光漆，從65.0MPa開始線性下降，加入平漆的話，大體線性下降。圖5、圖6分別用圖描述了光漆和平漆/HDPE和油漆/PMMA共混物的應(yīng)力-張力曲線。光漆和平漆/HDPE共混物與純HDPE的模式類似。這一結(jié)果表明油漆/HDPE共混物在某些用途中可取代HDPE。但是，光漆和平漆/PMMA共混物的粗糙值大幅上升，這在張力失效所限制的應(yīng)力-張力曲線下區(qū)域很明顯。油漆/PMMA共混物增加的粗糙度是一個(gè)令人吃驚的結(jié)果，其為純PMMA提供了一種改良替代品。圖7和圖8分別展示了差示掃描量熱法(DSC)掃描的35/65重量y。光漆/HDPE和光漆/PMMA。總熱流和反熱流導(dǎo)數(shù)是對(duì)應(yīng)于兩個(gè)樣品的溫度變化。圖6中，光漆/HDPE樣品，油漆組分的玻璃轉(zhuǎn)變發(fā)生在14°C，HDPE組分的熔融轉(zhuǎn)變發(fā)生在約129°C。在圖7中，光漆/PMMA樣本，油漆組分的玻璃轉(zhuǎn)變發(fā)生在14°C，PMMA組分的玻璃轉(zhuǎn)變發(fā)生在大約104°C。上述例子和優(yōu)選實(shí)施例的描述應(yīng)當(dāng)看作是闡述的作用，而不是限制本發(fā)明。一般來說很容易了解，可以運(yùn)用上述特征的變化和組合，而不悖離權(quán)利要求書規(guī)定的本
發(fā)明內(nèi)容。不能將這些變化視作違背了本發(fā)明的創(chuàng)新性和內(nèi)容實(shí)質(zhì)，而應(yīng)該包括在下述權(quán)利要求書的范圍中。1權(quán)利要求1.一種不溶混聚合物共混物，其包括(a)包括油漆聚合物相的第一聚合物組分，和(b)與該第一聚合物組分不溶混且組成為聚烯烴和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的第二聚合物組分。2.如權(quán)利要求1所述的共混物，其中所述油漆包括水性漆、油性漆和溶劑型漆。3.如權(quán)利要求2所述的共混物，其中所述水性漆是乳膠漆。4.如權(quán)利要求3所述的共混物，其中所述乳膠漆包括平漆和光漆。5.如權(quán)利要求1所述的共混物，其中所述聚烯烴是高密度聚乙烯(HDPE)。6.如權(quán)利要求3所述的共混物，其中所述乳膠漆是光漆，且所述第二聚合物組分是PMMA。7.如權(quán)利要求5所述的共混物，其中所述第二聚合物組分包括約65至約80重量百分比的PMMA。8.如權(quán)利要求7所述的共混物，其中所述第二聚合物組分包括約65重量百分比的PMMA。9.如權(quán)利要求5所述的共混物，其中所述第二聚合物組分包括約65至約80重量百分比的HDPE。10.如權(quán)利要求1所述的共混物，其中所述第一聚合物組分進(jìn)一步包括與所述油漆聚合物相溶混的聚合物。11.如權(quán)利要求1所述的共混物，其中所述第一聚合物組分由乳膠漆聚合物相構(gòu)成。12.如權(quán)利要求1所述的共混物，其中所述油漆聚合物相包括丙烯酸酯、丙烯酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸苯乙烯、聚脲、環(huán)氧樹脂、氯丁橡膠、醇酸聚酯或其組合。13.—種回收油漆的方法，所述方法包括共混(a)包括油漆聚合物相的第一聚合物組分，與(b)與該第一聚合物組分不溶混且選自聚烯烴和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的第二聚合物組分。14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述第一聚合物組分和所述第二聚合物組分在共混之前都是液態(tài)。15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述油漆包括水性漆、油性漆和溶劑型漆。16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述水性漆是乳膠漆。17.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述聚烯烴是高密度聚乙烯(HDPE)。18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述乳膠漆包括平漆、半光漆和光漆。19.如權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括用該聚合物共混物形成物質(zhì)。20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述形成步驟包括噴塑、吹塑、熱塑、轉(zhuǎn)塑或擠塑。21.—種物質(zhì)，包括如權(quán)利要求1所述的聚合物共混物。22.如權(quán)利要求21所述的物質(zhì)，其中所述物質(zhì)由玻璃和包裝材料等抗壓替代品組成。23.如權(quán)利要求22所述的物質(zhì)，其中所述包裝材料包括容器、貨物包、收縮薄膜、購(gòu)物袋和工業(yè)用襯墊。24.—種用如權(quán)利要求13所述的方法形成的物質(zhì)。25.如權(quán)利要求24所述的物質(zhì)，其中所述物質(zhì)是由玻璃和包裝材料等抗壓替代品組成。26.如權(quán)利要求25所述的物質(zhì)，其中所述包裝材料包括容器、貨物包、收縮薄膜、購(gòu)物袋和工業(yè)用襯墊。全文摘要本發(fā)明是關(guān)于一種不溶混聚合物共混物，其包括第一聚合物組分和第二聚合物組分，第一聚合物組分包括油漆聚合物相，第二聚合物組分與第一聚合物組分不溶混，而且是選自聚烯烴和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。本發(fā)明還介紹了通過共混包括油漆聚合物相的第一聚合物組分和與第一聚合物組分不溶混且選自聚烯烴和聚甲基丙烯酸甲酯的第二聚合物組分來回收油漆的方法。文檔編號(hào)C08F120/18GK101326202SQ200680046366公開日2008年12月17日申請(qǐng)日期2006年12月11日優(yōu)先權(quán)日2005年12月9日發(fā)明者湯姆斯·J·諾斯科,理查德·萊曼,羅伯特·哈米爾,詹尼弗·林奇申請(qǐng)人:魯特格斯州立大學(xué)