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BE1031480B1 - RECYCLED POLYETHYLENE COMPOSITIONS WITH IMPROVED PROPERTIES AND A PROCESS FOR PREPARING THEM - Google Patents

RECYCLED POLYETHYLENE COMPOSITIONS WITH IMPROVED PROPERTIES AND A PROCESS FOR PREPARING THEM Download PDF

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BE1031480B1
BE1031480B1 BE20230092A BE202300092A BE1031480B1 BE 1031480 B1 BE1031480 B1 BE 1031480B1 BE 20230092 A BE20230092 A BE 20230092A BE 202300092 A BE202300092 A BE 202300092A BE 1031480 B1 BE1031480 B1 BE 1031480B1
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BE
Belgium
Prior art keywords
recycled
weight
pla
polyethylene
hdpe
Prior art date
Application number
BE20230092A
Other languages
French (fr)
Inventor
Guy Debras
Original Assignee
Eloy Water Group
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Eloy Water Group filed Critical Eloy Water Group
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/20Recycled plastic

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Abstract

L'invention se rapporte à une composition de matériau à propriétés mécaniques améliorées caractérisé en ce qu'elle consiste en : (a) une quantité >50% de polyéthylène recyclé choisi parmi le HDPE recyclé, le LLDPE recyclé et leurs mélanges et (b) une quantité < 50% de PLA choisi parmi le PLA vierge, le PLA recyclé, mécaniquement et leurs mélanges sans qu'il y ait un ajout sous quelque forme que ce soit d'une résine de polyéthylène vierge.The invention relates to a material composition with improved mechanical properties, characterized in that it consists of: (a) a quantity >50% of recycled polyethylene chosen from recycled HDPE, recycled LLDPE and their mixtures and (b) a quantity <50% of PLA chosen from virgin PLA, mechanically recycled PLA and their mixtures without there being an addition in any form whatsoever of a virgin polyethylene resin.

Description

COMPOSITIONS DE POLYETHYLENES RECYCLES AUX PROPRIETESCOMPOSITIONS OF RECYCLED POLYETHYLENE WITH PROPERTIES

AMELIOREES AINSI QU’UN PROCEDE POUR LES PREPARERIMPROVED AND A PROCESS FOR PREPARING THEM

DOMAINE DE L’INVENTIONFIELD OF THE INVENTION

Depuis plusieurs années on note un engouement pour traiter les questions environnementales et par voie de conséquence on se focalise sur l’utilisation de polymères issus de ressources renouvelables, comme l'acide polylactigque (PLA), plutôt que des polymères issus du pétrole.For several years, there has been a growing interest in addressing environmental issues and, as a result, there has been a focus on using polymers from renewable resources, such as polylactide acid (PLA), rather than polymers from petroleum.

On note également un intérêt certain pour l’utilisation de polymère recyclé.There is also a definite interest in the use of recycled polymer.

Mais il est également bien connu que les propriétés mécaniques du PLA sont faibles et leur amélioration passe notamment dans leur mélange avec des polyoléfines comme le polyéthylène ou le polypropylène.But it is also well known that the mechanical properties of PLA are poor and their improvement is achieved in particular by mixing them with polyolefins such as polyethylene or polypropylene.

Compte tenu de l’utilisation de plus en plus importante de polymères recyclés, la présente invention se rapporte d’abord à la préparation de matériaux constitués de mélanges contenant duGiven the increasing use of recycled polymers, the present invention relates firstly to the preparation of materials consisting of mixtures containing

PLA et des polyoléfines recycléesPLA and recycled polyolefins

En particulier la présente invention se rapporte plus particulièrement à des matériaux constitués par des mélanges comprenant des polyéthylènes recyclés avec du PLA, recyclé ou pas.In particular, the present invention relates more particularly to materials consisting of mixtures comprising recycled polyethylenes with PLA, recycled or not.

Il est bien entendu que l'invention concerne aussi le procédé pour préparer ces mélanges ainsi que les procédés pour mouler des objets avec ces mélanges, notamment par extrusion, soufflage,thermoformage, injection ou par rotomoulage.It is understood that the invention also relates to the process for preparing these mixtures as well as the processes for molding objects with these mixtures, in particular by extrusion, blowing, thermoforming, injection or by rotational molding.

Dans le cadre de la présente invention, il faut rappeler qu’ il est également bien connu que certaines propriétés mécaniques du PLA sont plus faibles que celles du polyéthylène vierge ou recyclé, alors que par contre le PLA est plus rigide, présente une excellente stabilité dimensionnelle et un retrait faible, tout en ayant une surface brillante. On peut même dire qu’en les mélangeant, ils peuvent s’améliorer l’un l’autre et devenir complémentaires.In the context of the present invention, it should be recalled that it is also well known that some mechanical properties of PLA are weaker than those of virgin or recycled polyethylene, while on the other hand PLA is more rigid, has excellent dimensional stability and low shrinkage, while having a glossy surface. It can even be said that by mixing them, they can improve each other and become complementary.

Compte tenu de la conjoncture actuelle, on peut aisément dire qu’il existe un besoin pour utiliser de nouveaux matériaux contenant du PLA et des résines de polyéthylène recyclé afin d’obtenir des objets bénéficiant des propriétés des deux types de résines.Given the current situation, it can easily be said that there is a need to use new materials containing PLA and recycled polyethylene resins in order to obtain objects benefiting from the properties of both types of resins.

Afin de palier les défauts de l’utilisation du polyéthylène ou du PLA lorsqu’ils sont utilisés seuls, la présente invention se rapporte à la préparation de matériaux composés majoritairement deIn order to overcome the shortcomings of using polyethylene or PLA when used alone, the present invention relates to the preparation of materials composed mainly of

HDPE et LLDPE recyclé et minoritairement de PLA, dont les propriétés du nouveau matériau sont améliorées.Recycled HDPE and LLDPE and a minority of PLA, the properties of the new material are improved.

> BE2023/0092> BE2023/0092

ETAT ANTERIEUR DU DOMAINE DE L’INVENTIONPRIOR STATE OF THE FIELD OF THE INVENTION

On connaît déjà des mélanges de PLA avec des polyoléfines en présence d’un compatibilisant comme décrit dans le brevet EP 1777263 ou encore dans le brevetMixtures of PLA with polyolefins in the presence of a compatibilizer are already known as described in patent EP 1777263 or in patent

US 2005/0192405, mais dans ces documents seules des résines vierges sont utilisées.US 2005/0192405, but in these documents only virgin resins are used.

On sait qu’il existe des mélanges similaires préparés à partir de polymères polyéthylène et PLA vierges, mais la présente invention a pour objectif d’obtenir avec les polymères recyclés des propriétés mécaniques et physiques au moins équivalentes sinon améliorées par rapport à celles obtenues avec les résines vierges.It is known that there are similar blends prepared from virgin polyethylene and PLA polymers, but the present invention aims to obtain with recycled polymers mechanical and physical properties at least equivalent if not improved compared to those obtained with virgin resins.

On a également relevé un article mentionnant des mélanges 90-10 en poids de PLA avec duThere was also an article mentioning 90-10 blends by weight of PLA with

HDPE recyclé mais sans que cela apporte une amélioration des propriétés, au contraire on mentionne une réduction drastique des propriétés mécaniques de l’ordre de 50%.Recycled HDPE but without this bringing an improvement in the properties, on the contrary a drastic reduction in the mechanical properties of the order of 50% is mentioned.

Il existe donc un besoin pour développer des matériaux constitués de résines polyéthylène notamment à haute , moyenne et basse densité et recyclé, et de PLA.There is therefore a need to develop materials made from polyethylene resins, particularly high, medium and low density and recycled, and PLA.

Un objet de la présente invention est de préparer des mélanges contenant minoritairement duAn object of the present invention is to prepare mixtures containing a minor amount of

PLA et majoritairement du polyéthylène recyclé choisi parmi le HDPE recyclé et le LLDPE recyclé, sans aucune perte de propriétés mécaniques par rapport à celles des mélanges effectués avec des résines PE vierges.PLA and mainly recycled polyethylene chosen from recycled HDPE and recycled LLDPE, without any loss of mechanical properties compared to those of blends made with virgin PE resins.

Un autre objet de de l’invention consiste en un matériau contenant du polyéthylène recyclé et duAnother object of the invention consists of a material containing recycled polyethylene and

PLA recyclé ou non, dans le lequel on n’ajoute pas de résine polyéthylène vierge.Recycled PLA or not, in which no virgin polyethylene resin is added.

Un autre objet de l’invention est d’utiliser comme résine polyéthylène recyclé, un mélange deAnother object of the invention is to use as recycled polyethylene resin a mixture of

HDPE et de LLDPE.HDPE and LLDPE.

Un autre objet de l’invention est de développer un procédé pour obtenir ces matériaux.Another object of the invention is to develop a process for obtaining these materials.

Un autre objet encore de la présente invention consiste à utiliser ces matériaux pour mouler des objets, notamment des cuves, soit par injection, soit par rotomoulage.Yet another object of the present invention is to use these materials to mold objects, in particular tanks, either by injection or by rotational molding.

La Demanderesse a maintenant trouvé que l’on pouvait palier aux inconvénients mentionnés ci- dessus en préparant un matériau consistant en : (a) une quantité >50% en poids d’un mélange de polyéthylène HDPF recyclé et de polyéthylène LLDPE recyclé et (b) d’une quantité < 50% en poids de PLA recyclé ou non.Le polyéthylène de type recyclé se présente de préférence sous la forme d’un mélange de HDPE recyclé ayant un MI2 compris entre 4 et 12g/10° et une densité > ou=à0,955 avec du LLDPE recyclé ayant un M2 < ou = à 2,5 g/10° et préférentiellement < ou = à 1g/10° et une densité comprise entre 0.915 et 0,935 g/cc dans un rapport pondéral variant entre 70/30 et 30/70 et préférentiellement entre 60/40 et 40/60.The Applicant has now found that the above-mentioned drawbacks can be overcome by preparing a material consisting of: (a) a quantity >50% by weight of a mixture of recycled HDPF polyethylene and recycled LLDPE polyethylene and (b) a quantity <50% by weight of recycled or non-recycled PLA. The recycled type polyethylene is preferably in the form of a mixture of recycled HDPE having an MI2 of between 4 and 12g/10° and a density > or = 0.955 with recycled LLDPE having an M2 < or = 2.5 g/10° and preferably < or = 1g/10° and a density of between 0.915 and 0.935 g/cc in a weight ratio varying between 70/30 and 30/70 and preferably between 60/40 and 40/60.

Le HDPE et le LLDPE recyclés et leurs mélanges peuvent être monomodal ou bimodal.Recycled HDPE and LLDPE and their blends can be monomodal or bimodal.

Le PLA, recyclé ou pas possède plus de 96% d’isomère -L- et moins de 4% d’isomère -D-et un MFI compris entre 4 et 30g/10”.PLA, recycled or not, has more than 96% of the -L- isomer and less than 4% of the -D- isomer and an MFI between 4 and 30g/10”.

Le matériau de l’invention peut être additivé lors de sa préparation par un agent compatibilisant à raison de 0,2 à 5% en poids, de préférence de 0.5 à 2% en poids sur base du poids du matériau.The material of the invention may be added during its preparation with a compatibilizing agent at a rate of 0.2 to 5% by weight, preferably 0.5 to 2% by weight based on the weight of the material.

On peut préparer un tel matériau en extrudant, à une température comprise entre 150°C et 260°C, un mélange de polyéthylène recyclé, de préférence bimodal , et de PLA recyclé ou non. La quantité de polyéthylène recyclé représente une quantité de plus de 50% en poids du matériau et est constitué par du HDPE recyclé et du LLDPE recyclé avec une quantité de moins de 50 % en poids de PLA , de préférence comprise entre 0,1 et 45%, plus préférentiellement entre 3 et 40% et plus préférentiellement encore comprise entre 5 et 30% de PLA, ce dernier ayant au moins 96% d’isomère -L- et un MFI compris entre 4 et 30g/10°Such a material can be prepared by extruding, at a temperature between 150°C and 260°C, a mixture of recycled polyethylene, preferably bimodal, and recycled or non-recycled PLA. The amount of recycled polyethylene represents an amount of more than 50% by weight of the material and is constituted by recycled HDPE and recycled LLDPE with an amount of less than 50% by weight of PLA, preferably between 0.1 and 45%, more preferably between 3 and 40% and even more preferably between 5 and 30% of PLA, the latter having at least 96% of -L- isomer and an MFI between 4 and 30g/10°

La Demanderesse a également trouvé que lors de l’extrusion on pouvait ajouter de 0,2 à 5% d’un agent compatibilisant bien connu de l’homme de l’art.The Applicant has also found that during extrusion it is possible to add from 0.2 to 5% of a compatibilizing agent well known to those skilled in the art.

Selon le mode de préparation du matériau de l’invention, il n’y a aucun ajout de résine polyéthylène vierge, sous quelque forme que ce soit.According to the method of preparation of the material of the invention, there is no addition of virgin polyethylene resin, in any form whatsoever.

Dans le cadre de la présente invention le terme « polymère recyclé » signifie les déchets de polymères post-consommation ou post-industriel et non un produit résultant d’une dépolymérisation de ces polymères pour en recouvrer les monomères de base.For the purposes of the present invention, the term "recycled polymer" means post-consumer or post-industrial polymer waste and not a product resulting from a depolymerization of these polymers to recover the basic monomers.

DESCRIPTIONDESCRIPTION

Le premier élément du matériau de l’invention est constitué par du HDPE haute densité recyclé, provenant de déchets de production comme par exemple d'objets moulés par injection ou encore du HDPE provenant de la post-consommation. 5 Ce HDPE recyclé appelé HDPE(1) possède un MI2 compris entre 2 et 14 g/10° préférentiellement entre 4 et 12 g/10° et une densité > 0,953 g/cc et préférentiellement supérieure à 0.955 g/ccThe first element of the material of the invention consists of recycled high-density HDPE, originating from production waste such as injection-molded objects or HDPE originating from post-consumer waste. 5 This recycled HDPE, called HDPE(1), has an MI2 of between 2 and 14 g/10°, preferably between 4 and 12 g/10° and a density > 0.953 g/cc and preferably greater than 0.955 g/cc

Ce mélange peut aussi comprendre un second polyéthylène recyclé de type LLDPE provenant de déchets de production ou post-industriel comme par exemple du film et appelé LLDPE(2) celui- ciayant un MI2 < ou = à 2,5 g/10 “ de préférence < ou= à 1,0 g/10° et une densité comprise entre 0.910 et 0.940 g/cc et préférentiellement entre 0,915 et 0,935 g/ccThis mixture may also include a second recycled polyethylene of the LLDPE type originating from production or post-industrial waste such as film and called LLDPE(2), the latter having an MI2 < or = 2.5 g/10 “, preferably < or = 1.0 g/10° and a density of between 0.910 and 0.940 g/cc and preferably between 0.915 and 0.935 g/cc

Selon la présente invention le HDPE(1) est choisi le plus souvent dans le groupe comprenant les déchets de production d’objets moulés par injection ou encore du HDPE provenant de la post- consommation et autres analogues. D’autre part, en ce qui concerne le LLDPE(2) il est le plus souvent choisi dans le groupe comprenant les déchets de production de film ou de la post- consommation et autres analoguesAccording to the present invention, HDPE(1) is most often selected from the group comprising injection-molded object production waste or post-consumer HDPE and the like. On the other hand, as regards LLDPE(2), it is most often selected from the group comprising film production waste or post-consumer HDPE and the like.

Ces deux grades de polyéthylène respectivement le HDPE (1) recyclé et le LLDPE(2) recyclé sont obtenus par des procédés de polymérisation bien connus dans l’état de la technique tout en utilisant des catalyseurs choisis indifféremment entre chrome, Ziegler-Natta ou métallocèneThese two grades of polyethylene, respectively recycled HDPE (1) and recycled LLDPE (2), are obtained by polymerization processes well known in the state of the art while using catalysts chosen indifferently between chromium, Ziegler-Natta or metallocene.

Le rapport pondéral entre le HDPE (1) et le LLDPE(2) est généralement compris entre 70/30 et 30/70, de préférence entre 60/40 et 40/60. Le matériau de l’invention contient également moins de 50 % et de préférence entre 0,1 et 45%, plus préférentiellement entre 3 et 40% et plus préférentiellement encore entre 5 et 30 % en poids, basé sur le poids total du matériau, d’un PLA ayant au moins 96% d’isomère -L- et un MFI. compris entre 4 et 30g/10”The weight ratio between HDPE (1) and LLDPE (2) is generally between 70/30 and 30/70, preferably between 60/40 and 40/60. The material of the invention also contains less than 50% and preferably between 0.1 and 45%, more preferably between 3 and 40% and even more preferably between 5 and 30% by weight, based on the total weight of the material, of a PLA having at least 96% of the -L- isomer and an MFI of between 4 and 30g/10”

Lors de la préparation du mélange final on peut ajouter lors de l’extrusion de 0,2 à 5%, de préférence de 0.5 à 2% d’un agent compatibilisant bien connu de l’homme de l’art.When preparing the final mixture, 0.2 to 5%, preferably 0.5 to 2%, of a compatibilizing agent well known to those skilled in the art can be added during extrusion.

Le polyéthylène recyclé, aussi bien le HDPE(1) que le LLDPE(2), utilisé dans les compositions de l’invention est obtenu par polymérisation d’éthylène éventuellement avec un co-monomère choisi parmi les alpha-oléfines ayant de 3 à 10 atomes de carbone. Le polyéthylène HDPE(1) a une densité > à 0,953 et de préférence > à 0,955 g/ccThe recycled polyethylene, both HDPE(1) and LLDPE(2), used in the compositions of the invention is obtained by polymerization of ethylene optionally with a co-monomer chosen from alpha-olefins having from 3 to 10 carbon atoms. The HDPE(1) polyethylene has a density > 0.953 and preferably > 0.955 g/cc

La polymérisation s’effectue selon l’un ou l’autre procédé usuel bien connu, en présence d’un catalyseur qui peut être du chrome, un catalyseur Ziegler Natta ou encore un catalyseurThe polymerization is carried out according to one or other well-known standard process, in the presence of a catalyst which can be chromium, a Ziegler Natta catalyst or a catalyst

° BE2023/0092 métallocène.. Le polymère recyclé de l’invention provient soit des déchets de production lors de la production du polymère ou notamment de la production d’objets moulés par injection ou extrudés sous forme de film ou encore d’une post-consommation.° BE2023/0092 metallocene. The recycled polymer of the invention comes either from production waste during the production of the polymer or in particular from the production of injection-molded or extruded objects in the form of film or from post-consumption.

Le polyéthylène LLDPE(2) recyclé faisant partie de la composition de l’invention a une densité comprise entre 0,915 à 0,935 g/cc s’il est préparé avec un catalyseur Ziegler-Natta ou métallocèneThe recycled LLDPE(2) polyethylene forming part of the composition of the invention has a density of between 0.915 and 0.935 g/cc if it is prepared with a Ziegler-Natta or metallocene catalyst.

Pour préparer le matériau de la présente invention on utilise un mélange pondéral entre 70/30 et 30/70 et , de préférence entre 60/40 et 40/60 de HDPE recyclé/ LLDPE recyclé.To prepare the material of the present invention, a weight mixture of between 70/30 and 30/70 and, preferably, between 60/40 and 40/60 of recycled HDPE/recycled LLDPE is used.

Dans le matériau de l’invention, la quantité de polyéthylène recyclé est supérieure à 50 % et de préférence comprise entre 70 et 95% en poids.In the material of the invention, the amount of recycled polyethylene is greater than 50% and preferably between 70 and 95% by weight.

Bien que l’on puisse utiliser dans les compositions de l’invention du polyéthylène recyclé de type monomodal, on préfère cependant utilisé du polyéthylène recyclé de type bimodalAlthough monomodal recycled polyethylene can be used in the compositions of the invention, it is preferred to use bimodal recycled polyethylene.

Le PLA est un polymère de l’acide lactique, ce monomère provenant d’une source naturelle renouvelable. Ce polymère peut être obtenu par des procédés bien connus de l’homme de l’art comme notamment décrit dans le brevet US 7488783 comprenant une oligomérisation de l’acide lactique et ensuite sa conversion en lactide qui est finalement polymérisé en polylactide ou PLA.PLA is a polymer of lactic acid, this monomer coming from a renewable natural source. This polymer can be obtained by processes well known to those skilled in the art as notably described in US patent 7488783 comprising an oligomerization of lactic acid and then its conversion into lactide which is finally polymerized into polylactide or PLA.

Le PLA vierge ou recyclé lors de sa production, ou de son utilisation lors de sa transformation en objets préparés au départ de PLA ou encore provenant de la post consommation de PLA est formé de plus de 96% d’isomère -L- et possède un MFI compris entre 4 et 30g/10°.Virgin or recycled PLA during its production, or its use during its transformation into objects prepared from PLA or even coming from the post-consumption of PLA is formed of more than 96% of the -L- isomer and has an MFI between 4 and 30g/10°.

Dans le matériau de l’invention la quantité de PLA vierge ou recyclé présente est inférieure à 50% en poids, de préférence comprise entre 3 et 40% en poids et plus préférentiellement entre 5 et 30 % en poids.In the material of the invention, the quantity of virgin or recycled PLA present is less than 50% by weight, preferably between 3 and 40% by weight and more preferably between 5 and 30% by weight.

Dans le cadre de la préparation du matériau de l’invention, il est parfaitement connu que les résines polyéthylène recyclé ou pas sont difficilement miscibles avec des résines PLA recyclé ou pas.In the context of the preparation of the material of the invention, it is perfectly known that recycled or non-recycled polyethylene resins are difficult to mix with recycled or non-recycled PLA resins.

A cet effet il est bien connu d’ajouter lors de la préparation du matériau des agents compatibilisants comme notamment des co- ou terpolymères blocs ou greffés.For this purpose, it is well known to add compatibilizing agents during the preparation of the material, such as block or graft co- or terpolymers.

À titre d’exemples de tels agents on peut citer des copolymères éthylene-acide acrylique des copolymères éthylène/glycidyle méthacrylate, des terpolymères éthylène méthacrylate/glycidyle méthacrylate, des polyoléfines élastomériques greffes avec le glycidyle méthacrylate, de copolymères éthylène/ vinyle acétate ou encore des polyéthylène greffés avec de l’acide maléique.Examples of such agents include ethylene-acrylic acid copolymers, ethylene/glycidyl methacrylate copolymers, ethylene methacrylate/glycidyl methacrylate terpolymers, elastomeric polyolefins grafted with glycidyl methacrylate, ethylene/vinyl acetate copolymers or polyethylene grafted with maleic acid.

7 BE2023/00927 BE2023/0092

Ces agents de compatibilisation sont ajoutés lors de l’extrusion du polyéthylène recyclé et duThese compatibilizers are added during the extrusion of recycled polyethylene and

PLA, recyclé ou pas, à raison de 0.2 à 5 %, et de préférence de 0.5 à 2% en poids par rapport au poids du matériau.PLA, recycled or not, at a rate of 0.2 to 5%, and preferably 0.5 to 2% by weight relative to the weight of the material.

La préparation du matériau de l’invention consiste à extruder ensemble , dans les proportions définies ci-avant le polyéthylène recyclé, le PLA recyclé ou pas, ainsi que l’agent compatibilisant.The preparation of the material of the invention consists of extruding together, in the proportions defined above, the recycled polyethylene, the recycled PLA or not, as well as the compatibilizing agent.

L’extrusion pour l’obtention du matériau non transformé s’effectue à une température comprise entre 150°C et 230°C., .Extrusion to obtain the unprocessed material is carried out at a temperature between 150°C and 230°C., .

Le matériau ainsi extrudé est ensuite transformé en granulés ou en poudre en fonction de son utilisation futureThe material thus extruded is then transformed into granules or powder depending on its future use.

Lorsque ce matériau est utilisé pour l’obtention d’objets par moulage , les conditions opératoires sont adaptéesWhen this material is used to obtain objects by molding, the operating conditions are adapted

Ainsi en cas de préparation d’objets par moulage par injection on introduit les granulés de matériau dans la trémie d’alimentation située en amont de l’unité d’injection où les granulés sont chauffés pour atteindre l’état fondu. Le polymère fondu est ensuite injecté dans un moule à une température comprise entre 200 et 240°C et sous haute pression de l’ordre de 1000barThus, in the case of preparation of objects by injection molding, the material granules are introduced into the feed hopper located upstream of the injection unit where the granules are heated to reach the molten state. The molten polymer is then injected into a mold at a temperature between 200 and 240°C and under high pressure of the order of 1000 bar.

Après refroidissement du moule on récupère l’objet fini.After the mold has cooled, the finished object is recovered.

Pour l’utilisation du matériau afin de préparer un objet par rotomoulage, on transforme d’abord en poudre les granulés de matériau ; les grains de cette poudre ont une dimension généralement comprise entre 100 et 600um.To use the material to prepare an object by rotational molding, the material granules are first transformed into powder; the grains of this powder generally have a dimension between 100 and 600um.

La poudre est alors déposée dans un moule en rotation lui-même introduit dans un four chauffé ; on porte ensuite la température du four à une valeur comprise entre 150°C et 260° pendant une période de 15 à 25 minutesThe powder is then placed in a rotating mold which is itself introduced into a heated oven; the oven temperature is then raised to a value between 150°C and 260° for a period of 15 to 25 minutes.

Après avoir maintenu le four à sa empérature maximale durant environ 5 minutes il est ensuite refroidi à une température comprise entre 80 et 25°CAfter keeping the oven at its maximum temperature for about 5 minutes, it is then cooled to a temperature between 80 and 25°C.

On récupère ensuite l’objet rotomoulé.The rotomolded object is then recovered.

La composition de l’invention et ses utilisations est également décrite au moyen des exemples ci- après qui n’en constituent nullement une limitationThe composition of the invention and its uses are also described by means of the examples below which in no way constitute a limitation thereof.

Exemple 1Example 1

On a préparé un matériau conforme à la présente invention en extrudant un mélange constitué granulés de HDPE recyclé ayant un MI2 = 4 g/10° et une densité de 0.960 g/cc provenant du recyclage de bouchons de bouteilles d’eau naturelle non gazeuse et de jus de fruit avec des granulés de LLDPE recyclé provenant du recyclage de film et ayant un MI2 = 1 g/10° et uneA material according to the present invention was prepared by extruding a mixture consisting of recycled HDPE granules having an MI2 = 4 g/10° and a density of 0.960 g/cc from the recycling of non-carbonated natural water and fruit juice bottle caps with recycled LLDPE granules from the recycling of film and having an MI2 = 1 g/10° and a density of 0.960 g/cc.

, BE2023/0092 densité de 0.935 g/cc. Le rapport pondéral HDPE/LLDPE est de 70/30. Durant l’extrusion de ce mélange on a ajouté 10 % en poids de granulés de PLA, préalablement séché à une température d’environ 45°C pendant quelques heures afin de réduire la concentration résiduelle en eau,ayant un MI = 4 g/10° et une teneur en isomère-L- >96 % ainsi que 1,5 % en poids du compatibilisant Lotader AX 8840.L’extrusion a été réalisée sur une extrudeuse bi-vis corotative ayant un rapport L/D de 44 et un diamètre de 26 mm. Les polyethylenes recyclés, le PLA et le, BE2023/0092 density of 0.935 g/cc. The HDPE/LLDPE weight ratio is 70/30. During the extrusion of this blend, 10% by weight of PLA granules were added, previously dried at a temperature of about 45°C for a few hours in order to reduce the residual water concentration, having an MI = 4 g/10° and an L-isomer content >96% as well as 1.5% by weight of the compatibilizer Lotader AX 8840. The extrusion was carried out on a co-rotating twin-screw extruder with an L/D ratio of 44 and a diameter of 26 mm. The recycled polyethylenes, PLA and

Lotader AX 8840 pré-mélangés sont introduits dans la trémie de l’extrudeuse bi-vis tournant à une vitesse de rotation de 200 rpm. Le mélange est chauffé et fondu à une température de 190°C à 220°C le long de la vis d’extrusion. Le mélange ainsi extrudé a été transformé en granulés pour une utilisation ultérieure.Lotader AX 8840 pre-mixed are fed into the hopper of the twin-screw extruder rotating at a rotation speed of 200 rpm. The mixture is heated and melted at a temperature of 190°C to 220°C along the extrusion screw. The mixture thus extruded was transformed into pellets for further use.

Exemple 2Example 2

On a utilisé les granulés du matériau obtenu à l’exemple 1 et on les a introduits dans la trémie d’alimentation en amont d’une unité d’injection. Les granulés sont distribués par la vis dans la zone d’échauffement , transportés rapidement vers l’avant de la vis et fondus.The granules of the material obtained in Example 1 were used and introduced into the feed hopper upstream of an injection unit. The granules are distributed by the screw into the heating zone, transported rapidly to the front of the screw and melted.

Ona finalement injecté le mélange de polymères fondus dans le moule pour injection à une température comprise entre 200 et 240°C le long de la vis sous une pression de 1000 bar, la température et la vitesse de rotation étant contrôlées. On laisse alors refroidir durant une période pendant laquelle le matériau cristallise, ce qui provoque son retrait.The molten polymer mixture was finally injected into the injection mould at a temperature of between 200 and 240°C along the screw under a pressure of 1000 bar, the temperature and rotation speed being controlled. It was then allowed to cool for a period during which the material crystallised, causing it to shrink.

On a ensuite prélevé des échantillons de l’objet obtenu par moulage par injection et on a estimé sa résistance à la croissance lente des fissures (ESCR) par strain hardening selon la norme ISO 18488 au moyen d’un test en traction à une température de 80°C. La valeur trouvée par cette méthode est deux fois plus élevée que sur le même objet obtenu au départ d’un matériau ne contenant pas de PLA.Samples of the injection-moulded object were then taken and its resistance to slow crack growth (ESCR) by strain hardening was estimated according to ISO 18488 using a tensile test at a temperature of 80°C. The value found by this method is twice as high as for the same object obtained from a material not containing PLA.

A titre de comparaison, on a préparé une composition similaire à celle décrite à l’exemple 1 mais où l’ona utilisé des résines HDPE et LLDPE vierges. Celles-ci avaient respectivement une densité de 0.960 g/cc et un MI2 de 4 g/10’ pour le HDPE et une densité de 0.935 g/ccet un MI2 de 1 g/10° pour le LLDPE. On a ainsi préparé un mélange 70/30 en poids de ces résines que l’on a extrudé avec le même agent de compatibilisation. Les granulés obtenus ont été soumis au moulage par injection tel que décrit ci-dessus. Les propriétés d’ESCR de l’objet injecté sont équivalentes à celles obtenues avec des résines recyclées.For comparison, a composition similar to that described in Example 1 was prepared but using virgin HDPE and LLDPE resins. These had a density of 0.960 g/cc and an MI2 of 4 g/10' for HDPE and a density of 0.935 g/cc and an MI2 of 1 g/10° for LLDPE, respectively. A 70/30 weight blend of these resins was thus prepared and extruded with the same compatibilizing agent. The granules obtained were subjected to injection molding as described above. The ESCR properties of the injected object are equivalent to those obtained with recycled resins.

Exemple 3Example 3

On a préparé un matériau conforme à la présente invention en extrudant un mélange constitué deA material according to the present invention was prepared by extruding a mixture consisting of

3 BE2023/0092 50 % en poids de HDPE recyclé provenant de casiers de PE recyclé et dont les caractéristiques sont les suivantes : un MI2 = 9 g/10° et une densité de 0.960 g/cc avec 50% en poids d’un grade3 BE2023/0092 50% by weight of recycled HDPE from recycled PE bins and whose characteristics are as follows: an MI2 = 9 g/10° and a density of 0.960 g/cc with 50% by weight of a grade

LLDPE recyclé provenant du recyclage de film et ayant un MI2 = 0.6 8/10’ et une densité de 0.925 g/cc.Recycled LLDPE from film recycling and having an MI2 = 0.6 8/10’ and a density of 0.925 g/cc.

Lors de l’extrusion de ce mélange de PE recyclé on a ajouté 20 % en poids de PLA ayant un MI2 de 10 g/10° et une teneur en isomère-D- < 1% ainsi que 1 % en poids du compatibilisant LotaderDuring the extrusion of this recycled PE blend, 20% by weight of PLA with an MI2 of 10 g/10° and a D-isomer content of < 1% and 1% by weight of the compatibilizer Lotader were added.

AX 8900.AX 8900.

Le mélange ainsi extrudé a d’abord été transformé en granulés et ceux-ci sont ensuite micronisés pour obtenir une poudre dont les grains ont un diamètre compris entre 200 et 600 umThe mixture thus extruded was first transformed into granules and these are then micronized to obtain a powder whose grains have a diameter of between 200 and 600 um.

Les granulés de PLA peuvent être préalablement séchés comme dans l’exemplel.PLA granules can be pre-dried as in the example.

Exemple 4Example 4

On a utilisé la poudre obtenue à l’exemple 3 et on l’a déposée dans un moule en aluminium destiné au rotomoulage qui est en rotation autour de deux axes, et que l’on introduit tout en maintenant la rotation, dans un four chauffé progressivement à une température comprise entre 150 et 260°C pendant 20°.On maintient ensuite la température maximale durant 6 minutes et on refroidit ensuite le moule à l’air jusqu’à une température comprise entre 80 et 25°C en 20 minutes et finalement on retire l’objet rotomoulé du moule.The powder obtained in Example 3 was used and placed in an aluminum mold intended for rotational molding which is rotating around two axes, and which is introduced, while maintaining rotation, into an oven gradually heated to a temperature between 150 and 260°C for 20°. The maximum temperature is then maintained for 6 minutes and the mold is then cooled in air to a temperature between 80 and 25°C in 20 minutes and finally the rotationally molded object is removed from the mold.

On a noté que l’objet rotomoulé ne présentait pas de déformation ni de porosité.It was noted that the rotomolded object did not exhibit any deformation or porosity.

On a prélevé un échantillon de l’objet rotomoulé et on a estimé le ESCR selon la méthode décrite àl’exemple 2.A sample of the rotomolded object was taken and the ESCR was estimated using the method described in Example 2.

La mesure a montré que la valeur de l’ESCR avait triplé par rapport à celle mesurée sur un objet obtenu au départ d’un matériau similaire mais ne contenant pas de PLA.The measurement showed that the ESCR value had tripled compared to that measured on an object obtained from a similar material but not containing PLA.

On a répété cet exemple en utilisant des résines polyethylene vierges et les résultats d’ESCR obtenus avec l’objet rotomoulé sont similaires à celles obtenues avec es résines recyclées.This example was repeated using virgin polyethylene resins and the ESCR results obtained with the rotomolded object are similar to those obtained with recycled resins.

Claims (10)

REVENDICATIONS BE2023/0092CLAIMS BE2023/0092 1. Composition de matériau à propriétés mécaniques améliorées caractérisé en ce qu’il consiste en : (a) une quantité >50% en poids de polyéthylène recyclé choisi parmi le HDPE recyclé, le LLDPE recyclé et leurs mélanges et (b) une quantité < 50% en poids de PLA choisi parmi le PLA vierge, le PLA recyclé, mécaniquement et leurs mélanges.1. Composition of material with improved mechanical properties characterized in that it consists of: (a) a quantity >50% by weight of recycled polyethylene chosen from recycled HDPE, recycled LLDPE and their mixtures and (b) a quantity <50% by weight of PLA chosen from virgin PLA, mechanically recycled PLA and their mixtures. 2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que la quantité de polyéthylène recyclé dans la composition du matériau est préférentiellement comprise entre 70 et 95 % en poids, et celle du PLA est comprise entre 0,1 et 45% en poids, préférentiellement entre 3 et 40% en poids et plus préférentiellement comprise entre 5 et 30% en poids.2. Composition according to claim 1, characterized in that the quantity of recycled polyethylene in the composition of the material is preferably between 70 and 95% by weight, and that of the PLA is between 0.1 and 45% by weight, preferably between 3 and 40% by weight and more preferably between 5 and 30% by weight. 3. Composition selon les revendications 1 et 2 caractérisée en ce que le polyéthylène de type recyclé se présente sous la forme d’un mélange de HDPE recyclé et de LLDPE recyclé ayant respectivement un MI2 compris entre 4 et 12g/10° et une densité > ou = à 0,953 et de préférence > ou = à 0,955 pour le HDPE et un MI2 < ou = à 2,5 g/10° et préférentiellement < ou = à 1g/10° et une densité comprise entre 0.910 et 0.940 g/c et préférentiellement entre 0,915 et 0,935 g/cc pour le LLDPE3. Composition according to claims 1 and 2, characterized in that the recycled type polyethylene is in the form of a mixture of recycled HDPE and recycled LLDPE having respectively an MI2 of between 4 and 12g/10° and a density > or = 0.953 and preferably > or = 0.955 for HDPE and an MI2 < or = 2.5 g/10° and preferably < or = 1g/10° and a density of between 0.910 and 0.940 g/cc and preferably between 0.915 and 0.935 g/cc for LLDPE. 4. Composition selon les revendications 1 et 3 caractérisée en ce que le polyéthylène de type recyclé se présente sous la forme d’un mélange dont le rapport pondéral varie entre 70/30 et 30/70 respectivement de HDPE et de LLDPE et de préférence sous la forme d’un mélange variant entre 60/40 et 40/60 en poids respectivement de HDPE recyclé et LLDPE recyclé4. Composition according to claims 1 and 3, characterized in that the recycled type polyethylene is in the form of a mixture whose weight ratio varies between 70/30 and 30/70 respectively of HDPE and LLDPE and preferably in the form of a mixture varying between 60/40 and 40/60 by weight respectively of recycled HDPE and recycled LLDPE. 5. Composition selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que le PLA, recyclé ou pas, possède une quantité supérieure ou égale à 96% d’isomère -L- ainsi qu’une quantité de moins de 4% d’isomère -D- et un MFI compris entre 4 et 30g/10°.-.5. Composition according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the PLA, recycled or not, has a quantity greater than or equal to 96% of -L- isomer as well as a quantity of less than 4% of -D- isomer and an MFI of between 4 and 30g/10°.-. 6. Composition selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu’elle comprend aussi un agent compatibilisant entre les résines polyéthylène et PLA à raison de6. Composition according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it also comprises a compatibilizing agent between the polyethylene and PLA resins at a rate of 0.2 à 5% en poids et de préférence de 0.5 à 2% en poids basé sur le poids de la composition.0.2 to 5% by weight and preferably 0.5 to 2% by weight based on the weight of the composition. 7. Composition selon la revendication 6, caractérisée en ce que l’agent de compatibilisation est choisi parmi :des copolymères éthylène-acide acrylique des copolymères éthylène/glycidyle méthacrylate, des ter polymères éthylène méthacrylate/glycidyle méthacrylate, des oléfines élastomériques greffes avec le glycidyle méthacrylate, de copolymères éthylène/ vinyle acétate ou encore des polyéthylène greffés avec de l’acide maléique.7. Composition according to claim 6, characterized in that the compatibilizing agent is chosen from: ethylene-acrylic acid copolymers, ethylene/glycidyl methacrylate copolymers, ethylene methacrylate/glycidyl methacrylate terpolymers, elastomeric olefins grafted with glycidyl methacrylate, ethylene/vinyl acetate copolymers or polyethylene grafted with maleic acid. 8. Procédé e péparation de la composition revendiquée dans l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l’on extrude le matériau sur une extrudeuse avec un profil de température compris entre 170 et 260°C et préférentiellement entre 190 et 220°C8. Process for the preparation of the composition claimed in any one of claims 1 to 7, characterized in that the material is extruded on an extruder with a temperature profile of between 170 and 260°C and preferably between 190 and 220°C. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que lors de l’extrusion on ajoute une résine de compatibilisation telle que décrite à la revendication 7 et ce à raison de O.5 à 2% en poids basé sur la quantité de matériau à extruder.9. Method according to claim 8, characterized in that during the extrusion a compatibilizing resin as described in claim 7 is added at a rate of 0.5 to 2% by weight based on the quantity of material to be extruded. 10. Objet obtenu par moulage, soit par extrusion, soit par injection, soit par rotomoulage, soit par thermoformage au départ du matériau décrit dans l’une quelconque des revendications 1 à 0.10. Object obtained by molding, either by extrusion, or by injection, or by rotational molding, or by thermoforming from the material described in any one of claims 1 to 0.
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CN107586409A (en) * 2017-10-25 2018-01-16 董燕琦 A kind of PE Agricultural Films material and preparation method thereof
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