[发明专利]分层包装材料的回收或加工

说明书

一种回收或加工分层包装材料的方法，包括将从所述分层包装材料获得的或形成所述分层包装材料的一部分的聚合物‑金属复合材料与反应物混合，选择所述反应物在升高的温度下与所述聚合物‑金属复合材料的金属反应，以及在所述升高的反应温度下使所述聚合物‑金属复合材料与所述反应物反应，以形成所述聚合物‑金属复合材料的所述金属的含金属化合物。在所述升高的反应温度下燃烧或剔除所述聚合物‑金属复合材料的聚合物和任何其他可能存在的所述分层包装材料的非金属层材料。

技术领域

本发明涉及分层包装材料的回收或加工。特别地，本发明涉及一种回收或加工分层包装材料的方法、分层包装材料在增值产品制造中的用途以及通过所述回收或加工分层包装材料的方法生产的含铝产品或原料。

背景技术

基于聚合物的多层包装材料，例如用过的多层包装材料的回收或加工在世界范围内是一个持续的挑战。在利乐公司(Tetra Pak)生产出包装材料和包装产品后，常被称为“利乐包”的常用多层包装材料是果汁和乳制品等易腐食品使用最广泛的包装材料，因为它们能够延长保质期。通常，这些包装材料是通过纸板、低密度聚乙烯(LDPE)和薄铝箔(Al)的层压工艺生产的，以形成层状复合材料。这些包装材料通常由75wt％的纸板、20wt％的LDPE和5wt％的铝箔组成，其中的每一层都对食品的保存起着重要作用。例如，纸板旨在提高材料强度，铝箔提供避光、异味和微生物(以及其他)保护，而聚合物层(通常为LDPE)则旨在保护食品成分不与铝层直接接触，并在热密封过程中充当粘合材料。由于这种分层结构的复杂性，使用过的分层包装材料通常会带来回收挑战。因此，它们在城市垃圾场中的大量堆积需要专门的创新技术，不仅使这些包装材料的回收在经济上可行，而且还确保回收过程的可持续性。

从广义上讲，回收由分层包装材料制成的包装的常见做法可分为两大类，即1)那些以水力制浆作为第一步，使纤维素纤维从聚铝层压板中分离出来的做法，和2)那些基于原样回收完整包装材料的做法。第二种非分离回收的方法通常涉及能量回收(通过焚烧、气化或热解)，或通过改造/再加工使用过的包装材料与其他粘合剂一起热压来获得低质量产品，如层压板或其他成型产品。另一方面，涉及水力制浆的工艺通常产生一种纸浆，该纸浆被加工成不同的纸基产品和聚铝层压板/复合材料，其可以是颗粒的形式。

由使用过的分层包装材料的水力制浆得到的聚铝复合材料通常由20wt％的铝和80wt％的聚乙烯组成。目前，聚铝的优化和高价值回收技术仍在开发中。在大多数情况下，聚铝复合材料主要通过直接焚烧或通过热解进行能量回收。从能量回收途径获得的固体材料往往价值较低，因为它们大多是Al₂O₃或Al金属和Al₂O₃的混合物。或者，聚铝复合材料也可以通过热压或模塑而被成型为其他功能材料，以制成诸如屋顶瓦和托盘等物品。已有研究报道了基于酸或溶剂的分层方法来回收铝和LDPE粉体。此外，也有关于溶剂萃取法在回收LDPE中的应用的报道，该方法是通过在升高的温度下将LDPE溶解在有机溶剂中，然后分离未溶解材料(铝和/或残余纸张或其他聚合物)来回收LDPE的。

由于现有的回收聚铝复合材料的技术要么过于复杂，要么往往会低价值产品，使得其回收不具吸引力，因此需要开发其他方法或技术，其有助于使回收使用过的分层包装材料，如利乐型包装材料，在经济上更可行。如果这种回收技术还能生产出高附加值的产品，那将是一个额外的优势。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种回收或加工分层包装材料的方法，所述方法包括：

将从所述分层包装材料获得的或形成所述分层包装材料的一部分的聚合物-金属复合材料与反应物混合，选择所述反应物在升高的温度下与所述聚合物-金属复合材料的金属反应；和

在所述升高的反应温度下使所述聚合物-金属复合材料与所述反应物反应，以形成所述聚合物-金属复合材料的所述金属的含金属化合物，并在所述升高的反应温度下燃烧或剔除所述聚合物-金属复合材料的聚合物和任何其他可能存在的所述分层包装材料的非金属层材料。