一種熱塑性塑料球形顆粒的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種熱塑性塑料球形顆粒的制備方法，包括以下步驟：步驟1，將熱塑性塑料粉、變形助劑、表面保護(hù)穩(wěn)定劑三者混合，獲得原料混合物；步驟2，將所述原料混合物加入分散介質(zhì)并加熱，然后對(duì)加熱后的混合物進(jìn)行分離，洗滌濾渣并干燥，最后粉碎濾渣并過篩，獲得熱塑性塑料球形顆粒。本方法所制備的顆粒球形度較好，其特點(diǎn)是適用范圍廣，不受塑料(聚合物)種類限制，幾乎所有熱塑性聚合物都可以找到適當(dāng)?shù)淖冃沃鷦?、表面保護(hù)穩(wěn)定劑和操作條件來得到球形顆粒，且其對(duì)材料本身的性質(zhì)影響較小，如分子量、分量分布、熔體流動(dòng)性。
【專利說明】一種熱塑性塑料球形顆粒的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱塑性塑料粉制備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種熱塑性塑料球形顆粒的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超微米級(jí)直徑、顆粒為球狀的熱塑性塑料粉有著廣泛的用途，如用于涂料、選擇性激光燒結(jié)快速成型、化妝品、藥物載體、醫(yī)學(xué)示蹤物質(zhì)載體等。與不規(guī)則形狀的顆粒相比，球狀顆粒外形規(guī)則，具有很多優(yōu)點(diǎn)，如低磨擦系數(shù)、高堆積密度、低比表面積等，另外它們?cè)谝后w中，不會(huì)對(duì)液體的流動(dòng)性質(zhì)有明顯的影響，不易在流動(dòng)死角處滯留，流變性質(zhì)優(yōu)秀。
[0003]制備熱塑性塑料球形顆粒的現(xiàn)有方法，可以在聚合過程成為球形，如通過乳液聚合、懸浮聚合、分散聚合等，也可以對(duì)已經(jīng)聚合好的聚合物進(jìn)行加工得到，如通過擠出成型。其中，乳液聚合方法得到的球形顆粒尺寸較小，通常小于I μ m。要想得到尺寸大于I μ m的顆粒，還要經(jīng)過較為復(fù)雜的過程。通過懸浮聚合和分散聚合方法，可以得到顆粒尺寸范圍在本發(fā)明尺寸范圍(1-300μπι)內(nèi)的產(chǎn)品，如懸浮聚合，其顆粒尺寸范圍可以更大(至1000 μ m)，球形度也較好，但它的顆粒尺寸分布較寬，且分子量及分布難以控制。通過分散聚合方法甚至可以得到直徑為單分散的球形顆粒，由于其控制技術(shù)較為復(fù)雜，因此要擴(kuò)大制備的批量，也有一定難度。除上述問題之外，通過聚合得到球形顆粒聚合物，一個(gè)較為突出的問題是聚合物的種類受到很大限制，通常只對(duì)苯乙烯類和丙烯酸(酯)類單體比較有效，而要擴(kuò)大聚合物的種類范圍則難度更大。
[0004]以已經(jīng)聚合好的聚合物為原料制備球形顆粒，通常是通過某種加工方法，如擠出成型。但實(shí)際上擠出成型要成型出直徑小于300 μ m的球形顆粒難度較大，因此都要對(duì)裝置進(jìn)行改進(jìn)或在原料方面想辦法。即使對(duì)設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)，擠出成型球形顆粒，也完全不同于普通意義上的擠出成型，它比普通擠出成型的成型效率要低很多，不但批量制備上有問題，且產(chǎn)品的球形度也不是很好 ，只能制備橢球形和類球形的產(chǎn)品。而針對(duì)的原料方法，主要就是降低塑料的熔體粘度。比如可以采用預(yù)聚體，制成球狀后再進(jìn)行聚合；也可以把聚合物分散于(或溶于)另一種輔助聚合物中，待其變?yōu)榍驙?或從輔助聚合物中析出)后去掉輔助聚合物得到產(chǎn)品，如將聚酰亞胺(PD與聚乙二醇(PEG)共同在擠出機(jī)中擠出，在擠出機(jī)中PI分散溶解于PEG中，擠出后將PEG用水洗掉，可得PI球狀顆粒。這些方法都會(huì)遇到批量制備的問題，而且制備的經(jīng)濟(jì)性也不會(huì)很好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種熱塑性塑料球形顆粒的制備方法。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種熱塑性塑料球形顆粒的制備方法，所述方法包括以下步驟:
[0007]步驟1，將熱塑性塑料粉、變形助劑、表面保護(hù)穩(wěn)定劑三者混合，獲得原料混合物；優(yōu)選的，熱塑性塑料粉、變形助劑、表面保護(hù)穩(wěn)定劑三者的重量配比為:100重量份熱塑性塑料粉:5~50重量份變形助劑:5~50重量份表面保護(hù)穩(wěn)定劑。所述變形助劑為熱塑性塑料溶劑，所述表面保護(hù)穩(wěn)定劑為表面活性劑。
[0008]步驟2，將所述原料混合物加入分散介質(zhì)并加熱，然后對(duì)加熱后的混合物進(jìn)行分離，洗滌濾渣并干燥，最后粉碎濾渣并過篩，獲得熱塑性塑料球形顆粒。
[0009]優(yōu)選，上述步驟I的原料混合物加入100-5000份的分散介質(zhì)中加熱，通常為室溫至250°C，其中所述加熱溫度可以根據(jù)塑料的種類確定，經(jīng)過30分鐘至10小時(shí)使之變?yōu)榍驙铑w粒。
[0010]上述方案中，優(yōu)選的，所述熱塑性塑料選自低密度聚乙烯(LDPE )粉、高密度聚乙烯(HDPE)粉、聚氯乙烯(PVC)粉、聚苯乙烯(PS)粉、高抗沖聚苯乙烯(HIPS)粉、聚丙烯(PP)粉、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)粉、聚碳酸酯(PC)粉、尼龍610粉或有機(jī)玻璃粉或共聚甲醛粉。
[0011]上述方案中，優(yōu)選的，所述熱塑性塑料溶劑選自正己烷、環(huán)己烷、環(huán)己酮、甲苯、四
氯乙烷、三氯乙烯、二甲基甲酰胺、三氯甲烷或多聚甲醛。
[0012]上述方案中，優(yōu)選的，所述表面活性劑選自烷基酚聚氧乙烯醚、硬脂酸、聚乙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基苯磺酸鹽、斯盤或吐溫。
[0013]上述方案中，優(yōu)選的，所述分散介質(zhì)選自水、甲苯、二甲苯、烷烴、醇或醚。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
[0015]本方法所制備的顆粒球形度較好，其特點(diǎn)是適用范圍廣，不受塑料(聚合物)種類限制，幾乎所有熱塑性聚合物都可以找到適當(dāng)?shù)淖冃沃鷦⒈砻姹Ｗo(hù)穩(wěn)定劑和操作條件來得到球形顆粒，且其對(duì)材料本身的性質(zhì)影響較小，如分子量、分量分布、熔體流動(dòng)性等。
[0016]本發(fā)明的分散介質(zhì)能夠保證制備過程的有效進(jìn)行，并且容易去除，成本也是重要的考慮因素，最好選擇水，迫不得已也可以選擇有機(jī)溶劑。變形助劑保證顆粒在變形溫度下具有一定的變形性，且顆粒之間不易粘連；表面保護(hù)穩(wěn)定劑要能夠保證顆粒間不直接接觸，并且這種作用在變形溫度下仍能保持，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于整個(gè)保溫變形時(shí)間；變形溫度高低則要考慮加入變形助劑后顆粒變形的難易程度以及表面保護(hù)穩(wěn)定劑的作用是否能夠保持，另外變形時(shí)間的長(zhǎng)短也是變形溫度高低選擇重要考慮因素，它會(huì)影響到處理的效率和能源的消耗。三者之間的有效配合，才能保證過程的高效、完美地實(shí)現(xiàn)球形顆粒的制備，且制備的成本也較低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例10中制備的球形顆粒掃描電鏡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0019]實(shí)施例1
[0020]將粉碎的IOOgLDPE (低密度聚乙烯)粉置于IOOOml燒瓶中，加入500ml 二甲苯和2毫升0P-10 (烷基酚聚氧乙烯醚)，充分?jǐn)嚢璺稚ⅲ訜嶂?0°C，保溫約4小時(shí)后冷卻，過濾、洗滌、干燥，粉碎、過篩后得到顆粒為球狀的LDPE粉。產(chǎn)物性質(zhì)見表1。[0021]實(shí)施例2
[0022]將20g粉碎的HDPE (高密度聚乙烯)粉、1.5g硬脂酸、Iml環(huán)己烷和250ml水置于500ml壓力釜中，攪拌分散均勻后加熱至128°C，此時(shí)釜中壓力為0.19MPa，4小時(shí)后冷卻，將混合液體從釜中取出，過濾、洗滌、干燥，粉碎、過篩后得到產(chǎn)品。產(chǎn)物性質(zhì)見表1。
[0023]實(shí)施例3
[0024]將25g粉碎的PVC (聚氯乙烯)粉和250ml水、Ig聚乙烯醇(1799)及8.3ml環(huán)已酮的混合液體置于500ml壓力釜中，分散均勻，加熱至135°C，此時(shí)釜中壓力為0.20MPa, 3小時(shí)后，冷卻，將混合液體從釜中取出，過濾、洗滌、干燥，粉碎、過篩后得到產(chǎn)品。產(chǎn)物性質(zhì)見表1。
[0025]實(shí)施例4
[0026]將IOOg粉碎的PS (聚苯乙烯)粉和500ml水與25ml甲苯及2毫升AE0-3 (脂肪醇聚氧乙烯醚)的混合液體置于裝有迴流冷凝管的IOOOml燒瓶中，攪拌均勻，加熱至95°C，5小時(shí)后冷卻、過濾、洗滌、干燥，粉碎、過篩得到產(chǎn)品。產(chǎn)物性質(zhì)見表1。
[0027]實(shí)施例5
[0028]將IOOg粉碎的HIPS(高抗沖聚苯乙烯)粉和500ml水與20ml正己烷及2毫升AE0-9(脂肪醇聚氧乙烯醚)的混合液體置于裝有迴流冷凝管的IOOOml燒瓶中，攪拌均勻，加熱至85°C，保持在此溫度5小時(shí)后冷卻、過濾、洗滌、干燥，粉碎、過篩得到產(chǎn)品。產(chǎn)物性質(zhì)見表1。
[0029]實(shí)施例6
[0030]將20g粉碎的PP (聚丙烯)粉和250ml水及5ml正己烷的混合液體置于500ml壓力釜中，加入1.2g十二烷基苯磺酸鈉，攪拌均勻，加熱至155°C，此時(shí)釜中壓力為0.48MPa，3小時(shí)后，冷卻，將混合液體從釜中取出，過濾、洗滌、干燥，粉碎、過篩后得到產(chǎn)品。產(chǎn)物性質(zhì)見表1。
[0031]實(shí)施例7
[0032]將20g粉碎的瓶級(jí)PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)粉和250ml水及7ml四氯乙烷置于500ml壓力釜中，加入2毫升斯盤80，攪拌均勻，加熱至145°C，此時(shí)釜中壓力為0.32MPa，
3.5小時(shí)后，冷卻，將混合液體從釜中取出，過濾、洗滌、干燥，粉碎、過篩后得到產(chǎn)品。產(chǎn)物性質(zhì)見表1。
[0033]實(shí)施例8
[0034]將20g粉碎的瓶級(jí)PC (聚碳酸酯)粉和250ml水及7ml三氯乙烯置于500ml壓力釜中，加入2毫升斯盤20，攪拌均勻，加熱至133°C，此時(shí)釜中壓力為0.2MPa，3.5小時(shí)后，冷卻，將混合液體從釜中取出，過濾、洗滌、干燥，粉碎、過篩后得到產(chǎn)品。產(chǎn)物性質(zhì)見表1。
[0035]實(shí)施例9
[0036]將20g粉碎的尼龍610粉和250ml水、1.5ml 二甲基甲酰胺(DMF)置于500ml壓力釜中，加入2毫升斯盤80，攪拌均勻，加熱至180°C，此時(shí)釜中壓力為0.88MPa，4小時(shí)后，冷卻，將混合液體從釜中取出，過濾、洗滌、干燥，粉碎、過篩后得到產(chǎn)品。產(chǎn)物性質(zhì)見表1。
[0037]實(shí)施例10
[0038]將IOOg粉碎的有機(jī)玻璃粉、500ml水與25ml三氯甲烷及2毫升AE0-3 (脂肪醇聚氧乙烯醚)的混合液體置于裝有迴流冷凝管的IOOOml燒瓶中，攪拌均勻，加熱至90°C，5小時(shí)后冷卻、過濾、洗滌、干燥，粉碎、過篩得到產(chǎn)品。產(chǎn)物性質(zhì)見表1。產(chǎn)物的掃描電鏡照片見附圖，由圖中可見所制備的顆粒球形度較好。
[0039]實(shí)施例11
[0040]將20g粉碎的共聚甲醛粉和250ml水、2.5g多聚甲醛置于500ml壓力釜中，加入2毫升吐溫-90，加熱至80°C，攪拌混合2小時(shí)，然后升溫至166°C，此時(shí)釜中壓力為0.62MPa，
4.5小時(shí)后，冷卻，將混合液體從釜中取出，過濾、洗滌、干燥，粉碎、過篩后得到產(chǎn)品。產(chǎn)物性質(zhì)見表1。
[0041]表1產(chǎn)物性質(zhì)
【權(quán)利要求】
1.一種熱塑性塑料球形顆粒的制備方法，所述方法包括以下步驟: 步驟1，將熱塑性塑料粉、變形助劑、表面保護(hù)穩(wěn)定劑三者混合，獲得原料混合物； 步驟2，將所述原料混合物加入分散介質(zhì)中并加熱，然后對(duì)加熱后的混合物進(jìn)行分離，洗滌濾渣并干燥，最后粉碎濾渣并過篩，獲得熱塑性塑料球形顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性塑料球形顆粒的制備方法，其特征在于，熱塑性塑料粉、變形助劑、表面保護(hù)穩(wěn)定劑三者的重量配比為100重量份熱塑性塑料粉:5~50重量份變形助劑:5~50重量份表面保護(hù)穩(wěn)定劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性塑料球形顆粒的制備方法，其特征在于，所述熱塑性塑料選自低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、高抗沖聚苯乙烯(HIPS)、聚丙烯(PP)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、尼龍610或有機(jī)玻璃或共聚甲醛。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性塑料球形顆粒的制備方法，其特征在于，所述分散介質(zhì)選自水、甲苯、二甲苯、烷烴、醇或醚。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的熱塑性塑料球形顆粒的制備方法，其特征在于，所述變形助劑為熱塑性塑料溶劑，所述表面保護(hù)穩(wěn)定劑為表面活性劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱塑性塑料球形顆粒的制備方法，其特征在于，所述熱塑性塑料溶劑選自正己烷、環(huán)己烷、環(huán)己酮、甲苯、四氯乙烷、三氯乙烯、N，N-二甲基甲酰胺、三氯甲烷或多聚甲醛。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱塑性塑料球形顆粒的制備方法，其特征在于，所述表面活性劑選自烷基酚聚氧乙烯醚、硬脂酸、聚乙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基苯磺酸鹽、斯盤或吐溫。
【文檔編號(hào)】C08L23/12GK103467823SQ201310430167
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】張興華, 馮濤, 童速玲, 孫建民, 馬金玲 申請(qǐng)人:張興華, 北京隆源自動(dòng)成型系統(tǒng)有限公司