CN1986609A

CN1986609A - 球形聚烯烃微粉的制备方法

Info

Publication number: CN1986609A
Application number: CN 200610140752
Authority: CN
Inventors: 矫庆泽; 赵芸; 胡伟康; 问立宁
Original assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Current assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Priority date: 2006-10-09
Filing date: 2006-10-09
Publication date: 2007-06-27

Abstract

本发明公开了一种用于制备球形聚烯烃微粉的溶解沉淀法。该方法采用有机溶剂加热溶解聚烯烃，降温后再加入沉淀剂，从而得到球形聚烯烃微粉。该方法简单，操作简便，成本低。应用该法可制得粒径均匀且粒径可在4－35微米范围内调控的球形聚烯烃微粉。本发明克服了现有机械粉碎法能耗大、所得微粉粒度分布宽的缺陷，是具大规模工业生产的一种方法。

Description

球形聚烯烃微粉的制备方法

技术领域

本发明涉及一种球形聚烯烃微粉的制备方法，属于助剂范围。

背景技术

聚烯烃微粉是经过一定工艺过程制备的具有微米尺寸的聚烯烃粉末材料，其应用领域很广泛，在糊状涂塑材料、流动性改性剂、表面涂层、填料、陶瓷粘结剂、模型材料、过滤助剂、粉末颜料、检测诊断试剂、金属超微粉固定载体、催化剂、医药、农用化学品和香精等方面正发挥着重要作用。另外，聚烯烃微粉作为助剂正越来越引起人们的注意，可以代替微粉化聚烯烃蜡用于生产粉未涂料、罐头涂料、UV固化、金属装饰涂料、高光泽溶剂性涂料、水性涂料、纸板防潮涂料、溶剂性凹版油墨、石印/胶印、油墨、套印光油。比微粉化聚烯烃蜡更能提高涂膜的光泽、平滑性、抗划性以及防水性。

聚烯烃微粉化主要有两种途径：一是由聚烯烃粗粒子出发，用机械粉碎法和熔融法等物理的方法；二是化学法，即利用化学试剂的作用，使形成的各种分散状态的聚烯烃分子逐渐长成期望大小的微粒，可分为溶解-结晶法和乳化分散法两种；三是直接调节聚合制备。机械粉碎法等物理法的缺点是所得产物粒径分布宽，粒子偏大，影响其应用效果；直接聚合法工艺复杂；化学法比较而言，工艺简单，成本低，且微粉形状和大小较容易控制，是制备聚烯烃微粉的主要方法。

目前国外产品大部分采用机械粉碎法和溶解结晶法制备，粒形不规整，粒径分布宽。我国目前聚烯烃微粉主要依赖进口。

DD-220609和J03128939各公开了一种制备聚烯烃微粉的溶解结晶法，将聚烯烃溶解于热的烃和醇的混合溶剂中，然后降温得到聚烯烃微粉。所得产物粒形不规则且粒度分布宽。

ZL00113155.9公开了一种磨盘形力化学反应器制备聚合物超细微粉的方法，利用磨盘形力化学反应器独特结构产生的强大挤压剪切力或在优选的助磨剂共同作用下，实现固体聚合物的粉碎和超细化。制得的超细微粉粒度为30nm-50μm。该法是一种机械粉碎法，能耗大，所得产物粒形不规则且粒度分布宽。

CN93114511.2公开了热塑性合成树脂微粉的制造方法和装置，特征是热塑性合成树脂的颗粒或小片用切刀从表面切削，制成细长粒子形状的粉体，通过具有该树脂软化点附近的温度的多个激烈空气涡流，将上述粉体切断，使之成为流动性良好的微粉，细度在0.25mm或0.18mm以下。该法同样也是一种机械粉碎法，能耗大，微粉粒子大、粒度分布宽。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备球形聚烯烃微粉的溶解-沉淀法，具体步骤为：A.溶解：将聚烯烃用有机溶剂加热溶解，所述聚烯烃是聚乙烯、聚丙烯，所述有机溶剂为98％馏出温度高于90℃的溶剂油、二甲苯、甲苯、苯、四氢萘、十氢萘或其任何比例的混合物，用量为聚烯烃质量的3-10倍，溶解温度为90℃以上，恒温搅拌10分钟以上，得到透明溶液；B降温：用20-60℃的水通过内外循环冷却方式将溶液温度降至65℃以下；C.加沉淀剂：将溶液中加入沉淀剂，则有沉淀生成，所述沉淀剂为工业酒精、甲醇、丙醇、异丙醇、丁醇或其任何比例的混合物，用量为聚烯烃质量的1-10倍，加入方式可以是滴加或倒入或是聚烯烃溶液倒入沉淀剂中，滴加速率1-10毫升/分钟；D.分离、洗涤、干燥：将沉淀用离心或抽滤漏斗分离，用聚烯烃质量3-5倍的工业酒精洗涤，在70℃以下干燥，即得球形聚烯烃微粉，微粉收率为93％以上。采用显微镜观测形貌及粒径。采用本发明得到的球形聚烯烃微粉粒径可以在4-35微米范围内调控。

本发明有益效果是提供的聚烯烃微粉制备方法简单，成本低，易于实现工业化，特别强调的是，应用该法可制得球形且粒径分布窄的聚烯烃微粉，产率高。其中，球形状态效果好，而且粒径在范围之内调控。

附图说明：

图1.球形聚烯烃微粉制备流程图

图2.球形聚烯烃10微米微粉效果图

具体实施方式

实施例

下面再举实施例对本发明予以进一步说明。

实施例1

将9克聚乙烯加入50毫升二甲苯中，于110℃溶解，搅拌20分钟形成溶液；用20℃的冷水通过内外循环冷却方式将溶液温度降至30℃以下，然后将溶液倒入100毫升工业酒精中，生成沉淀，用离心分离，分离出的产物用30毫升工业酒精洗涤。最后，样品在50℃干燥，即得聚乙烯微粉。

由本方法制得的聚乙烯微粉为球形，收率为95.5％，微粉粒径范围为30-42微米，最可几粒径为35微米，粒径分布结果为D₉₀：38微米。

实施例2

将15克聚乙烯加入50毫升二甲苯中，于120℃溶解，搅拌60分钟形成溶液；用60℃的水通过内外循环冷却方式迅速将溶液温度降至65℃以下，然后滴加20毫升工业酒精(滴加速率1毫升/分钟)，生成沉淀，用漏斗抽滤，滤出的产物用80毫升工业酒精洗涤。最后，样品在60℃干燥，即得聚乙烯微粉。

由本方法制得的聚乙烯微粉为球形，收率为93.3％，微粉粒径范围为2-10微米，最可几粒径为4微米，粒径分布结果为D₉₀：6微米。

实施例3

将7.5克聚乙烯加入50毫升二甲苯中，于100℃溶解，搅拌30分钟形成溶液；用50℃的水通过内外循环冷却方式迅速将溶液温度降至55℃以下，然后倒入30毫升工业酒精，生成沉淀，用漏斗抽滤，滤出的产物用20毫升工业酒精洗涤。最后，样品在55℃干燥，即得聚乙烯微粉。

由本方法制得的聚乙烯微粉为球形，收率为96％，微粉粒径范围为8-18微米，最可几粒径为10微米，粒径分布结果为D₉₀：13微米。

实施例4

将12克聚乙烯加入25毫升二甲苯与25毫升甲苯的混合物中，于90℃溶解，搅拌10分钟形成溶液；用40℃的水通过内外循环冷却方式将溶液温度降至45℃以下，然后滴加25毫升工业酒精和25毫升甲醇的混合物(滴加速率10毫升/分钟)，生成沉淀，用漏斗抽滤，滤出的产物用50毫升工业酒精洗涤。最后，样品在60℃干燥，即得聚乙烯微粉。

由本方法制得的聚乙烯微粉为球形，收率为94.5％，微粉粒径范围为16-25微米，最可几粒径为19微米，粒径分布结果为D₉₀：22微米。

实施例5

将9克聚乙烯加入50毫升120号溶剂油中，于100℃溶解，搅拌30分钟形成溶液；用30℃的冷水通过内外循环冷却方式将溶液温度降至35℃以下，然后倒入40毫升甲醇，生成沉淀，用漏斗抽滤，滤出的产物用40毫升工业酒精洗涤。最后，样品在50℃干燥，即得聚乙烯微粉。

由本方法制得的聚乙烯微粉为球形，收率为95.8％，微粉粒径范围为20-30微米，最可几粒径为25微米，粒径分布结果为D₉₀：28微米。

实施例6

将5克聚丙烯加入50毫升二甲苯中，于130℃溶解，搅拌40分钟形成溶液；用40℃的水通过内外循环冷却方式迅速将溶液温度降至45℃以下，然后滴加25毫升工业酒精(滴加速率3毫升/分钟)，生成沉淀，用漏斗抽滤，滤出的产物用20毫升工业酒精洗涤。最后，样品在40℃干燥，即得聚丙烯微粉。

由本方法制得的聚丙烯微粉为球形，收率为94％，微粉粒径范围为6-20微米，最可几粒径为10微米，粒径分布结果为D₉₀：15微米。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于制备球形聚烯烃微粉的溶解沉淀法，其特征在于：将聚烯烃用有机溶剂加热溶解，降温后再加入沉淀剂，得到球形聚烯烃微粉。

2.根据权利要求1所述一种用于制备球形聚烯烃微粉的溶解沉淀法，其特征在于所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯结晶性热塑性树脂。

3.根据权利要求1所述一种用于制备球形聚烯烃微粉的溶解沉淀法，其特征在于：所述有机溶剂为98％馏出温度高于90℃的溶剂油、二甲苯、甲苯、苯、四氢萘、十氢萘或其任何比例的混合物，用量为聚烯烃质量的3-10倍。

4.根据权利要求1所述一种用于制备球形聚烯烃微粉的溶解沉淀法，其特征在于：溶解温度为90℃以上。

5.根据权利要求1所述一种用于制备球形聚烯烃微粉的溶解沉淀法，其特征在于：所述沉淀剂为工业酒精、甲醇、丙醇、异丙醇、丁醇或其任何比例的混合物，用量为聚烯烃质量的1-10倍，其加入方式可以是滴加或倒入或是聚烯烃溶液倒入沉淀剂中。

6.根据权利要求1所述一种用于制备球形聚烯烃微粉的溶解沉淀法，其特征在于：所述体系聚烯烃的固含量为3-35wt％。

7.根据权利要求1所述一种用于制备球形聚烯烃微粉的溶解沉淀法，其特征在于所述聚烯烃微粉粒径可以在4-35微米范围内调控。