[发明专利]一种热塑性聚合物粉末流动性的处理方法

说明书

本发明涉及一种提高热塑性聚合物粉末流动性的制备方法，是以热塑性聚合物粉末为原料，包括以下步骤：步骤1：将表面稳定剂和表面处理剂混合均匀得到液态粉末处理剂；步骤2：将热塑性聚合物粉末、液态粉末处理剂两者混合处理，获得含有粉末的液态混合物；步骤3：将步骤2所得混合物进行固液分离、干燥，得到处理后的热塑性聚合物粉末。该方法通过调整表面处理剂的溶度参数和处理的时间控制粉末的球化，提升粉末的流动性。该方法适用范围广，不受聚合物种类限制，可以实现对耐高温热塑性聚合物材料的处理。制备的粉末可用于粉末涂料、3D打印、化妆品、添加剂、医药等领域。

技术领域

本发明涉及热塑性聚合物粉末制备技术领域，进一步涉及一种提高热塑性聚合物粉末流动性的制备方法，制备的粉末可用于粉末涂料、3D打印等技术领域。

背景技术

现代高技术和新材料产业的发展、传统产业的技术进步和产品升级要求许多聚合物粉体原料，这些聚合物粉体具有微细的颗粒、严格的粒度分布、特点的颗粒形状等。聚合物粉体的比表面积大，在粉末涂料、3D打印、化妆品、添加剂、医药等领域都有着广泛应用。

虽然可以通过化学合成法制备聚合物粉体，例如悬浮聚合或乳液聚合，但是其制备工艺复杂，对聚合物种类也有限制，大部分都只能制备苯乙烯类或丙烯酸(酯)类的聚合物。获得聚合物粉体的主要手段仍然是机械粉碎方式。聚合物属于粘弹性材料，粘弹性的高分子材料的破坏形式受载荷类型、温度和应变速率等综合影响，特别是聚合物的力学性能随温度变化很大，如低温粉碎机的设计就是利用了材料在低温时所表现出的脆性，使得塑料的易碎性提高。

制备聚合物粉末的方法主要有低温机械粉碎法和溶剂沉淀法。低温粉碎法利用高分子材料具有脆化温度这一特性，在低温条件下将其粉碎成微米级的粉末。常见的聚合物材料如聚苯乙稀、聚丙烯、聚碳酸酯、聚烯烃，乙烯-醋酸乙烯酯树脂，聚酰胺等都可以采用低温粉碎法来制备粉末材料。低温粉碎法的优点是工艺过程简单，能够进行连续化的生产，但制备出的颗粒形状杂乱无章，粒径分布也较宽。有时，粉末还要经筛分处理，不合格的粉末还要进行多次的再加工。

溶剂沉淀法是把聚合物溶解在适当的溶剂中，然后通过改变温度或者将该混合液中再加入一种不能溶解聚合物但可以和溶剂混溶的另外一种溶剂的方法使聚合物以粉末的形式沉析出来。在低温下仍然具有柔韧性的高分子材料，比较适合用这种方法来制备粉末材料。但该方法要使用大量的溶剂，需要进行溶剂回收处理，同时也不适合连续化生产。

上述两种方法是制备聚合物粉末的常用方法，但是通过这两种方法制得的粉末形状不规则，表面也不够光滑，其流动性较差。而好的流动性及高的堆积密度是提高性能的关键，例如在选择性激光烧结3D打印中，微球粉末烧结的模型各方面性能都有提高。球形粉末激光烧结件的形状精度要比不规则粉末要高，由于规则的球形粉末比不规则粉末具有更好的流动性，因而球形粉末的铺粉效果较好。尤其是当温度升高，粉末流动性下降的情况下，这种差别更加明显。

现有改善聚合物粉末流动性的方法往往需要加入无机微球来提升流动性。例如CN106380710 A公开了一种尼龙复合粉末材料的制备方法与应用，其中加入了经过硅烷偶联剂改性的空心玻璃微珠，这增加了操作的复杂度，还降低了尼龙树脂的含量。直接使用球形的同种聚合物粉末作为流动促进剂，可以保证体系的相容性的同时促进粉体的流动性，但如何有效获得球形的同种聚合物粉末的技术报道极少。

CN103467823A公开了一种热塑性塑料球形颗粒的制备方法，其需要加热到接近聚合物的流动温度，再用变形助剂、表面保护稳定剂处理获得热塑性塑料球形颗粒，该方法一方面，对于流动温度很高的聚合物，例如高温尼龙，聚醚醚酮等聚合物，很难处理并有可能导致聚合物性能下降；另一方面需要在高温下使用溶剂，压力容器操作具有危险性，也不适合进行连续生产，增加了成本。

发明内容

本发明通过聚合物的溶剂化作用，调整表面处理剂的溶度参数和处理的时间控制球化程度，无需高温高压处理，方法简单安全。