專利名稱：：利用dmf制備尼龍粉末的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種尼龍樹(shù)脂產(chǎn)品的制備方法，尤其涉及一種利用DMF制備尼龍粉末的方法。
背景技術(shù)：
：尼龍粉末是一種熱塑性粉末，具有較寬的工作溫度、良好的耐沖擊、電絕緣物理性能及自潤(rùn)滑、耐磨性好、摩擦系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)。作為涂料使用具有加工性能好，涂裝后可進(jìn)行機(jī)械加工、吸水性低、尺寸穩(wěn)定性高及優(yōu)良的熔融流動(dòng)性。高熔點(diǎn)尼龍粉末比如尼龍46等，可作為其他高聚物的成核劑，能夠以微細(xì)顆粒的方式均勻的分散在聚合物樹(shù)脂中，促使結(jié)晶完善而實(shí)現(xiàn)高溫脫模，減少制品的收縮率，增加制品的尺寸穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，縮短成型時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。低熔點(diǎn)尼龍粉末，由于流平性好，與各種金屬具有良好的黏合力，用作金屬表面噴涂，即可保持金屬的剛性硬度，又可獲得尼龍的特性，并且可少加或不加潤(rùn)滑油，其涂層可進(jìn)行各種機(jī)械加工，如因尺寸不符合要求或表面不夠平整，可進(jìn)行車(chē)、刨加工。目前己廣泛用于填料、黏合劑、醫(yī)藥、并逐漸向裝飾、消音減震等領(lǐng)域發(fā)展。尼龍粉末的制備方法通常有三種，即直接聚合法、機(jī)械粉碎法，也稱深冷粉碎法和化學(xué)方法也稱溶劑沉析法。直接聚合法是用特殊的聚合技術(shù)，從原料單體直接得到粉末狀聚合體。通過(guò)抗靜電劑、抗凝劑及分散劑等作用使形成的聚酰胺分子以微米或納米級(jí)存在。但工藝要求嚴(yán)格，難以大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。機(jī)械粉碎法是利用粉碎機(jī)在液氮中冷卻粉碎，將已合成的聚酰胺分子擠出、造粒、深冷處理后機(jī)械粉碎和球磨。該法需深冷設(shè)備，生產(chǎn)過(guò)程中需要大量深冷載體，而且得到的微粒形狀不規(guī)則，很難得到球形微粒，粒徑分布范圍寬，并伴有樹(shù)脂的降解和損耗。近幾年有報(bào)道說(shuō)利用聚酰胺和水溶性聚合物進(jìn)行熔融共混使尼龍樹(shù)脂分散到水溶性聚合物中，得到球形微粒，然后將水溶性聚合物用水溶解而得到尼龍粉末的。該方法只能制得較小粒徑的產(chǎn)品，而且溶解有水溶性高聚物的水溶液回收處理困難，處于聚酰胺內(nèi)的其它助劑容易分散到水溶性聚合物中去而不易控制其它助劑與聚酰胺樹(shù)脂的比例，從而限制了其應(yīng)用范圍?；瘜W(xué)方法是選擇尼龍?jiān)谌軇┲懈邷叵氯芙庑院茫诘蜏叵聨缀醪蝗苡谠撊軇?，于高溫下是尼龍溶解，邊激烈攪拌邊冷卻得到粉末狀沉淀。該法只需常規(guī)化工設(shè)備，生產(chǎn)過(guò)程易于控制，溶劑可回收利用；粒度分布窄，樹(shù)脂基本無(wú)降解?，F(xiàn)在通常所用溶劑為醇類，如甲醇、乙醇、乙二醇、硝基乙醇等，但用醇類作溶劑無(wú)法制備高熔點(diǎn)尼龍(如尼龍46)粉末等。
發(fā)明內(nèi)容為了克服用醇類作溶劑不能制備高熔點(diǎn)尼龍粉末的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種簡(jiǎn)單可行，容易實(shí)施的利用DMF制備尼龍粉末的方法。本方法可獲得的尼龍粉末粒徑小、粒度分布窄，粉末流動(dòng)好。本發(fā)明的技術(shù)方案是以下述方式實(shí)現(xiàn)的一種利用DMF制備尼龍粉末的方法，它是將尼龍樹(shù)脂溶解于N-甲基甲酰胺(DMF)溶劑中，經(jīng)高溫保壓、干燥制得，高溫控制為145°C-290°C，壓力為0.71.5MPa。所述的尼龍樹(shù)脂溶解于N-甲基甲酰胺(DMF)溶劑中在攪拌條件下進(jìn)行，攪拌轉(zhuǎn)速為150200r/min。所述的干燥是在真空下干燥，干燥溫度為《9(TC。所述的干燥在常壓下熱風(fēng)干燥，溫度《7(TC。所述的尼龍樹(shù)脂為尼龍6，尼龍66，尼龍IOIO，尼龍610，尼龍46或共聚尼龍的一種。所述的尼龍樹(shù)脂與DMF溶劑按重量比為尼龍樹(shù)脂DMF溶劑=1:3-1:30的比例混合加入到高壓容器中加熱并攪拌，恒溫保溫、保壓使物料均勻分散在DMF溶劑中，再進(jìn)行干燥制得尼龍粉末；溶劑回收后再利用。本發(fā)明的積極效果是本發(fā)明提供的制備尼龍粉末的方法不需特殊設(shè)備，過(guò)程簡(jiǎn)單，DMF溶劑采購(gòu)方便并可回收重復(fù)利用；獲得的尼龍粉末產(chǎn)品粒徑可調(diào)制，顆粒近似球形，粉末流動(dòng)性好，比表面積大。本發(fā)明提供的方法可制取各類品種尼龍粉末，靜電噴涂技術(shù)涂覆粉末，磁性材料用粉末，高聚物成核劑用粉末、超細(xì)粉末等。本發(fā)明用DMF作溶劑比用乙醇作溶劑制得的尼龍6粉末的體積平均粒徑小的多，分別為65.78pm和186.02^im;用DMF制備的尼龍6粉末的粒度分布顯著變窄，更易于制得尼龍粉末。圖1為不同恒溫溫度制得的尼龍46粉末的粒度曲線。圖2為恒溫溫度對(duì)粉末體積平均粒徑、半高寬和超細(xì)粉體比率的關(guān)系。圖3為溶濟(jì)用量與粉末體積平均粒徑，半高寬和超細(xì)粉體比率。圖4為尼龍6粉末的粒度分析曲線。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施例l按尼龍樹(shù)脂與DMF溶劑按重量比為尼龍樹(shù)脂DMF溶劑1:3的比例，將尼龍6和DMF加入到高壓釜中，邊加熱邊攪拌，加熱到170。C，壓力為l.OMPa，保壓2小時(shí)，停止加熱，冷卻，出料，真空下(一0.09MPa)溫度《90'C烘干，回收溶劑制得體積平均粒徑為90.2pm的尼龍6粉末。實(shí)施例2按尼龍樹(shù)脂與DMF溶劑按重量比為尼龍樹(shù)脂DMF溶劑-1:10的比例，將尼龍66和DMF加入到高壓釜中，邊加熱邊攪拌，加熱到220°C，壓力為UMPa，保壓2.5小時(shí)，停止加熱，冷卻，出料，常壓下熱風(fēng)干燥，溫度《7(TC烘干，回收溶劑制得體積平均粒徑為109.3)im的尼龍66粉末。實(shí)施例3按尼龍樹(shù)脂與DMF溶劑按重量比為尼龍樹(shù)脂DMF溶劑1:20的比例，將尼龍610和DMF加入到高壓釜中，邊加熱邊攪拌，加熱到220°C，此時(shí)壓力為0.9MPa，保壓1.8小時(shí)，停止加熱，冷卻，出料，常壓下熱風(fēng)干燥，溫度《7(TC烘干，回收溶劑制得體積平均粒徑為215.0^m的尼龍610粉末。實(shí)施例4按尼龍樹(shù)脂與DMF溶劑按重量比為尼龍樹(shù)脂DMF溶劑1:30的比例，將尼龍IOIO和DMF加入到高壓釜中，邊加熱邊攪拌，加熱到210°C，此時(shí)壓力為l.OMPa，保壓2.5小時(shí)，停止加熱，冷卻，出料，真空下(一0.09MPa)溫度《9(TC烘干，回收溶劑制得體積平均粒徑為111.3Mm的尼龍1010粉末。實(shí)施例5按尼龍樹(shù)脂與DMF溶劑按重量比為尼龍樹(shù)脂DMF溶劑-1:30的比例，將尼龍46和DMF加入到高壓釜中，邊加熱邊攪拌，加熱到230°C，此時(shí)壓力為l.OMPa，保壓2.5小時(shí)，停止加熱，冷卻，出料，真空下(一0.09MPa)溫度《90'C烘干，回收溶劑制得體積平均粒徑為145.9nm的尼龍46粉末。實(shí)施例6按尼龍樹(shù)脂與DMF溶劑按重量比為尼龍樹(shù)脂DMF溶劑二1:25的比例，將尼龍46和DMF加入到高壓釜中，邊加熱邊攪拌，溫度分別設(shè)置為230°C、240°C、260°C、280°C，保壓2.5小時(shí)，停止加熱，冷卻，常壓下熱風(fēng)干燥，溫度《7(TC烘干，回收溶劑，制得尼龍46粉末。制得粉末的力度分析曲線如圖1所示。從圖1可以看出，溫度較低時(shí)，尼龍46粉末比較粗糙，而恒溫溫度越高，制備的粉末粒徑越小，且峰越窄，即粉末的粒度分布越窄。粒徑分布可用曲線峰的半高寬來(lái)表示，顯然，峰半高寬越小，尼龍粉末的粒徑分布越窄。超細(xì)粉有不同的粒度等級(jí)，500目以下習(xí)慣稱之為細(xì)粉，500~10000目左右為超細(xì)及超微細(xì)粉，萬(wàn)目以上習(xí)慣稱亞納米粉。從圖1得到的不同溫度下的體積平均粒徑、粒度分布曲線峰的半高寬、超細(xì)粉體比率如表1和圖2所示。表1不同溫度下制得尼龍46粉末的體積平均粒徑、半高寬和超細(xì)粉體比率的值<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>從表1和圖2可以看出，隨著溫度的提高，尼龍46的體積平均粒徑逐步減小，這也說(shuō)明設(shè)計(jì)不同的溫度可以獲得不同粒徑的尼龍46粉末。隨著恒溫溫度的升高，粒度分析曲線的半高寬越來(lái)越小，表明尼龍粉末的粒徑分布越來(lái)越窄；500目以上超細(xì)粉體的比率幾乎呈線性增加，28(TC時(shí)，體積平均粒徑達(dá)到65.7pm，相對(duì)于23(TC時(shí)減小了55%;體積平均粒徑的半高寬相對(duì)于230'C時(shí)減小了37%;超細(xì)粉體比率達(dá)到了約30%，相對(duì)于23(TC時(shí)增加了565%。從這些結(jié)果推測(cè)，如果再升高溫度，可能會(huì)得到粒徑更小的尼龍46粉末，但由于升高溫度會(huì)增大系統(tǒng)的壓力，這涉及到系統(tǒng)安全性，再者溫度過(guò)高時(shí)，升溫和降溫的時(shí)間就比較長(zhǎng)，導(dǎo)致效率較低，能耗較大，還可能會(huì)引起尼龍的降解。所以在具體工藝中，應(yīng)根據(jù)具體的使用要求及尼龍品種，選擇適宜的溫度，以達(dá)到最好的制粉效果。實(shí)施例7按尼龍樹(shù)脂與DMF溶劑按重量比為尼龍樹(shù)脂DMF溶劑1:15的比例，將尼龍46和DMF加入到高壓釜中，邊加熱邊攪拌，設(shè)置恒溫溫度為260°C，分別設(shè)置溶劑用量為5、10、20、30ml/g，保壓2.5小時(shí)，停止加熱、冷卻、出料、真空下(一0.09MPa)溫度《9(TC烘干，回收溶劑，制得尼龍46粉末。不同溶劑用量制得粉末的體積平均粒徑、峰半高寬和超細(xì)粉體比率的值如表2所示。表2不同溶劑用量制得尼龍46粉末的體積平均粒徑、半高寬和超細(xì)粉體比率的值<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>從表2和圖3可以看出隨著溶劑用量的增加，體積平均粒徑愈來(lái)愈小，30ml/g時(shí)體積平均粒徑為56.0pm，相對(duì)于5ml/g時(shí)減小了近60%;粒度分析曲線的半高寬越來(lái)越窄，相對(duì)于5ml/g時(shí)減小了近60%，表明尼龍粉末的粒徑分布越來(lái)越窄。DMF用量超過(guò)20ml/g以后，粉末的半高寬變化不大。當(dāng)DMF用量較少(《10ml/g)，500目以上超細(xì)粉體的比率變化不大，當(dāng)DMF用量超過(guò)10ml/g，超細(xì)粉體的比率幾乎呈線性增多，溶劑用量為30ml/g時(shí)，超細(xì)粉體比率近30%，相對(duì)于溶劑用量為5ml/g時(shí)增加了137%。但當(dāng)溶劑用量過(guò)多時(shí)，必然提高制粉成本，回收溶劑能耗偏高，回收時(shí)間偏長(zhǎng)，制粉效率降低，所以，應(yīng)根據(jù)不同用途和尼龍品種，不同的粒徑要求，結(jié)合恒溫溫度，選擇適宜的溶劑用量。實(shí)施例8分別用乙醇和DMF作溶劑制得尼龍6粉末，其粒度分析曲線如圖4所示。從圖4可以看出，用DMF作溶劑比用乙醇作溶劑制得的尼龍6粉末的體積平均粒徑小的多，分別為65.78nm和186.02pm。從曲線的峰寬可知，用DMF制備的尼龍6粉末的粒度分布顯著變窄，這說(shuō)明用DMF比用乙醇制得的尼龍粉末粒徑小、分布窄，更易于制得尼龍粉末。權(quán)利要求1.一種利用DMF制備尼龍粉末的方法，其特征在于將尼龍樹(shù)脂溶解于N-甲基甲酰胺(DMF)溶劑中，經(jīng)高溫保壓、干燥制得，高溫控制為145℃-290℃，壓力為0.7～1.5MPa。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用DMF制備尼龍粉末的方法，其特征在于溶解在攪拌條件下進(jìn)行，攪拌轉(zhuǎn)速為150200r/min。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用DMF制備尼龍粉末的方法，其特征在于在真空下干燥，干燥溫度為《9(TC。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用DMF制備尼龍粉末的方法，其特征在于常壓下熱風(fēng)干燥，溫度《7(TC。5.根據(jù)權(quán)利要求l、2、3或4所述的利用DMF制備尼龍粉末的方法，其特征在于尼龍樹(shù)脂為尼龍6，尼龍66，尼龍IOIO，尼龍610，尼龍46或共聚尼龍的一種。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用DMF制備尼龍粉末的方法，其特征在于將尼龍樹(shù)脂與DMF溶劑按重量比為尼龍樹(shù)脂DMF溶劑=1:3-1:30的比例混合加入到高壓容器中加熱并攪拌，恒溫保溫、保壓使物料均勻分散在DMF溶劑中，再進(jìn)行干燥制得尼龍粉末；溶劑回收后再利用。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種利用DMF制備尼龍粉末的方法，是將尼龍樹(shù)脂溶解于N-甲基甲酰胺(DMF)溶劑中，經(jīng)高溫保壓，冷卻烘干制得尼龍粉末，高溫控制為145℃-290℃，壓力為0.7～1.5MPa；本發(fā)明提供的制備尼龍粉末的方法設(shè)備簡(jiǎn)單，制備過(guò)程易行，溶劑采購(gòu)方便并可回收利用，獲得的尼龍粉末產(chǎn)品粒徑可調(diào)制，顆粒近似球形，粉末流動(dòng)性好，比表面積大。根據(jù)本發(fā)明可制得各品種尼龍粉末，能用于聚合物的成核劑、靜電噴涂技術(shù)涂覆粉末和磁性材料用粉末等。文檔編號(hào)C08J3/12GK101157762SQ20071005515公開(kāi)日2008年4月9日申請(qǐng)日期2007年9月13日優(yōu)先權(quán)日2007年9月13日發(fā)明者何素芹,劉文濤,吳劉鎖,朱誠(chéng)身,李中原,李宏鵬,許書(shū)珍申請(qǐng)人:鄭州大學(xué)