一種液態(tài)熱固性高分子聚合物固化粉化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于碳質(zhì)吸附劑原料制備領(lǐng)域，尤其是碳質(zhì)吸附劑原料用液態(tài)熱固性高分子聚合物固化粉化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]熱固性有機(jī)高分子聚合物被廣泛用作碳質(zhì)吸附劑的制備原料。但是常用作碳質(zhì)吸附劑原料的有機(jī)高分子聚合物如酚醛樹脂大多都是液體，在制備過程中需要固化粉化。同時碳質(zhì)吸附劑一般要求原料粒度在幾微米到幾十微米之間，傳統(tǒng)的固化方式得到的酚醛樹脂固體機(jī)械強(qiáng)度高，硬度大，很難進(jìn)行破碎和粉化。而傳統(tǒng)碳質(zhì)吸附劑用的有機(jī)高分子聚合物粉化大都用大型球磨機(jī)高強(qiáng)度長時間的球磨，這樣的粉化方式對設(shè)備要求高，能量消耗大，生產(chǎn)周期長。如專利CN200810062212以液態(tài)酚醛樹脂為原料制備炭分子篩，其方法為先將酚醛樹脂在150-160°C下固化，然后將原料球磨或氣流磨至粒徑為4-10 μπι。這樣的方法需要大量時間才能得到粒度小于10 μπι的原料粉末。
[0003]專利CN200910062526以有機(jī)高分子聚合物為原料制備炭分子篩，首先將原料在80-150°C固化，固化時間為4-7h ;然后將固化物破碎至1.5cm，在500-900°C下干餾0.5_4h ；最后用球磨或氣磨的方法得到3-8 μπι粒度的原料粉末。這樣通過一次炭化得到的原料，雖然提高了固化后高分子聚合物的易磨性，但是高溫干餾需要消耗大量的能量，并且在一次炭化過程中，原料揮發(fā)分大量損失，對后續(xù)炭分子篩的制備有所影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是在于提供一種液態(tài)熱固性高分子聚合物固化粉化方法，該方法能提高碳質(zhì)吸附劑用有機(jī)高分子聚合物在固化粉化過程中的易磨性，在保證需要粉體粒度要求的同時，減少在固化和磨粉過程中消耗的時間，降低對磨粉設(shè)備的要求，同時減少能量消耗。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下工藝方法:
[0006]一種液態(tài)熱固性高分子聚合物固化粉化方法，步驟如下:
[0007](I)原料按如下質(zhì)量配比混合均勻:基體粉末100份、液體高分子聚合物50-200份和液體添加劑0-10份；
[0008](2)固化:將步驟(I)得到的混合物加熱至60-200°C恒溫固化0.5-1.5h ；
[0009](3)粉碎:將步驟⑵得到的固化物粉碎成直徑不大于5mm的顆粒；
[0010](4)球磨:將步驟(3)得到的顆粒球磨至其中超過90%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的顆粒的粒徑小于50 μπι，即為高分子聚合物粉體；
[0011](5)再混合:以步驟(4)得到的高分子聚合物粉體的一部分作為成品，其余部分作為基體，重復(fù)步驟(1)-(4);
[0012]所述的液體高分子聚合物為用于碳質(zhì)吸附劑生產(chǎn)原料的熱固性高分子聚合物，主要為液態(tài)熱固性樹脂及其改性物；
[0013]所述的基體粉末為熱固性高分子聚合物粉末或高碳有機(jī)物及其炭化物粉末；
[0014]所述的熱固性高分子聚合物粉末為用于碳質(zhì)吸附劑生產(chǎn)原料的熱固性高分子聚合物粉末，主要為熱固性樹脂及其改性物粉末；
[0015]所述的高碳有機(jī)物及其炭化物粉末為煤粉、煤炭化物粉末、木炭粉末、果殼炭化物粉末中的一種或兩種以上混合；
[0016]所述的液體添加劑為乙醇、二氯甲烷、氯仿中的一種或兩種以上混合。
[0017]所述液態(tài)熱固性樹脂及其改性物包括熱固性酚醛樹脂、改性熱固性酚醛樹脂、熱固性苯醛樹脂、熱固性聚酰亞胺樹脂和熱固性聚糠醇樹脂；所述的熱固性樹脂及其改性物粉末包括熱固性酚醛樹脂粉末、改性熱固性酚醛樹脂粉末、熱固性苯醛樹脂粉末、熱固性聚酰亞胺樹脂粉末和熱固性聚糠醇樹脂粉末。
[0018]液體添加劑的作用是作為液態(tài)熱固性高分子聚合物的稀釋劑和溶解劑，將液態(tài)熱固性高分子聚合物均勻的分散在基體顆粒周圍。液體添加劑為小分子易揮發(fā)物質(zhì)，在后續(xù)固化過程中由于受熱揮發(fā)，對產(chǎn)品的性質(zhì)不會造成影響。
[0019]步驟(I)所述的液體高分子聚合物60-120份，得到的混合物表觀形態(tài)為既不大量聚集成團(tuán)，也不自由的分散，在受到外部擠壓后可以自然成型。液態(tài)熱固性高分子聚合物均勻的分散在基體粉末顆粒表面，在基體表面形成液膜；或者均勻分布在基體顆粒之間的間隙中，以較少的量聚集。
[0020]步驟⑷得到的顆粒的粒度為其中超過90%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的顆粒的粒徑小于10 μπι。
[0021]所述的液體高分子聚合物為熱固性酚醛樹脂時，步驟(2)固化溫度為150°C，固化時間為Ih。
[0022]所述的液體高分子聚合物為熱固性酚醛樹脂時，步驟(4)球磨時間為5_15h。
[0023]所述的基體粉末的最優(yōu)選擇為與原料液態(tài)熱固性高分子聚合物同源的固化物的粉體；基體粉末的粒度不大于所需得到的高分子聚合物粉末的粒度。
[0024]再混合的目的是減少產(chǎn)品雜質(zhì)含量，并且大量得到高分子聚合物粉體。
[0025]本發(fā)明實現(xiàn)液態(tài)熱固性高分子聚合物固化粉化的原理是:將液態(tài)熱固性高分子聚合物、液體添加劑與固態(tài)基體顆粒按一定質(zhì)量比例混合。在合適的混合比例條件下，混合過程中，固態(tài)基體顆粒將高分子聚合物液體分散，使高分子聚合物液體可以均勻地分布在基體顆粒表面形成薄膜或者分布在基體顆粒之間的空隙中，避免了高分子聚合物液體的大量聚集。當(dāng)加熱固化時，分散在基體顆粒周圍的液體高分子聚合物發(fā)生固化，形成新的固化層，而新固化層的最大厚度小于基體顆粒的平均直徑，且新固化層與基體顆粒界面的結(jié)合較弱。在隨后的破碎和球磨過程中，由于新的固化層主要以薄膜形態(tài)存在，且其與基體顆粒直間的結(jié)合較弱，在受到到外界作用力下很容易發(fā)生解體，因此降低了破碎和球磨過程中的時間和能量消耗。此外，破碎后的粒度也不會大于原有的基體顆粒，滿足了破碎球磨后的粒度要求。
[0026]當(dāng)熱固性高分子聚合物液體與固態(tài)基體顆粒的質(zhì)量比過小時，單位時間和設(shè)備的生產(chǎn)能力低；當(dāng)熱固性高分子聚合物液體與固態(tài)基體顆粒的質(zhì)量比過大時，形成的新固化層較厚，制備符合要求的聚合物粉體消耗的能量和時間增加。
【具體實施方式】
[0027]以下結(jié)合技術(shù)方案，進(jìn)一步說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0028]實施例1
[0029]將液態(tài)熱固性酚醛樹脂在150°C下加熱1.5h使其發(fā)生固化，之后破碎至粒徑<5mm的顆粒。再在行星式球磨機(jī)中球磨20h，測定其粒徑，得到W5。(Wx為粉體中粒度小于X微米的粉體所占比重)<20 %的粉末。
[0030]實施例2
[0031]將液態(tài)熱固性酚醛樹脂100份、粒度小于10 μπι的椰殼熱解碳115份在混捏機(jī)中混合lh，之后在150°C下加熱Ih固化。之后破碎之粒徑〈5_的顆粒。再在球磨機(jī)中球磨711，得到15。>90%的粉末。
[0032]實施例3
[0033]將液態(tài)熱固性酚醛樹脂100份、粒度小于10 μπι的椰殼熱解碳140份、質(zhì)量分?jǐn)?shù)99%的乙醇25份在混捏機(jī)中混合lh，之后在150°C下加熱固化lh。之后破碎至粒徑<5mm的顆粒。再在球磨機(jī)中球磨7h，得到W1()>90%的粉末。
[0034]實施例4
[0035]將液態(tài)熱固性酚醛樹脂100份、粒度小于10 μπι的同源酚醛樹脂粉末150份、質(zhì)量分?jǐn)?shù)99%的乙醇35份在混捏機(jī)中混合lh，之后在150°C下加熱固化lh。之后破碎至粒徑<5mm的顆粒。再在球磨機(jī)中球磨7h，得到W1Q>90%的粉末。
【主權(quán)項】
1.一種液態(tài)熱固性高分子聚合物固化粉化方法，其特征在于，步驟如下: (1)原料按如下質(zhì)量配比混合均勻:基體粉末100份、液體高分子聚合物50-200份和液體添加劑0-10份； (2)固化:將步驟(I)得到的混合物加熱至60-200°C恒溫固化0.5-1.5h ； (3)粉碎:將步驟(2)得到的固化物粉碎成直徑不大于5mm的顆粒； (4)球磨:將步驟(3)得到的顆粒球磨至其中超過90%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的顆粒的粒徑小于50 μπι,即為高分子聚合物粉體； (5)再混合:以步驟(4)得到的高分子聚合物粉體的一部分作為成品，其余部分作為基體，重復(fù)步驟(1)-(4); 所述的液體高分子聚合物為用于碳質(zhì)吸附劑生產(chǎn)原料的熱固性高分子聚合物，為液態(tài)熱固性樹脂及其改性物； 所述的基體粉末為熱固性高分子聚合物粉末或高碳有機(jī)物及其炭化物粉末； 所述的熱固性高分子聚合物粉末為用于碳質(zhì)吸附劑生產(chǎn)原料的熱固性高分子聚合物粉末，為熱固性樹脂及其改性物粉末； 所述的高碳有機(jī)物及其炭化物粉末為煤粉、煤炭化物粉末、木炭粉末、果殼炭化物粉末中的一種或兩種以上混合； 所述的液體添加劑為乙醇、二氯甲烷、氯仿中的一種或兩種以上混合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液態(tài)熱固性高分子聚合物固化粉化方法，其特征在于，所述液態(tài)熱固性樹脂及其改性物包括熱固性酚醛樹脂、改性熱固性酚醛樹脂、熱固性苯醛樹脂、熱固性聚酰亞胺樹脂和熱固性聚糠醇樹脂；所述的熱固性樹脂及其改性物粉末包括熱固性酚醛樹脂粉末、改性熱固性酚醛樹脂粉末、熱固性苯醛樹脂粉末、熱固性聚酰亞胺樹脂粉末和熱固性聚糠醇樹脂粉末。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液態(tài)熱固性高分子聚合物固化粉化方法，其特征在于，步驟(I)所述的液體高分子聚合物60-120份。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液態(tài)熱固性高分子聚合物固化粉化方法，其特征在于，步驟⑷得到的顆粒的粒度為其中超過90%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的顆粒的粒徑小于10 μπι。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液態(tài)熱固性高分子聚合物固化粉化方法，其特征在于，步驟(4)得到的顆粒的粒度為其中超過90%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的顆粒的粒徑小于10 μπι。6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或5所述的液態(tài)熱固性高分子聚合物固化粉化方法，其特征在于，所述的液體高分子聚合物為熱固性酚醛樹脂時，固化溫度為150°C，固化時間為lh。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液態(tài)熱固性高分子聚合物固化粉化方法，其特征在于，所述的液體高分子聚合物為熱固性酚醛樹脂時，固化溫度為150°C，固化時間為lh。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液態(tài)熱固性高分子聚合物固化粉化方法，其特征在于，所述的液體高分子聚合物為熱固性酚醛樹脂時，固化溫度為150°C，固化時間為lh。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5或7或8所述的液態(tài)熱固性高分子聚合物固化粉化方法，其特征在于，所述的液體高分子聚合物為熱固性酚醛樹脂時，步驟(4)球磨時間為5-15h。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液態(tài)熱固性高分子聚合物固化粉化方法，其特征在于，所述的液體高分子聚合物為熱固性酚醛樹脂時，步驟(4)球磨時間為5-15h。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種液態(tài)熱固性高分子聚合物固化粉化的方法，屬于碳質(zhì)吸附劑原料制備領(lǐng)域。包括如下步驟：原料混合，將需要固化粉化的液態(tài)熱固性高分子聚合物原料和基體按一定配比在混捏機(jī)中混合；固化，將得到的混合物加熱固化；粉碎，在破碎機(jī)中將固化物破碎成顆粒狀；粉化，在球磨機(jī)中將固化顆粒球磨到需要的粒度。本發(fā)明采用混合粉化的方法，提高了固化的高分子聚合物的易磨性，減少了固化粉化時間和這兩個過程中的能量消耗。
【IPC分類】C08L61/06, C08K3/04, C08J3/12
【公開號】CN105111468
【申請?zhí)枴緾N201510579565
【發(fā)明人】徐紹平, 李興偉
【申請人】大連理工大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月14日