專利名稱：：在精細粉末中均勻散布添加劑顆粒的方法和設備的制作方法
技術(shù)領域：
：本發(fā)明涉及用于將超細(superfine)添加劑顆粒均勻地摻合到精細粉末(finepowders)中的方法，特別地講，本發(fā)明涉及用于將小部分的納米級顆粒均勻地摻合和散布到微米級顆粒中的方法。此外，本發(fā)明還涉及用于將超細流動/流化添加劑摻合到精細粉末尤其是精細顏料粉末中的方法，以提高精細粉末的可流動性。
背景技術(shù)：
：有很多場合需要將一部分的較小顆粒摻合到較大顆粒中。經(jīng)常，當較小顆粒非常小時，它們趨向于自己之間聚團，從而難以將它們均勻地散布到相對較大顆粒狀材料的散料中。然而，在許多情況下，均勻散布非常重要，因此必須將聚團盡可能多地打開，以將較小顆粒形成的較大聚團打碎。一個這樣的例子是超細粉末覆層，其中納米級顆粒需要被添加到精細涂覆粉末中，以提高它們的可流動性，并且在一些情況下還要向包覆表面添加特殊的特征。眾所周知，粉末隨著尺寸變小而變得難以傳送，因為強顆粒間力導致顆粒聚團和粉末粘附。有關精細粉末流化和傳送的最重要的理論是Geldart粉末分類(Geldart，D.，"TypesofGasFluidization"，《PowderTechnology〉〉,Vol.7,1973,285-297)和顆粒間力(Visser,J""Aninvitedreview-VanderWaalsandotherCohesiveForcesAffectingPowderFluidization，，，《PowderTechnology》，Vol.58，1989，1-10)。在1973年，位于英格蘭的布拉德夫德大學的Geldart教授提出將所有粉末分為四組，并且用字母A-D將這些組分別表示為可通風的(Aeratable)，可準備鼓泡的(Bubbly-Ready)，粘附性的(Cohesive),和不同類型的(Different,最初命名為可噴動的(Spoutable))(圖1)。GeldartA和B類粉末通常在25-35微米至700-900微米的范圍內(nèi)。這兩組都容易被流化，但A類粉末在流化時具有更大的增加體積的趨勢。D類粉末的尺寸為大約700-900微米至幾毫米，并且更適于被噴動而非流化。C類粉末的尺寸小于大約25-30微米并且非常粘。C類粉末在經(jīng)受流化時的典型特性包括聚團和聚叢為填料床，溝流，甚至完全失流，并且在輸送時間歇性中斷或堵塞(Zhu,J.，"FluidizationofFinePowders",《AdvancesinGranularMaterials:FundamentalsandApplications》，Chapter10，倫敦皇家化學研究會,2003，pp270-295)。這些特征使得C類粉末非常難以傳送。當被用于粉末涂覆時，這些特征轉(zhuǎn)化為在進給料斗中流化不良，在輸送軟管中流動不均，粘附和聚集在軟管和噴槍內(nèi)，以及在噴槍中突噴，導致無法接受的不一致的包覆表面。這是阻礙粉末涂覆行業(yè)使用C類精細粉末的主要障礙。在具有相對較輕的密度時，粉末覆層通常具有大約為22-25微米的GddartA-C分類界限，從而在此范圍內(nèi)的D50規(guī)格的粉末覆層對其顆粒尺寸分布非常敏感。C類粉末的粘附性本質(zhì)源于這樣的事實，即當顆粒尺寸變小時，相對于施加于顆粒的重力和拖曳力而言的顆粒間力的相對量值顯著增大。這樣的強顆粒間力使得各個顆粒彼此粘住并且因此而形成聚團。有三種類型的顆粒間力，范德華力、靜電力和毛細力(Visser,J.，"Aninvitedreview-VanderWaalsandotherCohesiveForcesAffectingPowderFluidization",《PowderTechnology》，Vol.58，1989,1-10;Zhu，J""FluidizationofFinePowders",《AdvancesinGranularMaterials:FundamentalsandApplications》，Chapter10，倫敦皇家化學研究會，2003，pp270-295;以及Seville,J.P.K.，WillettC.D.,Knight,P.C，"InterparticleForcesinFluidization:aReview",《PowderTechnology》，Vol.113，2000，261-268)。范德華力是是個總體名詞，包括分子間存在的偶極/偶極力、偶極/非極性力和非極性/非極性力(Seville,J.P.K.，WillettC.D.,Knight,P.C，"InterparticleForcesinFluidization:aReview",《PowderTechnology))，Vol.113,2000,261-268)。范德華力總是存在并且通常是指這三種力中的最大顆粒間力。范德華力只在顆粒足夠接近時才變得9明顯，例如彼此相隔0.2至1.0納米時(Visser，J.，"Aninvitedreview-VanderWaalsandotherCohesiveForcesAffectingPowderFluidization，，,《PowderTechnology〉〉，Vol.58,1989，1-10)。范德華力可以這樣理解，設想分子瞬間擁有不同的電子形態(tài)，這使得它們具有偶極特性。這種順勢狀態(tài)會對相鄰分子產(chǎn)生作用，以使相鄰分子也具有偶極。作為結(jié)果，以及偶極之間一般相互吸引的后果，分子相互吸引，即使是它們分別是無極性的時。靜電力是當具有不同工作功能的顆粒相互接觸時通過摩擦生電或通過產(chǎn)生電勢差而出現(xiàn)的。毛細力源于緊密接觸的顆粒之間的間隙中的流體濃度導致的顆粒之間的液橋力。應當指出，更高的毛細力是以靜電力為代價獲得的，靜電力隨著濕度增大而消失。由于強顆粒間力，C類粉末通常被認為是不可流化并且不可氣動傳輸?shù)?，因此是不可噴射的。關于流化方面，有時可能出現(xiàn)流化，但流化是以聚團的形式而非原級顆粒的形式。結(jié)果，GeldartC類粉末被認為在大多數(shù)情況下無法使用。另一方面，在許多行業(yè)越來越多地要求使用C類粉末，因為較小顆粒尺寸并不能帶來太多益處。例如，C類顆粒由于它們的特殊性質(zhì)而已經(jīng)被廣泛應用于新興材料和化學工業(yè)。由于具有高比表面積(specificsurfacearea),較小的原級顆粒在陶瓷工業(yè)或粉末冶金工業(yè)通常導致更高的最終產(chǎn)品質(zhì)量。更精細的粉末還在粉末涂覆行業(yè)中導致覆層光潔度的顯著提高(ZhuJ，ZhangH，"Ultrafinepowdercoatings:Aninnovation",《PowderCoating》,16(7)，39-47,2005;以及ZhuJ，ZhangH,"Finepowdercoatingsoffermanyotheradvantagesbesidesbettersurfacequalityandthinnerfilms",《PowderCoating》，2006年2月7日)。氣凝膠粉末可以為催化化學反應提供非常高的表面區(qū)域。另外，精細和超細粉末在制藥、塑料和食品工業(yè)中的重要性越來越高(Zhu,J.,Wen，J.，Ma，Y.，Zhang,H.，2004年的美國專禾U6，684，917"ApparatusforVolumetricMeteringofSmallQuantityofPowderfromFluidizedBeds";以及Zhu，J.，Luo，Y"Ma，Y.，Zhang，H.,2005年提交的美國專利"DirectCoatingSolidDosageFormsUsingPowderedMaterials")。因此，解決前述問題將有助于打破精細顏料粉10末涂布中的障礙，并且為粉末涂覆行業(yè)和其它行業(yè)打開具有良好前景的市場。針對這些需求，不同的措施被采用以提高這些c類粉末的可流動性、流化性和輸送性。這些措施通常被稱作流化輔助措施，其中包括機械攪拌，聲波、機械或超聲波振動，添加大得多的顆粒以提供額外攪拌，以及流化氣體脈沖，而這只是其中一些。對于某種給定的c類粉末上述措施中的一些比另一些更有效，但隨著粉末的尺寸變得更精細，幾乎所有上述措施的效用都趨向于消失。添加小得多的顆粒例如煙化石英顆?？勺鳛榱硪环N途徑來增大某些c類粉末的流化能力，并且在工業(yè)中已經(jīng)被應用了幾十年了。另一方面，添加許多其它更精細顆粒被指出可提高精細粉末的可流動性。因此，其機理尚未被清楚地了解，盡管有些人推測這可能是由于出現(xiàn)的"潤滑劑"效應。粉末涂覆是一種環(huán)境友好型技術(shù)，因為它不必使用有機或無機溶劑，并且能夠重新使用過度噴射的漆。然而，目前的有關粉末涂覆的技術(shù)不能提供與"濕涂層"一樣的高光潔度質(zhì)量，這阻礙了這項技術(shù)的應用的進展。在美國專利5,171,613中提到，粉末涂覆一般的特點是具有較差的膜均勻度，較差的圖像分辨率，以及較重的橘皮狀外觀。此外，即使是為了獲得如此有限的性能特點，也需要獲得過大的膜厚，這是由于大顆粒尺寸導致難以獲得薄膜。目前，許多重要的覆層，例如轎車/卡車車身上的彩色涂層和透明涂層，仍然是濕式涂覆的，這是由于與粉末涂覆相關的質(zhì)量問題和額外厚度。盡管粉末覆層已經(jīng)被用作汽車車身的底漆，然仍存在問題，例如顆粒聚團，這導致包覆表面不理想，例如具有粗粒和顆粒球，這就要求后續(xù)拋光。這樣的后續(xù)拋光會產(chǎn)生問題，并且僅僅對于底漆而言可行，而不能用于最外面的透明涂層。粉末覆層的低質(zhì)量的表面光潔度(橘皮問題等)和不必要的額外厚度，通常45-50微米或以上，主要是由于微米粉末涂覆行業(yè)中目前采用的大的平均顆粒尺寸30-50微米引起的?？梢岳斫?，平均顆粒尺寸<20微米的超細粉末可以極大地提高粉末覆層光潔度的質(zhì)量，使得它們能夠與濕式涂覆的光潔度相媲美。與此同時，所述超細粉末還能夠施加10至25微米甚至更薄的薄膜涂層。然而，小于20微米的涂覆粉末落入GddartC類，因此難以在粉末涂覆行業(yè)中應用。粉末涂覆行業(yè)已經(jīng)致力于提高精細顏料粉末的可流動性以使得它們的涂布成為可能，例如，美國專利5,567,521、5，498，479、5,635,548和5,948,866。它們中的一些提出向精細粉末添加流化添加劑(例如氧化硅，氧化鋁，氫氧化鋁和其它礦物等)以增大其可流動性。在這些專利中，有一些還會專門介紹了將添加劑加入精細粉末中的方法(美國專利5，567，521和5,498,479)，而其余大部分則沒有。那些沒有描述加入方法的專利中指出添加劑利用高速(高剪切)混合器而與精細粉末干式混合，例如利用可從MitsuiMiikeCo.,Ltd獲取的HenschelMix6r0除了涂覆，還存在這樣的情況，其中要求將小比例的相對更精細顆粒混合和散布到散料較大顆粒中，并且以微觀級別良好地散布混合可能是有益的。例如，選擇性的激光燒結(jié)是這樣的過程，其中涂覆有薄層塑料材料(或具有低熔點的一些其它材料)的金屬顆粒通過激光束而被"熔接"在一起，以形成結(jié)構(gòu)化部件。塑料覆層的功能是將金屬顆粒"膠粘"在一起，并且隨后塑料材料在高溫燒結(jié)過程中被完全去除，而金屬顆粒被最終"熔接"在一起。在這一過程中，有利的是使用較小金屬顆粒以使得最終部件具有更平滑的表面。為了確保更精細金屬顆粒正確流動，超細塑料(或其它材料)顆?？杀惶砑印Ｔ谶@種情況下，然而，添加超細塑料顆粒不但能夠提高散料金屬顆粒的可流動性，還能在每個較大金屬顆粒上形成一層超細塑料顆粒(如果散布得好的話)。這樣的"顆粒覆層"可以目前涂布的取代塑料覆層，從而通過消除額外步驟而導致顯著的節(jié)約。應當指出，這一點還可以擴展到這樣的情況，其中超細塑料顆粒涂覆在另一類型的塑料顆粒上，以及低熔點的超細金屬顆粒涂覆在高熔點的較大散料金屬顆粒上。另外，為了用作"膠合"劑，這樣的覆層不需要必須是連續(xù)層。本發(fā)明人試圖對精細粉末涂布技術(shù)有所突破，其中包括精細顏料粉末涂覆技術(shù)。一些關鍵技術(shù)已經(jīng)研制出來，用于向散料顆粒狀材料中均勻散布精細和超細顆粒，以實現(xiàn)流暢的流化和氣動輸送，以及實現(xiàn)將精細粉末均勻噴射到制品表面上。這些技術(shù)的一個方面包括所提出的流化添加劑和這些添加劑的形成方法，這對精細粉末提供了最佳的流化輔助措施(美國專利6,833,185)。特別地講，美國專利6,833,185公開了，為了使得精細粉末添加劑能夠用于提高精細粉末的可流動性，添加劑顆粒需要非常小，并且還要具有很小的表觀顆粒密度。只有當這兩個條件被滿足時，這種添加劑對于改進可流動性來說才是有效的。更高的比例通常會帶來可流動性的更好的改進。在涉及粉末傳送的各個行業(yè)中，通常在粉末制造和涂布操作中需要更高的粉末的可流動性。例如，幾十年來的實踐中將流化添加劑例如氧化硅和氧化鋁干式混合到粉末中以提高其可流動性，并因此使得操作可行。在粉末制成后，流化添加劑通常在攪拌器中被混合到散料粉末中(例如滾筒式混合器或一些其它類型的低剪切混合器)，或者在一些情況下在高剪切混合器中。在一些情況下，在粉末被機械粉碎之前，流化添加劑被加入到粉末中。舉例來說，一些常規(guī)尺寸的粉末覆層(D5O30至35微米)呈現(xiàn)出強粘附性，這是因為在粉末配方中添加了一或多種化學成分，并且因此流化添加劑(氧化硅和氧化鋁)常被添加到將被研磨的顏料碎片中。在這種情況下，添加劑通過粉末粉碎過程而被散布到粉末中，所述粉末粉碎過程類似于高剪切混合過程。對于精細粉末，其它研究人員提出的唯一混合方法是使用高剪切混合器(美國專利5,567,521，美國專利5,498,479)。然而，這些摻合方法存在一些缺點。一個這樣的缺點是對于溫度敏感材料(包括顏料粉末以及其它粉末如有機材料)來說混合溫度和時間必須被嚴格地控制。在大多數(shù)情況下，總是在高剪切混合器中存在"死區(qū)"，因此，未散布的添加劑留在粉末中，這在很多情況下是非常不利的。例如，在精細粉末覆層涂布時，粉末覆層中的未散布的添加劑，大部分以聚團的形式，將引起最終表面上的缺陷(粗粒和缺料)。此外，對于在研磨過程之前加入添加劑的混合方法，一些添加劑(大約30%-80%)已知會通過旋風式分離器流失到袋式容置部中(如果旋風式分離器被用于收集研磨后的粉末)。剩下的添加劑還不一定是均勻地散布的，因此不一定能有效地用作流動劑。在混合過程中，一些添加劑顆粒可能被推入被改性的粉末的顆粒表面中，導致添加劑的功能損失。這些缺點對于某些應用例如常規(guī)尺寸的粉末涂覆來說是可容忍的。首先，常規(guī)涂覆粉末不需要像那樣精細涂覆粉末需要那么多流化添加劑，這意味著出現(xiàn)的添加劑聚團會少得多，并且因此而引起光潔度缺陷的可能性小得多。其次，常規(guī)尺寸粉末覆層通常形成60-100微米的覆膜。具有這種厚度的膜能夠掩蓋幾乎所有的添加劑聚團，并且呈現(xiàn)出無缺陷的表面光潔度。然而，對于精細粉末，尤其是精細涂覆粉末，這些缺點中的一些不再是可容忍的。一種代表性的精細粉末覆層膜厚是大約10至50微米。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，從前述現(xiàn)有技術(shù)混合方法(例如高剪切混合器)獲得的添加劑聚團的尺寸常?？蛇_50微米，偶爾會達到100微米，取決于混合剪切應力、混合時間以及高剪切混合器中"死區(qū)"的不活躍程度。如果粉末時利用這些己知混合方法制備的話，許多粗粒和缺料通常存在于精細粉末覆層精飾上。這是由于這樣的事實，即一些添加劑聚團太大而不能被顏料膜覆蓋。因此，具有下述特點的更有效的混合方法對于精細粉末來說是高度期望的。這樣的混合方法應當不只確保以宏觀級別(macro-scale)將流化添加劑均質(zhì)混合到精細粉末中，還能以微觀級別(micro-scale)實現(xiàn)混合。這樣的微觀級別混合步驟對于非常好地將添加劑散布到精細粉末中、確保實現(xiàn)添加劑的最大功能是必需的?；旌戏椒☉敶_保干式混合的添加劑的聚團尺寸小于它們自身的散料顆粒尺寸。對于粉末涂覆，聚團尺寸應當小于精細粉末顏料涂布的膜厚，從而不會因存在任何添加劑聚團而引起缺陷。優(yōu)選地，混合方法應當盡可能多地將超細添加劑保留在精細粉末中，以維持更低的成本。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的各種實施方式提供了可被用于有效地將較小超細顆粒均勻地散布到包括較大精細顆粒的粉末中的方法。這些實施方式基于一種本發(fā)明人剛剛研制出的機構(gòu)，還基于如何將較小尺寸的添加劑混合到較大尺寸的粉末中，特別是如何將納米或亞微米尺寸范圍的超細添加劑混合到亞微米或微米范圍的精細粉末中，以實現(xiàn)最佳的添加劑散布，并且避免添加劑的非均勻散布和添加劑聚團所引起的缺點。本發(fā)明的方法可以用于混合多種類型的不同尺寸的顆粒，但已發(fā)現(xiàn)其特別有利于混合加入精細顏料粉末的超細流化添加劑，以消除流動添加劑非最佳散布和添加劑大塊聚團所引起的問題，例如顏料表面針孔和/或缺料。在本發(fā)明的一個方面，提供了一種將超細添加劑顆粒加入精細粉末的方法，包括下述步驟a)將選定量的超細添加劑顆?；旌系桨ň毞勰╊w粒等的粉末中，以獲得具有超細添加劑顆粒和精細粉末顆粒之間的宏觀級別均質(zhì)性的混合物；以及b)通過使所述混合物穿過篩子而篩分所述混合物，所述篩子被構(gòu)造成其孔眼尺寸范圍為大約1至大約1000微米，以打碎超細添加劑顆粒和精細粉末顆粒這二種顆粒的聚團，并且將所述超細顆粒散布到所述精細粉末顆粒上，以實現(xiàn)微觀級別的均質(zhì)性。在本發(fā)明的另一實施方式中，提供了一種將超細添加劑顆粒加入精細粉末的方法，包括下述步驟a)將選定量的超細添加劑顆?；旌系骄毞勰╊w粒中，以獲得具有超細添加劑顆粒和精細粉末顆粒之間的宏觀級別均質(zhì)性的混合物；b)通過使所述混合物穿過篩子而篩分所述混合物，所述篩子的孔眼尺寸范圍為大約1至大約200微米，以打碎超細添加劑顆粒和精細粉末顆粒這二種顆粒的聚團，以實現(xiàn)微觀級別的均質(zhì)性，并且將至少一些超細添加劑顆粒散布到精細粉末顆粒上；以及c)重復步驟b)，以增加超細添加劑顆粒在精細粉末顆粒上的粘附性。本發(fā)明還提供了一種將超細添加劑顆粒加入精細粉末中的設備，包括a)混合器，其被構(gòu)造成將預選定量的超細添加劑顆粒與精細粉末顆粒混合，以獲得具有超細添加劑顆粒和精細粉末顆粒之間的宏觀級別均質(zhì)性的混合物；以及b)篩子，所述混合物穿過所述篩子，所述篩子被構(gòu)造成其孔眼尺寸在大約1至大約1000微米的范圍內(nèi)，以打碎超細添加劑顆粒和精細粉末顆粒這二種顆粒的聚團，并且將所述超細顆粒散布到所述精細粉末顆粒上，以實現(xiàn)微觀級別的均質(zhì)性。下面將參照附圖而僅以非限定性實施例描述本發(fā)明，在附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)曲線圖，顯示了根據(jù)粉末流化特性所作的Geldart分類；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的方法進行分批操作時的用于將粉末顆粒與流化添加劑混合的設備的實施方式；圖3示出了連續(xù)操作時用于將粉末顆粒與流化添加劑混合的設備的另一實施方式；圖4示出了混合設備的另一實施方式，該混合設備包括帶有螺桿輸送機的旋轉(zhuǎn)型篩子，既被用作宏觀級別的預混合器又被用作微觀級別的最終混合器；圖5示出了混合設備的另一實施方式，該混合設備包括帶有螺桿輸送機的超聲波篩子系統(tǒng)，既被用作宏觀級別的預混合器又被用作微觀級別的最終混合器；圖6示出了混合設備的另一實施方式，該混合設備包括帶有螺桿輸送機的渦輪型篩子系統(tǒng)，既被用作宏觀級別的預混合器又被用作微觀級別的最終混合器；圖7示出了用于混合粉末的粉末加工線的實施方式的示意圖，顯示了加工流程中一或多種添加劑可被加入的可能點；圖8示出了用于連續(xù)混合過程粉末混合加工線的設備的另一實施方式，其中超細粉末添加劑在粉料磨的上游被加入；圖9a示出了在預篩選(只方法D)后顏料粉末混合物的照相圖片；16圖9b示出了在預篩選和精細篩選(方法A)后顏料粉末混合物的照相圖片；圖IO示出了包覆顆粒的表面上的添加劑大塊聚團(方法D)的掃描電鏡(SEM)照片；圖11示出了包覆顆粒的表面上的添加劑小塊聚團(方法A)的掃描電鏡(SEM)照片。具體實施例方式總體而言，這里描述的實施方式面向用于均勻地散布添加劑顆粒到精細粉末中的方法和設備。根據(jù)需要，本發(fā)明的實施方式在這里被公開。然而，所公開的實施方式僅僅是示例性的，并且應當理解，本發(fā)明可以以多種不同的和替代性的方式實施。附圖不是按比例繪制的，并且一些特征可能被夸大或縮小以顯示特殊元件的細節(jié)，同時一些有關的元件可能被略去以防止其遮擋本發(fā)明的新穎方面。因此，這里公開的特定結(jié)構(gòu)和功能細節(jié)不能認為是限定性的，而應當認為僅僅是權(quán)利要求的基礎，以及指導本領域技術(shù)人員以各種方式采用本發(fā)明的示例性基礎。出于指導而非限定的目的，所示出的實施方式涉及用于向精細粉末中均勻地散布添加劑顆粒的方法和設備。本發(fā)明解決了均勻地摻合超細添加劑顆粒到精細粉末中的技術(shù)問題，更具體地講，本發(fā)明解決了與將選定量的包含納米級顆粒的粉末均勻地摻合和散布到包含微米級顆粒的粉末中有關的技術(shù)問題。本發(fā)明的實施方式提供了方法和裝置，用于將小部分的添加劑顆粒與精細粉末摻合，其中精細顆粒的尺寸大于添加劑的尺寸。特別地講，本發(fā)明提供了用于將精細添加劑顆粒摻合到散料精細GddartC類粉末中的方法，以實現(xiàn)添加劑的預期的和最佳的效果。更具體地講，本發(fā)明提供了一種有效的裝置，用于將納米至亞微米尺寸的超細流化添加劑均勻地摻合到亞微米至微米級精細粉末中。在特定應用中，亞微米至微米級尺寸的精細粉末是精細顏料粉末，并且本發(fā)明的方法可以實現(xiàn)添加劑最佳散布到粉末中，從而避免非均勻散布添加劑以及添加劑的聚團所引起的問題。在粉末涂覆領域，本發(fā)明公開了如何將超細流化添加劑混合到精細顏料粉末中，以消除流動添加劑的非最佳散布以及存在添加劑的大塊聚團所引起的問題，例如顏料表面上的針孔和/或缺料。這里公開的本發(fā)明包括兩個混合步驟，即宏觀級別的混合和微觀級別的混合，或它們的等同替換。這里公開的本發(fā)明還提供了用于選擇適當?shù)奈⒂^級別的混合裝置的途徑，特別地講，用于選擇篩網(wǎng)孔眼尺寸和篩子的類型以及其它處理規(guī)程，以提高超細添加劑在精細散料顆粒狀材料中的散布。特別地講，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了下面的方法，用以確保添加劑在精細粉末中的良好的整體均勻性和添加劑顆粒在精細粉末顆粒的表面上的最佳散布。該方法還確保所有添加劑聚團被打碎到它們的原級顆粒形式(單顆粒)，或被打碎到非常小的聚團，該聚團的最大尺寸小于給定尺寸即散布過程中所用篩子的孔眼或開口。廣義上講，該方法可以分為兩種方法A:用于分批操作，其中預摻合過程以宏觀級別將添加劑均勻地混合到精細粉末體中，然后是微觀級別的混合過程，例如穿過精細篩網(wǎng)，以將顆粒狀添加劑進一步散布到精細粉末表面上；以及方法B:用于連續(xù)操作，其中在加工流程中位于預混合器或其等效裝置的上游的點，添加劑以給定的質(zhì)量流率被連續(xù)地添加到流動的精細粉末流中，以實現(xiàn)宏觀級別的混合。然后，微觀級別的混合過程，例如穿過渦輪型篩選混合器，提供添加劑向精細粉末中的更均勻的散布。因此，本發(fā)明提供了兩類或更多類顆粒的均勻的混合物，其中至少兩類成分具有顯著不同的平均顆粒尺寸，該混合物是通過這樣的方法的來的，該方法包括宏觀級別的混合過程，其提供了添加劑在精細粉末中的整體均勻性，以及微觀級別的散布過程，其確保有效地解除聚團和添加劑在精細粉末中的最佳散布。更具體地講，對于金屬、木材、塑料和藥物劑型(藥片和藥丸等)上的精細粉末覆層，本發(fā)明提供了有效的方法，以最大化添加劑的效用和避免缺陷，例如顏料表面上的針孔和/或缺料，精飾表面上引起的大塊聚團，和添加劑的非均勻散布。在另一特定情況下，本發(fā)明提供了有效的技術(shù)，用以最大化納米級流化添加劑的效用，從而實現(xiàn)流化超細制藥粉末(在0.1至10微米的范圍內(nèi))，用于肺用藥物施予，以便增大藥物發(fā)放和施予的精度和效率。在另一特定情況下，本發(fā)明還提供了一種增強c類精細粉末的運送能力的方法，以便用于選擇性的激光燒結(jié)過程，以獲得具有更平滑的表面和更強結(jié)構(gòu)的制品。在又一情況下，本發(fā)明提供了有效的方法，以將小部分的功能性納米級或微粒顆粒加入到散料狀特定材料中，以便為散料狀特定材料提供附加的特性，既可以以它們的排出粉末形式，也可以以一些涂布形式(例如由粉末覆層形成的固化表面)。本發(fā)明還提供了一種一般方法，用于將非常小的顆粒例如亞微米和納米級顆粒散布到散料顆粒狀材料中。特別地講，本發(fā)明提供了優(yōu)異的方法用于將功能性納米顆粒散布和混合到特定材料中，以獲得特殊效果。例如，均勻地散布碳納米管可以顯著提高散料粉末的導電性。當碳納米管被散布到涂覆粉末中后，最終覆層不但具有優(yōu)異的導電性，還具有更高的機械強度。當經(jīng)歷了專門處理以具有憎水性的納米顆粒被添加到樹脂(涂覆)粉末中后，本發(fā)明人制作出了具有極高憎水性的表面，其表面接觸角為160度，達到了真正洛特斯合金的效果。在另一實施方式中，本發(fā)明還提供了一種一般方法，用于將一部分相對更精細顆粒散布到較大散料顆粒中，并將更精細顆粒涂覆到較大顆粒上。這里，均勻散布這些更精細或超細顆粒導致它們的相當大的部分粘附到大顆粒上，并且因此在較大顆粒的表面上形成干式覆層。對于選擇性的激光燒結(jié)過程，這樣的干式覆層可以取代金屬顆粒上預包覆塑料層，因此消除了過程中的額外步驟。當然，這些更精細顆粒的散布，典型地在亞微米或納米級范圍內(nèi)，還能顯著提高散料粉末的可流動性，以使得更精細的散料粉末可被用于加工過程，這反過來又導致最終選擇性的激光燒結(jié)制品的更平滑的表面。類似地，利用本發(fā)明，精細或超細(塑料、玻璃或其它材料)顆粒可以干式涂覆到相對較大塑料顆粒上，以便選擇性地激光燒結(jié)塑料部件。還可以擴展到將低熔點的精細金屬顆粒干式涂覆到高熔點散料金屬顆粒上。對添加劑和散料粉末材料以及它們的相對尺寸的定義可以遵循在先美國專利196,833,185，該文獻整體上以引用方式并入本申請。這里使用的表達"宏觀級別的混合"是指這樣的混合過程，其通常在低剪切混合器中執(zhí)行，所述低剪切混合器將添加劑干式混合到散料粉末中，以達到這樣的"均質(zhì)度"或"均勻狀態(tài)"，即在每個以及任何8cm3的混合物立方塊中的平均添加劑濃度位于整體平均添加劑濃度的10%變化范圍內(nèi)，并且不存在尺寸大于5mm的添加劑聚團。換言之，這樣的混合只確保毫米級的均勻性。這里使用的表達"微觀級別的混合"是指這樣的混合過程，其通常利用本發(fā)明描述的方法完成，以將散料粉末體內(nèi)的干式混合的精細添加劑顆粒進一步散布至這樣的"均質(zhì)度"或"均勻狀態(tài)"，即在每個以及任何1mn^的混合物立方塊中的平均添加劑濃度位于整體平均添加劑濃度的10%變化范圍內(nèi)，并且不存在尺寸大于50微米的添加劑聚團，優(yōu)選不存在大于20微米、更優(yōu)選不存在大于1微米的添加劑聚團，取決于具體應用中的要求。這里使用的術(shù)語"篩子"指的是在網(wǎng)材、線編篩網(wǎng)或其它支撐結(jié)構(gòu)上具有孔眼、網(wǎng)眼、穿孔或類似物的任何裝置。當非常小的添加劑顆粒與較大粉末顆粒一起穿過篩子時，添加劑顆粒將會更均勻地與其它較大粉末顆粒相互混合，而大于孔眼尺寸的粗顆粒被與更精細顆粒分離，從而從所產(chǎn)生的混合物篩分掉。這里使用的術(shù)語"大約"，當與尺寸、溫度或其它物理性能或特性的范圍一起使用時，是指覆蓋該尺寸范圍的上限和下限的可能存在的略微變化，從而不排除這樣的實施方式，即平均而言大多數(shù)尺寸符合要求，但一些統(tǒng)計學分布的尺寸落在該范圍之外。例如，在本發(fā)明的實施方式中，孔眼尺寸在大約20至大約55微米之間的篩子被使用，但從統(tǒng)計學上講，可以有少量孔眼落在該范圍之外，即下限在18或19微米、上限在56或57微米。不能認為這樣的實施方式，例如上面這些，被排除在本發(fā)明之外。本發(fā)明提供了一種干式混合方法，其涉及一種預混合過程，該過程以宏觀級別將添加劑均勻地混合到精細粉末體中，然后是精細篩選混合過程，其以微觀級別工作以將顆粒狀添加劑散布到精細粉末中，例如在示于圖2和3的實施方式中，如后面所描述。預混合過程用于實現(xiàn)宏觀級別的混合并且通常是通過低剪切混合器實現(xiàn)的，低剪切混合器可在以宏觀級別處理的粉末中實現(xiàn)添加劑一定程度的整體均質(zhì)性。當然，這種預混合工作，也可以在高剪切混合器中進行，如果操作成本不是重要問題的話。這種宏觀級別的混合的主要目的是將添加劑顆粒散布到散料粉末中，但不需要非常均勻地以微觀級別。換言之，此時要做的并不是有意打碎可能有的添加劑的聚團或散料顆粒的聚團，盡管一些特別大的聚團無疑會在此時被打碎。進一步打碎較小聚團是第二步-微觀級別混合的任務。精細篩選混合以獲得微觀級別的均質(zhì)性是添加劑的均質(zhì)化過程中的關鍵步驟。在本發(fā)明中，篩選操作被用于將添加劑聚團進一步打碎至這樣的程度，即添加劑以微觀級別良好地散布到精細粉末中，并且已經(jīng)觀測到，處理過的粉末中不存在任何大于篩網(wǎng)孔眼尺寸的添加劑聚團。特別地講，對于精細粉末涂覆應用，優(yōu)選孔眼尺寸為55微米或以下。更特別地講，對于大多數(shù)精細粉末涂覆應用，所需的包覆膜厚小于45微米，優(yōu)選孔眼尺寸小于45微米。更特別地講，對于一些要求包覆膜厚小于20微米的應用，優(yōu)選孔眼尺寸小于20微米。參看圖2，為了以分批操作制備粉末混合物，精細添加劑被添加到散料粉末中，然后在粉末混合器10內(nèi)的預摻合過程中以宏觀級別進行混合，所述粉末混合器用于兩種粉末的第一步驟的宏觀級別的混合，其中，混合器IO包括攪輪12，該攪輪既可以是低剪切混合器，也可以是高剪切混合器，這取決于攪輪12的轉(zhuǎn)速。在這個步驟之后，預混合的粉末這放到容器16(篩選混合器)中，以便進行第二步驟或最終微觀級別的混合步驟。篩選混合器16包括精細篩網(wǎng)18，以將精細顆粒狀添加劑進一步散布在散料粉末中。對于連續(xù)操作，可以使用某種設備，例如圖3中以附圖標記30總體上表示的設備。添加劑在加工流程中的位于預混合器或其等效裝置上游的點以給定的質(zhì)量流率被連續(xù)地添加到流動的散料粉末流中。然后，混合物流入混合容器IO，以便進行宏觀級別的混合。在第一預混合步驟后，宏觀混合的粉末然后流入第二混合腔室16，該第二混合腔室此時是通過管道32連接著的，以便進行第二微觀級別的混合步驟，在此粉末通過精細篩網(wǎng)18，以提供將添加劑更均勻地散布到散料粉末中。在圖2和3中，篩選混合器16可以是旋轉(zhuǎn)型篩子、超聲波篩子、渦輪型篩子或任何其它類型的網(wǎng)篩，以便于混合的粉末流通過精細篩網(wǎng)。在連續(xù)操作的情況下，仍需要預混合機構(gòu)以實現(xiàn)添加劑在被處理的粉末中的整體均質(zhì)性。圖4示出了混合器40的替代性實施方式，其將組合在螺桿輸送機48中的螺桿46用作預混合器，以確保整體散料均質(zhì)性。篩子42中的攪輪50還被用作預混合器，以有助于確保整體均質(zhì)性。旋轉(zhuǎn)型篩子42上的篩網(wǎng)44用于微觀級別混合的目的。采用這里公開的兩個步驟的混合過程的混合器的進一步實施方式示于圖5和圖6，其中圖5顯示了一種超聲波篩子系統(tǒng)，其配有螺桿輸送機，并且位于超聲波篩網(wǎng)上方的區(qū)域用作宏觀級別的預混合器，而位于超聲波振動篩網(wǎng)下方的精細篩網(wǎng)用作微觀級別的最終混合器；圖6顯示了一種渦輪型篩子系統(tǒng)，其配有螺桿輸送機，并且連接管用作宏觀級別的預混合器，渦輪型篩子用作微觀級別的最終混合器。更具體地講，圖5中以附圖標記60表示的實施方式包括位于用于實現(xiàn)宏觀級別混合的管64內(nèi)部的螺桿輸送機62。兩種不同尺寸的顆粒被引入到輸入口66中或在輸入口66上游的點被引入，并且預混合的粉末混合物在被驅(qū)動通過管64后從另一端68落入超聲波篩子70中。超聲波篩子70中的精細篩網(wǎng)72便于微觀級別的混合。圖6以附圖標記80示出了混合設備的另一實施方式，其包括與設備60中所用的相同的螺桿輸送機62，但本例中由螺桿輸送機62預混合的粉末混合物流入渦輪型篩子(turbosifter)84的輸入口82，該渦輪型篩子被用于微觀級別的散布。在上面兩種情況下，螺桿輸送機62被用于進給粉末混合物(已經(jīng)添加了一或多種添加劑)到篩子70(圖5)或渦輪型篩子84(圖6)中，從而螺桿輸送機62本身除了進給粉末外，還被用作預混合器。構(gòu)成設備80—部分的渦輪型篩子84包括背面吹風型轉(zhuǎn)盤86。已經(jīng)在渦輪型篩子84中經(jīng)歷了第二精細混合步驟后的粉末混合22物然后被進給到管道90中，并且混合了的粉末被進給到氣固分離器92(優(yōu)選為旋風式的，但本領域中已知的其它氣固分離器也可采用)中，以便將混合后的粉末與氣流分離。然后，最終制品收集被收集在旋風式分離器的底部。用于最終篩選混合的篩子的各種替代品可以是用于粉末加工的任何類型的。其可以是振動型的、旋轉(zhuǎn)型的、超聲波型的、渦輪型的或任何其它類型的，只要能利用選定類型的篩子實現(xiàn)特定應用所需的生產(chǎn)能力即可。然而，可以使用的優(yōu)選篩子包括用于精細涂覆粉末的旋轉(zhuǎn)型的(帶堵塞清除機構(gòu))或超聲波型的篩子，因為精細顏料粉末容易堵住篩網(wǎng)，并且如不借助于震蕩來清除篩網(wǎng)堵塞就非常難以穿過精細篩網(wǎng)。渦輪型篩子涉及利用氣流攜帶粉末通過篩網(wǎng)，因此是更高效的，但通常要求使用顆粒分離器，這可能引起添加劑的一定損失。然而，如果精細添加劑可以被有效地保留和/或不必考慮添加劑的成本的話，渦輪型網(wǎng)篩仍是一種良好的選擇。在示于圖5和圖6的兩種情況中，螺桿輸送機62被用于進給粉末混合物(已經(jīng)添加了一或多種添加劑)到篩子70(圖5)和84(圖6)中。螺桿輸送機62本身除了用于進給粉末外，還被用作預混合器。優(yōu)選地，螺桿輸送機62具有更長的螺旋推進件以及旋轉(zhuǎn)攪拌器，以促進更好的預混合?；蛘?，單獨的混合器，例如示于圖3中的，可以用來執(zhí)行預混合以便用于連續(xù)操作。該實施方式同簡單的螺桿輸送機相比能夠行的更好的預混合。在連續(xù)過程中，添加劑可在預混合操作上游的許多加工流程點被加入到精細粉末中，當然也是在最終精細篩選混合操作的上游。例如，圖7示出了一種設備100，其提供了在粉末加工線中用于添加添加劑顆粒的若干可行位置，所述粉末加工線利用本發(fā)明將粗粉末研磨成精細粉末，然后將添加劑顆粒加入到精細粉末中。在示于圖7的設備100中，包含粉料磨102，其用于對大尺寸粉末進料進行研磨；還包含旋風式分離器或分級器104，其將額外氣體和/或具有不理想尺寸的顆粒從粉末散料分離出來；可選的預混合器106，其用于宏觀級別的混合，如有必要的話；以及篩選混合器108，其用于微觀級別的混合。安置在旋風式分離器104下游的可選的預混合器106可以是層流式混合器，其安裝在用于將離開旋風式分離器104的粉末混合物進給至篩選混合器108的輸送管內(nèi)。如示于圖7，添加劑可以在加工流程中的若干點加入到精細粉末中，例如在粉末研磨用磨102之前的點A，或在粉末研磨用磨102之后的點B，或在粉料磨102下游在研磨過程結(jié)束后的點C。在最后一種情況下，預混合器需要在最終篩選混合器之前將添加劑顆粒與精細粉末預混合。然而，在點A和B的情況下，添加劑中的一些(通常30%至80%)將損失掉，因為添加劑極其精細(其尺寸主要在納米級尺寸范圍)，并且旋風式分離器或分級器104不能以高效率俘獲它們。因此，有益的是將添加劑靠近預混合單元在位于旋風式分離器104下游的點C加入。本發(fā)明通其它混合方法相比提供了許多優(yōu)點。例如，本發(fā)明提供的方法能有效地將干態(tài)混合的添加劑散布到精細粉末中，不但確保以宏觀級別的均質(zhì)性混合，還提供以微觀級別優(yōu)異地散布。這種以宏觀級別和微觀級別親密混合對于實現(xiàn)添加劑的最大功能性而言也是重要的。圖8示出了設備的一種實施方式，總體上以附圖標記150表示的設備用于連續(xù)混合過程，其中超細添加劑在構(gòu)成設備一部分的粉料磨之前被加入。更具體地講，顏料碎片通過顏料碎片進給器154被進給到粉料磨152中，而添加劑粉末被從安置在粉料磨152上游的精細粉末進給器155進給到粉料磨152中。所配置的添加劑被從旋轉(zhuǎn)型篩子158進給到再循環(huán)管線156中，并且被再循環(huán)空氣攜帶到粉料磨152，在此添加劑粉末通過宏觀級別的混合操作被與顏料粉末預混合。可選地，管線156可以包括靜態(tài)混合器(未示出)，位于粉末添加劑進給器155的下游。新鮮空氣被輸入粉料磨，并且一旦顏料顆粒在粉料磨中已被粉碎并且與添加劑混合，混合物被氣動輸送至旋風式分離器164,其收集具有期望尺寸的混合粉末顆粒。不能被旋風式分離器獲取的極其精細顆粒將被袋式除塵室獲取，并且這些精細顆?？勺鳛樵牧媳换厥罩练勰﹪姵鲋暗狞c。與添加劑預混合的顏料粉末然后進一步被旋轉(zhuǎn)型篩子158處理，該旋轉(zhuǎn)型篩子通過微觀級別的混合步驟進一步將超細添加劑散布到顏料粉末中，與此同時，篩選出過尺寸顏料顆粒。旋轉(zhuǎn)型篩子158具有背面吹風功能，以防止堵塞篩網(wǎng)的孔眼。過尺寸顆粒與包裝時產(chǎn)生的灰塵一起通過再循環(huán)空氣而被再循環(huán)回到粉料磨，在此它們被研磨成更精細且重新俘獲到下一周期中。顏料粉末與超細添加劑混合形成的最終粉末混合物穿過旋轉(zhuǎn)型篩子到達收集袋170。在進入粉料磨152之前，一些預混合在管線156中發(fā)生在非常精細顆粒(其在收集袋170中懸浮)和非常粗顆粒(其不能穿過篩網(wǎng)158)之間。本發(fā)明還提供了一種方法，用于將任何流化添加劑聚團打碎為特定應用所需的尺寸。這是通過選擇正確的篩網(wǎng)孔眼尺寸實現(xiàn)的。由于沒有"死區(qū)"，因此在最終篩選混合過程中沒有任何一個大于孔眼尺寸的添加劑聚團能夠穿過篩網(wǎng)。對于精細粉末涂覆顏料膜，顏料膜所應具備的重要特征是它們既薄又平滑，從而在被涂布到表面上時沒有大塊聚團的精細顏料粉末流被加入到顏料層中。通過為篩網(wǎng)選擇正確的孔眼尺寸，本發(fā)明能夠滿足精細粉末涂覆所需的各種要求，以獲得最佳光潔度質(zhì)量。本發(fā)明的方法使得，當添加劑在加工流程中的某個點處加入時，該點下游沒有旋風式分離器或分級器，添加劑能夠盡可能多地保留在精細粉末中，以維持低成本。本發(fā)明進一步提供了一種方法，其用于去除可能導致顏料膜缺陷的污染物和大尺寸難熔材料。由于用于最終(微觀級別的)混合的網(wǎng)篩的孔眼尺寸由精細粉末涂覆的目標膜厚確定，因此篩子還能去除所有大于膜厚的污染物和難熔材料，從而任何剩余的較小污染物和難熔材料被隱藏在包覆層內(nèi)。應當指出，高剪切混合器還能實現(xiàn)微觀級別的均質(zhì)性，如果若干(假定為n次)分批混合操作被依次執(zhí)行，其中每次粉末被完全從混合器移除并且再被送回混合器的話。該方法能夠顯著減少來自"死區(qū)"的大尺寸聚團的量。然而，加工能力被降低了n倍，并且總是有可能大尺寸聚團(遠大于20至50微米)存在于加工后的粉末中。25還需要指出，本發(fā)明還能被用于常規(guī)尺寸粉末涂覆，以顯著降低所需添加劑的量。例如，煙化石英現(xiàn)在常被添加到"常規(guī)"(A類粉末，尺寸在25-60微米)涂覆粉末中，以確保它們的可流動性。由于在目前本行業(yè)的實踐中只有小部分的添加劑被有效地散布，因此比實際需要量高得多的比例的添加劑必須混合到顏料粉末中。當煙化石英在本發(fā)明中被用作超細添加劑時，因為添加的煙化石英被良好地散布，因此能夠更有效地提高可流動性，從而所需的用量顯著減少。一種更好的加入煙化石英的措施是，將煙化石英以微觀級別到混合小量精細粉末(通常小于常規(guī)尺寸粉末的5%重量)中，然后將混合物加入到常規(guī)尺寸粉末中。通過這種方式，添加劑的效用將會顯著提高，這是因為添加的煙化石英被良好地散布。因為添加劑變得更有效地提高可流動性，因此添加劑的所需用量顯著減少。此外，為了改進可流動性和可流化性，將超細顆粒添加到粉末涂覆材料中還能獲得其它益處。例如，添加特殊憎水性納米顆粒導致精細顆粒的包覆表面呈現(xiàn)強憎水性效果。添加碳納米管可以導致精細顆粒的包覆表面呈現(xiàn)非常高的機械強度和非常高的導電性或超強導電能力。在這兩種情況下，納米級顆粒應當被良好地散布到散料涂覆粉末中，以便發(fā)揮效力。下面的實施例只適用于解釋的目的，可以理解，它們并不意味著限制本發(fā)明的范圍。實施例平均尺寸為40-55微米(體積當量直徑)的聚酯黑色顏料粉末首先被研磨到平均尺寸為大約19微米。這使得粉末成為C類粉末，這種粉末難以流化。為了使用精細涂覆粉末，添加劑被添加以輔助流動?？偣?種方法被用于摻合添加劑其中兩種是本發(fā)明描述的方法，即利用旋轉(zhuǎn)型篩子的方法A(圖4)和利用渦輪型篩網(wǎng)的方法B(圖6);還有利用高剪切混合器的混合方法(方法C)和僅利用低剪切混合器的混合方法(方法D)。試驗結(jié)果示于表1以及圖9-11中，如后面更詳細討論。不帶流化添加劑的精細顏料粉末呈現(xiàn)出非常差的可流動性和高自流角度，非常低的床膨脹系數(shù)，和凸凹不平的終飾表面。本發(fā)明的兩個方法即方法A(旋轉(zhuǎn)型篩子)和方法B(渦輪型網(wǎng)篩)所獲得的結(jié)果，表現(xiàn)出它們都非常有效地將添加劑散布到精細顏料粉末中。這一點得到低自流角度和高床膨脹系數(shù)以及平滑的表面光潔度的支持。無缺陷的表面終飾還表明添加劑聚團全都被打碎到這樣的程度，即它們中沒有任何一個能從顏料表面突出。方法C(高剪切混合器)還導致了有效地散布添加劑的主體，氣體顯微低自流角度和高床膨脹系數(shù)。然而，對于薄且平滑的終飾表面而言，光潔度質(zhì)量不能滿足要求，這時由于聚團來自高剪切混合器中的"死區(qū)"的未打碎添加劑的存在導致許多粗粒存在于顏料表面中。只利用低剪切混合，方法D導致可流動性(更高的自流角度和低床膨脹系數(shù))和表面光潔度(一些突起，帶有非常明顯的粗粒)都較差。在這些實施例中，方法D確實只提供了預混合，因此添加劑沒有良好地散布到散料粉末中。方法C將添加劑更密集地與散料粉末混合，從而顏料粉末混合物具有更好的可流動性。然而，由于高剪切混合器不能確保所有大尺寸添加劑聚團都被打碎，因此有些聚團就以粗粒的形式呈現(xiàn)在終飾表面上。這可以說明為何市場上一些目前的精細顏料粉末制品仍導致明顯的粗粒，盡管它們的可流動性已在一定程度上被提高。另一方面，方法A和B，使用本發(fā)明公開的兩步式混合方法，可同時導致可流動性提高和消除粗粒。表1:本發(fā)明描述的方法的實施例與一種高剪切混合方法進行比較<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>流化添加劑N/A0.35%納米級金紅石0.2%沸石(同樣)(同樣)(同樣)自流角度、43°33.5°33.8°33.8°41.2°最大床膨脹系數(shù)**~1.082.11.91.91.11顏料膜厚度1.251.301.371.351.33光潔度質(zhì)量突起平滑平滑平滑但帶有許多粗粒突起帶有非常明顯粗粒方法A-常規(guī)旋轉(zhuǎn)型篩子，被改造成配備有背面吹風總管，用于清除篩網(wǎng)堵塞。方法B-渦輪型網(wǎng)篩，由Sweco公司制造，帶有旋風式分離器用于俘獲加工后的粉末。方法C-高剪切混合器，由LodigeProcessTechnology制造。方法D-滾筒式混合器+~自流角度是確定粉末可流動性時常用的參數(shù)。自流角度越小，則可流動性越好。**~最大床膨脹系數(shù)(maximumbedexpansionratio)是確定粉末可流動性時另一常用參數(shù)。膨脹系數(shù)越大，則可流動性越好。圖9-11示出了照相圖，進一步支持表1中報告的結(jié)果。圖9a所示的照片示出了利用方法D混合后對粉末混合物的近距離檢測結(jié)果，圖9b示出了方法A后的粉末混合物。大的添加劑聚團清楚地見于第一種情況中，導致在最終包覆層被涂布后存在顯著大量的粗粒。圖10示出了混合方法D后的顏料粉末的SEM(掃描電鏡)照片，其中添加劑的大塊聚團可以從包覆顆粒的表面上觀察到。另一方面，這樣大的添加劑不存在于使用混合方法A后的包覆顆粒的表面上，如示于圖11。顯然，如前面所討論，兩步式混合方法可以有效地將添加劑散布到單體原級顆粒或其尺寸顯著小于散料粉末顆粒尺寸的小聚團中。這里使用的術(shù)語"包括"、"包含"等可以認為是非排他性的或開放28式的。具體而言，在本申請的文件中，包括權(quán)利要求書在內(nèi)，使用術(shù)語"包括"、"包含"等是指具有所列舉的特征、步驟、部件。但使用該術(shù)語并不意味著排除了其它特征、步驟、部件。前面對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的描述是為了解釋本發(fā)明的原理，而不是意味著將本發(fā)明局限于所示的特定實施方式?？梢哉J為本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同替換所包含的所有實施方式限定。權(quán)利要求1、一種將超細添加劑顆粒加入精細粉末中的方法，包括下述步驟a)將選定量的超細添加劑顆粒混合到精細粉末顆粒中，以獲得具有超細添加劑顆粒和精細粉末顆粒之間的宏觀級別均質(zhì)性的混合物；以及b)通過使所述混合物穿過篩子而篩分所述混合物，所述篩子被構(gòu)造成其孔眼尺寸在大約1至大約1000微米的范圍內(nèi)，以打碎超細添加劑顆粒和精細粉末顆粒這二種顆粒的聚團，并且將所述超細顆粒散布到所述精細粉末顆粒上，以實現(xiàn)微觀級別的均質(zhì)性。2、根據(jù)權(quán)利要求1的方法，包括重復步驟b)以增大超細添加劑顆粒粘附到精細粉末顆粒上的可能性。3、根據(jù)權(quán)利要求l或2的方法，其中，所述篩子是選自下面一組的網(wǎng)篩振動型網(wǎng)篩，旋轉(zhuǎn)型網(wǎng)篩，超聲波網(wǎng)篩，渦輪型網(wǎng)篩。4、根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中，所述旋轉(zhuǎn)型網(wǎng)篩包括堵塞清除機構(gòu)。5、根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一的方法，其中，用于實現(xiàn)微觀級別的均質(zhì)性的所述篩子安置在實施步驟a)的位置的下游，并且，所述步驟a)和b)是連續(xù)混合操作的一部分，以使得超細添加劑顆粒被與精細粉末顆粒和輸送至所述篩子的混合物連續(xù)地混合，用于實現(xiàn)微觀級別的均質(zhì)性。6、根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一的方法，其中，步驟a)是利用低剪切混合器、高剪切混合器、螺桿輸送機之一執(zhí)行的，以獲得所述精細粉末顆粒和所述超細添加劑顆粒之間的宏觀級別的均質(zhì)性。7、根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一的方法，其中，步驟a)包括在粉料磨中將選定量的所述超細添加劑顆粒與碎片或粗粉末混合，并且將這種混合物粉碎以產(chǎn)生精細粉末顆粒和所述超細添加劑顆粒的混合物，以及然后，將具有宏觀級別的均質(zhì)性所述混合物進給到用于收集特定尺寸范圍內(nèi)的粉末的氣固分離器，然后執(zhí)行步驟b)。8、根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一的方法，其中，步驟a)包括-利用粉料磨粉碎碎片或粗粉末，以產(chǎn)生所述精細粉末顆粒，以及然后，將選定量的超細添加劑顆粒與精細粉末顆粒在所述粉料磨外面混合，以獲得具有宏觀級別的均質(zhì)性的所述混合物，然后將具有宏觀級別的均質(zhì)性的所述混合物進給到用于收集特定尺寸范圍內(nèi)的粉末的氣固分離器中，然后執(zhí)行步驟b)。9、根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一的方法，其中，步驟a)包括利用粉料磨粉碎碎片或粗粉末，以產(chǎn)生所述精細粉末顆粒，以及然后，將所述精細粉末顆粒進給到用于收集特定尺寸范圍內(nèi)的粉末的氣固分離器，以及然后，將選定量的所述超細添加劑顆粒與所收集的特定尺寸范圍內(nèi)的粉末混合，然后執(zhí)行步驟b)。10、根據(jù)權(quán)利要求7、8或9的方法，其中，所述粉料磨包括機械粉碎裝置，以實現(xiàn)將碎片或粗粉末粉碎成所述精細粉末。11、根據(jù)權(quán)利要求7、8或9的方法，其中，所述粉料磨利用流體動力來實現(xiàn)將碎片或粗粉末粉碎成所述精細粉末。12、根據(jù)權(quán)利要求7至11中任一的方法，其中，所述氣固分離器是旋風式的。13、根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一的方法，其中，所述孔眼的尺寸范圍為大約20至大約100微米。14、根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一的方法，其中，所述孔眼的尺寸范圍為大約20至大約55微米。15、根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一的方法，其中，所述孔眼的尺寸范圍為大約35至50微米。16、根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一的方法，以連續(xù)過程的形式運行，其中，步驟a)包括將選定量的所述超細添加劑顆粒進給到粉料磨中，將碎片或粗粉末進給到所述粉料磨以粉碎所述碎片或粗粉末，以產(chǎn)生所述精細粉末顆粒，然后將所述精細粉末顆粒和所述超細添加劑顆粒的混合物進給到用于收集特定尺寸范圍內(nèi)的粉末的氣固分離器中，然后對所收集的特定尺寸范圍內(nèi)的粉末執(zhí)行步驟b)，并且所述方法還包括將其上散布有所述超細顆粒的所述精細粉末顆粒收集到在所述氣固分離器的下游靠近所述篩子安置的容器中。17、根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中，所述氣固分離器是旋風式的。18、根據(jù)權(quán)利要求16或17的方法，其中，太大而無法被篩過的過尺寸粉末顆粒通過將所述篩子與所述粉料磨連接的管道而被重新引導返回到所述粉料磨。19、根據(jù)權(quán)利要求16、17或18的方法，其中，所述混合物被從粉料磨氣動輸送至氣固分離器。20、一種將超細添加劑顆粒加入精細粉末中的方法，包括下述步^a)將選定量的超細添加劑顆?；旌系骄毞勰╊w粒中，以獲得具有超細添加劑顆粒和精細粉末顆粒之間的宏觀級別均質(zhì)性的混合物；b)通過使所述混合物穿過孔眼尺寸范圍為大約1至大約200微米的篩子而篩分所述混合物，以打碎超細添加劑顆粒和精細粉末顆粒這二種顆粒的聚團，從而實現(xiàn)微觀級別的均質(zhì)性，并且將至少一些超細添加劑顆粒散布到精細粉末顆粒上；以及c)重復步驟b)，以增加超細添加劑顆粒在精細粉末顆粒上的粘附。21、一種將超細添加劑顆粒加入精細粉末中的設備，包括a)混合器，其被構(gòu)造成將預選定量的超細添加劑顆粒與精細粉末顆粒混合，以獲得具有超細添加劑顆粒和精細粉末顆粒之間的宏觀級別均質(zhì)性的混合物；以及b)篩子，所述混合物穿過所述篩子，所述篩子被構(gòu)造成其孔眼尺寸范圍為大約1至大約1000微米，以打碎超細添加劑顆粒和精細粉末顆粒這二種顆粒的聚團，并且將所述超細顆粒散布到所述精細粉末顆粒上，以實現(xiàn)微觀級別的均質(zhì)性。22、根據(jù)權(quán)利要求21的設備，其中，所述篩子是選自下面一組的網(wǎng)篩振動型網(wǎng)篩，旋轉(zhuǎn)型網(wǎng)篩，超聲波網(wǎng)篩，渦輪型網(wǎng)篩。23、根據(jù)權(quán)利要求22的設備，其中，所述旋轉(zhuǎn)型網(wǎng)篩包括堵塞清除機構(gòu)。24、根據(jù)權(quán)利要求21、22或23的設備，其中，用于實現(xiàn)微觀級別的均質(zhì)性的所述篩子安置在所述混合器的下游，并且所述設備被構(gòu)造成.用于連續(xù)混合操作，以使得流化添加劑被連續(xù)地與精細粉末混合，并且混合物被輸送至所述篩子，以實現(xiàn)微觀級別的散布。25、根據(jù)權(quán)利要求21至24中任一的設備，其中，所述混合器是低剪切混合器、高剪切混合器、螺桿輸送機之一，以獲得所述精細粉末和所述流化添加劑之間的宏觀級別的均質(zhì)性。26、根據(jù)權(quán)利要求21至24中任一的設備，其中，所述混合器包括用于粉碎粉末顆粒的粉料磨，并且所述設備還包括安置在所述粉料磨下游的旋風式分離器，用于選擇位于預先選定尺寸范圍內(nèi)的顆粒，以及用于將粉碎的粉末顆粒和超細添加劑顆粒的混合物引導至所述旋風式分離器的裝置，所述旋風式分離器安置在所述篩子的上游。27、根據(jù)權(quán)利要求26的設備，其中，所述粉料磨包括機械粉碎裝置，用于實現(xiàn)將碎片或粗粉末粉碎成所述精細粉末。28、根據(jù)權(quán)利要求26的設備，其中，所述粉料磨利用流體動力來實現(xiàn)將碎片或粗粉末粉碎成所述精細粉末。29、根據(jù)權(quán)利要求21至28中任一的設備，其中，所述孔眼的尺寸范圍為大約20至大約100微米。30、根據(jù)權(quán)利要求21至28中任一的設備，其中，所述孔眼的尺寸范圍為大約20至大約55微米。31、根據(jù)權(quán)利要求21至28中任一的設備，其中，所述孔眼的尺寸范圍為大約35至大約50微米。32、根據(jù)權(quán)利要求26的設備，其中，所述篩子包括與所述混合器流動連通的管道，其中不能穿過所述篩子的粉末顆粒通過所述管道而被重新引導返回到所述混合器。33、根據(jù)權(quán)利要求21至32中任一的設備，其中，所述超細添加劑顆粒是憎水性超細添加劑顆粒，以使得以微觀級別的均質(zhì)性散布到所述精細粉末顆粒上的所述憎水性超細添加劑顆粒導致所述精細粉末顆粒獲得呈現(xiàn)憎水性的包覆表面。34、根據(jù)權(quán)利要求21至32中任一的設備，其中，所述超細添加劑顆粒是碳納米管超細添加劑顆粒，以使得以微觀級別的均質(zhì)性散布到所述精細粉末顆粒上的所述碳納米管超細添加劑顆粒導致所述精細粉末顆粒獲得呈現(xiàn)導電性和機械強度的包覆表面。全文摘要用于將小部分的相對小顆粒(添加劑)向尺寸大于添加劑的散料顆粒狀粉末中添加并且均勻地混合的摻合方法被公開。特別地講，本發(fā)明提供了摻合方法，用于將小比例的流動/流化添加劑添加和均勻地混合到精細粉末尤其是精細顏料粉末中。精細粉末和添加劑首先被預混合以實現(xiàn)宏觀級別的均質(zhì)性，然后以微觀級別進一步混合(例如通過篩選混合過程)，以實現(xiàn)微觀級別的均質(zhì)性。利用這些方法，可以獲得添加劑的最佳散布和最大功能，并且可以避免添加劑嚴重聚團所引起的缺點。文檔編號B01F3/18GK101583414SQ200780049841公開日2009年11月18日申請日期2007年11月19日優(yōu)先權(quán)日2006年11月20日發(fā)明者輝張,祝京旭申請人:西安大略大學