[發明專利]制備聚合物粉末的深冷粉碎裝置和深冷粉碎方法

有效

• 申請號: 202110692231.3
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113546745B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 張得棟;李磊;劉艷麗;袁煒;金政偉;馬金欣;王芳;田敬曉
• 申請（專利權）人: 國家能源集團寧夏煤業有限責任公司
• 主分類號: B02C19/18
• 分類號: B02C19/18;B02C17/10;B02C17/18;B02C23/10;B02C23/14;B02C23/16;B02C23/32;B02C25/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉依云;劉亭亭

本發明涉及制備聚合物粉末的深冷粉碎裝置和深冷粉碎方法，所述深冷粉碎裝置包括依次連通的液氮供給單元、喂料單元、機械粉碎單元、篩選單元和排氣單元；所述喂料單元用于將聚合物物料送入所述裝置中與液氮進行混合，得到混合物料；所述機械粉碎單元用于將所述混合物料進行粉碎，得到聚合物粉末；所述篩選單元用于將合格的所述聚合物粉末進行篩選，得到多種粒徑的聚合物粉末；所述排氣單元用于將氣化的氮氣排出所述深冷粉碎裝置。通過本發明的裝置，能夠對聚合物粉末進行充分的粉碎，且避免了對聚合物粉末的多次冷凍處理，既提高了聚合物粉末的粉碎效率，也節約了能源。

技術領域

本發明涉及聚合物粒料深冷粉碎領域，具體地涉及制備聚合物粉末的深冷粉碎裝置和深冷粉碎方法。

背景技術

3D打印技術被譽為繼蒸汽機、電腦和互聯網后的又一項偉大發現，是引導第三次工業革命的先進制造技術。相比傳統的鑄造、切削等制造工藝， 3D打印工藝具有材料利用率高、無需模具支撐、制造時效快、打印模型復雜及精度高等優點。通過將高分子聚合物材料制備成溶液、絲狀或粉末等，用于對應的3D打印工藝，其中選擇性激光燒結(SLS)技術是以激光束為能源將鋪好的粉末材料進行逐層選擇性燒結得到三維實體零件。

目前，用于激光燒結的3D打印粉末的制備方法主要有溶劑沉淀法、溶液分散法、直接聚合法和機械粉碎法，其中機械粉碎法是一種制備工藝簡單、制粉效率高及成本低的工藝，應用較為廣泛。

高分子聚合物材料機械粉碎時首先要將其低溫脆化，然后在材料處于脆化易粉碎狀態時才能進行機械粉碎。CN111267263A公開了一種3D打印用塑料粉末的低溫粉碎制取裝置，通過液氮汽化產生的大量氣體形成高壓低溫，使塑料脆化的同時帶動塑料顆粒高速噴出，實現塑料顆粒的撞擊破碎；主要由液氮汽化形成的高壓來作為動力，耗費能源少；空氣中本身就存在大量氮氣，排放的氮氣對環境影響很小，清潔無污染；不合格的塑料顆粒會繼續進行破碎，無廢料產生，原料利用率高，但是該方法中，得到的大粒徑不合格塑料顆粒再次返回冷凍單元進行冷凍粉碎處理，造成了液氮的大量損耗。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的需要將不合格的大塑料顆粒重新進行冷凍粉碎處理，造成液氮的大量損耗的問題，提供聚合物粉末的深冷粉碎裝置和深冷粉碎方法。

為了實現上述目的，本發明第一方面提供一種制備聚合物粉末的深冷粉碎裝置，其特征在于，包括依次連通的液氮供給單元、喂料單元、機械粉碎單元、篩選單元和排氣單元，

所述液氮供給單元，包括液氮儲存罐，用于為所述裝置提供液氮；

所述喂料單元包括料筒，用于將聚合物物料送入所述裝置中與液氮進行混合，得到混合物料；

所述機械粉碎單元包括絕熱筒體和設置在所述絕熱筒體內的粉碎單元，用于將所述混合物料進行粉碎，得到聚合物粉末；所述絕熱筒體靠近所述喂料單元的一端設置有圓臺狀進料器，所述圓臺狀進料器的四周設有若干個沿所述圓臺狀進料器母線方向貫穿的通孔構成進料通道；且所述絕熱筒體靠近所述篩選單元的一端設有第一篩網，用于將不合格的聚合物粉末截留在所述絕熱筒體內；

所述篩選單元，用于將合格的所述聚合物粉末進行篩選，得到多種粒徑的聚合物粉末，

所述排氣單元，用于將氣化的氮氣排出所述深冷粉碎裝置。

本發明第二方面提供一種制備聚合物粉末的深冷粉碎方法，將聚合物物料引入前述的深冷粉碎裝置中進行粉碎，得到多種粒徑的聚合物粉末。

通過上述技術方案，本發明采用液氮輸送聚合物物料，使聚合物物料和液氮在管道中進行混合、冷凍，冷凍得到的聚合物粉末經圓臺狀進料器沿絕熱筒體的筒壁高壓沖入粉碎單元，將粒徑較大的不合格聚合物粉末從第一篩網沖刷至絕熱筒體的前端，重新進行粉碎，一次成粉，從而避免了對聚合物粉末的多次冷凍處理，既提高了聚合物粉末的粉碎效率，也節約了能源。

附圖說明