一種粉體淋洗方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種粉體淋洗方法，該方法具體為：將待淋洗原料加入到洗脫塔中，洗脫劑加入到蒸餾分離器中，洗脫劑在蒸餾分離器氣化并進(jìn)入冷凝器，經(jīng)過冷凝器液化后進(jìn)入洗脫塔與被待淋洗原料充分接觸；洗脫下來的混合液體，在回收塔內(nèi)進(jìn)行初步分離，其余則流回蒸餾分離器，如此完成一個(gè)循環(huán)。本發(fā)明加料等運(yùn)行穩(wěn)定后無需人工看護(hù)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)生產(chǎn)，運(yùn)行成本低；淋洗過程中沒有溶劑泄漏外部，不會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)污染空氣及造成洗脫劑損失；此裝置同時(shí)可以滿足實(shí)驗(yàn)室及小型工業(yè)生產(chǎn)的要求；洗脫劑可以循環(huán)利用，被洗物質(zhì)也可以處理后回收使用，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。
【專利說明】一種粉體淋洗方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種粉體的淋洗方法，具體涉及一種對(duì)3D打印材料進(jìn)行淋洗得到球 化率高的粉體材料。

【背景技術(shù)】
[0002] 3D打印技術(shù)是目前先進(jìn)制造領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn)，屬于多學(xué)科交叉匯聚和科技創(chuàng) 新，體現(xiàn)出綠色制造、智能制造和社會(huì)化制造的特點(diǎn)。其研究成果已被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電 子、汽車、航空航天、模具、國防軍工、工業(yè)設(shè)計(jì)、再生醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。歐美發(fā)達(dá)國家高度重視， 認(rèn)為3D打印技術(shù)將與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)等其他數(shù)字化制造技術(shù)一起推動(dòng)第三次工業(yè) 革命。各國也進(jìn)行了相應(yīng)的布局和政策引導(dǎo)，例如我國的《國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要 (2006-2020)》、《國家"十二五"科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》，以及美國的《國家先進(jìn)制造戰(zhàn)略計(jì) 劃》等。要實(shí)現(xiàn)3D打印技術(shù)在工業(yè)制造領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，還需解決一系列的技術(shù)瓶頸問題， 例如3D打印精度與效率、打印材料、打印設(shè)計(jì)以及打印裝備問題等。
[0003] 目前3D打印的材料主要是金屬、聚合物以及復(fù)合材料為主的溶液、絲狀、棒狀以 及粉體材料。材料方面，制約3D打印技術(shù)廣泛應(yīng)用的最大瓶頸問題在于適合打印的材料種 類少、價(jià)格昂貴、缺乏功能性。因此，針對(duì)不同應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)需求，研究3D打印材料定向 設(shè)計(jì)原理與方法，發(fā)展功能性打印材料制備技術(shù)，實(shí)現(xiàn)打印材料的規(guī)?；苽?，不僅對(duì)發(fā)展 打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)具有重要的推動(dòng)作用，也將對(duì)新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到十分重要的促進(jìn)作用。
[0004] 在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，3D打印技術(shù)的需求逐步增長，高球化率粉體材料是提高打印終 端器件的精度和強(qiáng)度重要因素之一。以選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（SLS)為基礎(chǔ)的3D打印機(jī)，要 求使用的粉體材料具有高球化率、超細(xì)粒徑和窄粒徑分布，以確保粉體材料在打印過程中 的高流動(dòng)性、高堆積密度和低空隙率。由于現(xiàn)有工程塑料細(xì)粉受制備工藝和理化性能的限 制，粉體的球化和純化技術(shù)欠缺。以市售的粉體材料在顯微鏡下觀察，主要呈現(xiàn)出無規(guī)則的 片狀、粒狀、塊狀或棒狀。在打印工藝中粉體體現(xiàn)為低流動(dòng)性、低打印精度、低強(qiáng)度和易團(tuán)聚 的特性；3D打印的器件容易出現(xiàn)中空、形變、坍塌等現(xiàn)象，不能滿足工業(yè)上對(duì)終端打印器件 的精度和強(qiáng)度需求。相比較，高球化率粉體材料的流動(dòng)性高，有利于粉末床的平鋪，能夠達(dá) 到最致密堆積，降低打印器件的空隙率、提高機(jī)械強(qiáng)度。因此，迫切需要研究針對(duì)以PEEK， PTFE等為代表的，具有高性能、高附加值的工程塑料超細(xì)粉體球化和純化工藝，滿足工業(yè)界 對(duì)終端工程塑料打印器件精度和強(qiáng)度的需求。雖然目前用于固液或固固分離的設(shè)備很多， 但都存在著諸多問題有待改進(jìn)，例如1?污染、1?能耗、1?成本等因素。以實(shí)驗(yàn)室的索氏提取 器為例，在生產(chǎn)的連續(xù)性以及溶劑再利用方面，還比較欠缺。本發(fā)明綜合考慮以上的不足， 研制了一種全新的封閉式淋洗裝置，解決實(shí)驗(yàn)室、小型工業(yè)生產(chǎn)以及大生產(chǎn)的需求。
[0005] 現(xiàn)在技術(shù)由于淋洗量小，淋洗速度慢，淋洗效率較低不能滿足部分實(shí)驗(yàn)的要求，而 現(xiàn)在工業(yè)上的大部分淋洗裝置又存在洗脫液揮發(fā)量大，成本高，造成空氣污染，以及回收利 用率低等問題。本發(fā)明克服了以上問題，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，污染物零排放，具有廣闊的應(yīng)用 前景。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 鑒于此，本發(fā)明提供一種粉體淋洗方法，該方法能夠?qū)?D打印材料進(jìn)行清洗，得 到球化率高的材料；同時(shí)本發(fā)明還提供一種粉體淋洗裝置，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，污染物零排 放，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0007] 為達(dá)到上述目的之一，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種粉體淋洗方法，將待淋洗原 料加入到洗脫塔中，洗脫劑加入到蒸餾分離器中，洗脫劑在蒸餾分離器氣化并進(jìn)入冷凝器， 經(jīng)過冷凝器液化后進(jìn)入洗脫塔與被待淋洗原料充分接觸；洗脫下來的混合液體，在回收塔 內(nèi)進(jìn)行初步分離，其余則流回蒸餾分離器，如此完成一個(gè)循環(huán)。
[0008] 進(jìn)一步，在對(duì)待洗脫原料進(jìn)行淋洗時(shí)采用增壓泵加快洗脫劑的流速。
[0009] 為達(dá)到上述目的之二，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種粉體淋洗裝置，包括依次連 接的洗脫塔、蒸餾分離器和冷凝器，所述洗脫塔與冷凝器連接；所述洗脫塔用于完成待淋洗 原料的清洗；所述蒸餾分離器用于將洗脫劑氣化，所述蒸餾分離器用于分離洗脫劑和混合 液體；所述冷凝塔用于將氣化的洗脫劑液化成液態(tài)，并將洗脫劑送入到洗脫塔中。
[0010] 進(jìn)一步，還包括氣體增壓泵，所述氣體增壓泵與洗脫塔連接，用于增加洗脫劑的流 速。
[0011] 進(jìn)一步，所述洗脫塔底部設(shè)置有微孔陶瓷濾芯，用于分離洗脫后的原料和混合液 體。
[0012] 進(jìn)一步，所述蒸餾分離器上還設(shè)置有溫度控制器，用于控制蒸餾分離器蒸餾的溫 度。
[0013] 由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益技術(shù)效果：
[0014] 1.加料等運(yùn)行穩(wěn)定后無需人工看護(hù)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)生產(chǎn)，運(yùn)行成本低；
[0015] 2.淋洗過程中沒有溶劑泄露外部，不會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)污染空氣及造成洗脫劑損失；
[0016] 3.此裝置同時(shí)可以滿足實(shí)驗(yàn)室及小型工業(yè)生產(chǎn)的要求；
[0017] 4.洗脫劑可以循環(huán)利用，被洗物質(zhì)也可以處理后回收使用，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn) 一步的詳細(xì)描述，其中：
[0019] 圖1為本發(fā)明所述淋洗裝置的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例 僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0021] 實(shí)施例1
[0022] 本發(fā)明提供一種粉體淋洗方法，具體為：將待淋洗粉體材料加入到洗脫塔中，洗脫 劑加入到蒸餾分離器中，溫度設(shè)定為85°C，洗脫劑在蒸餾分離器氣化并進(jìn)入冷凝器，經(jīng)過冷 凝器液化后進(jìn)入洗脫塔與被待淋洗原料充分接觸；在重力作用下，由上至下達(dá)到淋洗的目 的；洗脫下來的混合液體，在回收塔內(nèi)進(jìn)行初步分離，其余則流回蒸餾分離器，如此完成一 個(gè)循環(huán)，一小時(shí)后，停止淋洗取出淋洗完成的粉體，烘干保存待用。
[0023] 本實(shí)施例中，待淋洗的粉體材料為PEEK球化粉體，洗脫劑為乙醇。
[0024] 作為對(duì)本實(shí)施例的改進(jìn)，在對(duì)待洗脫原料進(jìn)行淋洗時(shí)采用增壓泵加快洗脫劑的流 速。
[0025] 在整個(gè)裝置工作前，根據(jù)不同的待淋洗原料設(shè)置不同的蒸餾溫度和淋洗時(shí)間。
[0026] 實(shí)施例2
[0027] 如圖1所示，一種粉體淋洗裝置，包括依次連接的洗脫塔、蒸餾分離器和冷凝器， 所述洗脫塔與冷凝器連接；所述洗脫塔用于完成待淋洗原料的清洗；所述蒸餾分離器用于 將洗脫劑氣化，所述蒸餾分離器用于分離洗脫劑和混合液體；所述冷凝塔用于將氣化的洗 脫劑液化成液態(tài)，并將洗脫劑送入到洗脫塔中。
[0028] 將PS球化粉體加入到洗脫塔中，水加入到蒸餾分離器中，溫度設(shè)定為110°C，水在 蒸餾分離器氣化并進(jìn)入冷凝器，經(jīng)過冷凝器液化后進(jìn)入洗脫塔與被待PS粉體充分接觸；在 重力作用作用下，由上至下達(dá)到淋洗的目的；洗脫下來的混合液體，在回收塔內(nèi)進(jìn)行初步分 離，其余則流回蒸餾分離器，如此完成一個(gè)循環(huán)，40min后，停止淋洗取出PS粉體，烘干保存 待用。
[0029] 作為對(duì)本實(shí)施例的改進(jìn)，還包括氣體增壓泵，所述氣體增壓泵與洗脫塔連接，用于 增加洗脫劑的流速。
[0030] 所述洗脫塔底部設(shè)置有微孔陶瓷濾芯，用于分離洗脫后的原料和混合液體。同時(shí) 可以根據(jù)需要來更換濾芯。
[0031] 作為對(duì)本實(shí)施例的改進(jìn)，所述蒸餾分離器上還設(shè)置有溫度控制器，用于控制蒸餾 分離器蒸餾的溫度。
[0032] 所述蒸餾分離器采用電加熱，其內(nèi)壁為不銹鋼襯里，可適用大部分試劑。
[0033] 所述的冷凝器采用氣冷或液冷，并可以調(diào)節(jié)冷卻溫度，控制冷卻效果。
[0034] 本發(fā)明在工作過程中加料等運(yùn)行穩(wěn)定后無需人工看護(hù)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)生產(chǎn)，運(yùn) 行成本低，在淋洗過程中沒有溶劑泄露外部，不會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)污染空氣及造成洗脫劑損失；同 時(shí)整個(gè)淋洗系統(tǒng)構(gòu)成完整的循環(huán)，重復(fù)循環(huán)使用綠色無污染；被洗脫下來的液體相亦可重 復(fù)使用（或經(jīng)過處理后重復(fù)使用），符合綠色生產(chǎn)的零污染排放要求。
[0035] 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人 員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的 這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些 改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種粉體淋洗方法，其特征在于：將待淋洗原料加入到洗脫塔中，洗脫劑加入到蒸 餾分離器中，洗脫劑在蒸餾分離器氣化并進(jìn)入冷凝器，經(jīng)過冷凝器液化后進(jìn)入洗脫塔與被 待淋洗原料充分接觸；洗脫下來的混合液體，在回收塔內(nèi)進(jìn)行初步分離，其余則流回蒸餾分 離器，如此完成一個(gè)循環(huán)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉體淋洗方法，其特征在于：在對(duì)待洗脫原料進(jìn)行淋洗時(shí)采 用增壓泵加快洗脫劑的流速。
3. -種粉體淋洗裝置，其特征在于：包括依次連接的洗脫塔、蒸餾分離器和冷凝器，所 述洗脫塔與冷凝器連接； 所述洗脫塔用于完成待淋洗原料的清洗； 所述蒸餾分離器用于將洗脫劑氣化，所述蒸餾分離器用于分離洗脫劑和混合液體； 所述冷凝塔用于將氣化的洗脫劑液化成液態(tài)，并將洗脫劑送入到洗脫塔中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的粉體淋洗裝置，其特征在于：還包括氣體增壓泵，所述氣體增 壓泵與洗脫塔連接，用于增加洗脫劑的流速。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的粉體淋洗裝置，其特征在于：所述洗脫塔底部設(shè)置有微孔陶 瓷濾芯，用于分離洗脫后的原料和混合液體。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3無所述的粉體淋洗裝置，其特征在于：所述蒸餾分離器上還設(shè)置有 溫度控制器，用于控制蒸餾分離器蒸餾的溫度。
【文檔編號(hào)】C08G8/00GK104194005SQ201410372958
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】張代軍, 王林志, 譚陸西, 黎靜 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院