一种用于粉末注射成型的粘结剂制造技术

本发明专利技术公开了一种用于粉末注射成型的粘结剂，包括以下质量百分比的组分：水溶性聚合物30～70％；骨架聚合物A 10～30％，骨架聚合物B 10～30％，防结晶剂4～10％，增塑剂5～12％，表面活性剂1～8％。本发明专利技术中的粘结剂通过调整粘结剂中各组分的比例，优化骨架聚合物A和骨架聚合物B的比例，解决了成型过程中的注射压力过大以及坯体太软导致变形的问题。此外，本发明专利技术中的粘结剂在使用时有机气体排放量小，更安全环保，热脱脂时间短，降低了生产成本和废气处理成本，适合工业化大规模生产和使用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于粉末注射成型的粘结剂


[0001]本专利技术属于加工领域，具体涉及一种用于粉末注射成型的粘结剂。

技术介绍

[0002]陶瓷注射成型是一种将陶瓷粉末和粘结剂的混合料注射于模具型腔中的成型方法，它将成熟的有机聚合物注射成型和粉末冶金技术完美结合在一起，具有一次能成型出复杂形状的工件、工件尺寸精度高、无需机械加工并且易于实现高效率自动化生产等优点，特别适用于大批量制作形状复杂、高精密度、高性能材质的零部件，是一种先进的零部件加工工艺。
[0003]按照陶瓷注塑成型脱脂方式的不同，陶瓷注塑成型脱脂工艺可划分为：热脱脂工艺、溶剂脱脂工艺、催化脱脂工艺、水基萃取脱脂工艺、微波脱脂工艺以及毛细脱脂工艺等；其中热脱脂因脱脂程序简单，对环境污染小等特点成为应用最广泛的脱脂方式。热脱脂工艺是在一定温度下使粘结剂受热分解脱除的方式，但热脱脂粘结剂成分复杂，脱脂过程需要很长时间，甚至长达几天到数十天，这样容易造成坯体起泡、变形和开裂，严重影响产品的质量。溶剂脱脂工艺是将生坯先放置在溶剂中，利用溶剂对粘结剂的溶解来达到脱脂的目的，其优点在于脱脂速度快速，可生产较大壁厚的产品，无变形；但是缺点在于工艺比较复杂，需要增加设备导致成本高，部分有机溶剂对人体存在毒性。水基萃取工艺是采用水作为溶剂对坯体中的水系粘结剂进行溶解去除，近年来因整个工艺脱脂时间短，坯体无形变，对环境无污染，成本低等优点被广泛研究。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的之一在于提供一种用于粉末注射成型的粘结剂。
[0005]本专利技术的目的之二在于提供一种陶瓷。
[0006]本专利技术的目的之三在于提供一种陶瓷加工方法。
[0007]本专利技术的目的之四在于提供一种用于粉末注射成型的粘结剂在陶瓷加工中的应用。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：
[0009]本专利技术的第一个方面在于提供一种用于粉末注射成型的粘结剂，包括以下质量百分比的组分：水溶性聚合物30～70％；骨架聚合物A 10～30％，骨架聚合物B10～30％，防结晶剂4～10％，增塑剂5～12％，表面活性剂1～8％；所述骨架聚合物A为聚酯，所述骨架聚合物B为聚烯烃。
[0010]优选地，所述粘结剂包括以下质量百分比的组分：水溶性聚合物35～50％；骨架聚合物A16～20％，骨架聚合物B18～20％，防结晶剂6～8％，增塑剂8～12％，表面活性剂2～5％；所述骨架聚合物A为聚酯，所述骨架聚合物B为聚烯烃。
[0011]优选地，所述骨架聚合物A的质量百分比为18～20％；进一步优选地，所述骨架聚
合物A的质量百分比为20％。
[0012]优选地，所述骨架聚合物B的质量百分数为19～20％；进一步优选地，所述骨架聚合物B的质量百分数为20％。
[0013]优选地，所述骨架聚合物A和骨架聚合物B的质量比为1：(0.3～3)。
[0014]优选地，所述骨架聚合物A包括聚甲基丙烯酸异丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚乙烯醇缩丁醛酯中的至少一种。
[0015]优选地，所述骨架聚合物B包括聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯中的至少一种。
[0016]当水萃取时，水溶性聚合物被水萃取脱除，陶瓷生坯表面或内部形成很多的孔隙，此时粘结剂中的骨架聚合物A和骨架聚合物B作为骨架起支撑作用，本专利技术通过优化骨架聚合物A和骨架聚合物B的比例，使得喂料混合时的粘度适中，符合生产加工要求。此外，骨架聚合物A和骨架聚合物B均与水溶性聚合物具有优异的相容性，骨架聚合物A和骨架聚合物B的添加量过低将会导致陶瓷生坯的坯体刚性不强，坯体热脱脂过程中发生形变，从而降低了加工精度。若骨架聚合物A和骨架聚合物B添加量过高将导致热脱脂过程难度增大，坯体容易开裂。
[0017]优选地，所述水溶性聚合物的质量百分比为35～45％；进一步优选地，所述水溶性聚合物的质量百分比为40％。
[0018]优选地，所述水溶性聚合物包括聚乙二醇、聚乙烯醇中的至少一种。水溶性聚合物在水萃取过程中被水从陶瓷生坯中萃取脱除，使得陶瓷毛坯表面及内部形成孔隙，以便加速热脱脂的速率。当水溶性聚合物的含量低于30％时会导致水萃效果下降，水萃取后的陶瓷生坯中的孔隙较少，不利于热脱脂速率的提升；当水溶性聚合物的含量高于70％时，在水萃取过程中，陶瓷生坯会发生“溶胀”情况，导致陶瓷生坯的坯体变形。
[0019]优选地，所述水溶性聚合物的分子量优选为400～2000Da。
[0020]优选地，所述防结晶剂包括聚乙烯吡咯烷酮。防结晶剂的加入可以防止水溶性聚合物结晶，从而减少粘接剂偏析引发的缺陷，提高生坯均匀性；若防结晶剂的含量过低，将导致抑制水溶性聚合物结晶的效果不好；若防结晶剂的含量过高，将会导致热脱脂过程中无法将防结晶剂有效安全的脱除。
[0021]优选地，所述增塑剂包括邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯中的至少一种。增塑剂在本专利技术中的作用为降低陶瓷加工过程中的喂料混炼以及注射成型过程的压力；若增塑剂的含量太低将导致喂料成型压力过大，成型困难；若增塑剂的含量过高将导致胚体刚性降低。
[0022]优选地，所述表面活性剂包括硬脂酸、油酸中的至少一种。表面活性剂在本专利技术中的作用为增强陶瓷原料粉末的润滑性、分散性，改善混炼过程的混合均匀性；若表面活性剂的含量过少将导致混炼不均匀，喂料阶段存在原料分层；若表面活性剂的含量过高将导致后续热脱脂过程困难。
[0023]本专利技术的第二个方面在于提供一种陶瓷，由包括本专利技术第一个方面提供的用于粉末注射成型的粘结剂与陶瓷粉末的原料制得；所述粘结剂与陶瓷粉末的质量比为3：(5～10)。
[0024]优选地，所述粘结剂与陶瓷粉末的质量比为3：(6～9)；进一步优选地，所述粘结剂与陶瓷粉末的质量比为3：(6～8)；再进一步优选地，所述粘结剂与陶瓷粉末的质量比为3：
7。
[0025]本专利技术的第三个方面在于提供一种陶瓷加工方法，包括以下步骤：
[0026]将本专利技术第一个方面提供的用于粉末注射成型的粘结剂与陶瓷粉末混炼、造粒、注射成型，得到陶瓷生坯；
[0027]将所述陶瓷生坯水萃取，然后热脱脂后烧结，制得所述陶瓷。
[0028]优选地，所述陶瓷包括陶瓷插芯。
[0029]优选地，所述水萃取是在恒温水浴中萃取。
[0030]优选地，所述热脱脂是在脱脂炉中进行脱脂。
[0031]优选地，所述热脱脂时间和烧结时间之和为35～40h；进一步优选地，所述热脱脂时间和烧结时间之和为36～38h。
[0032]本专利技术的第四个方面在于提供本专利技术第一个方面提供的用于粉末注射成型的粘结剂在陶瓷加工中的应用。
[0033]本专利技术的有益效果是：本专利技术中的粘结剂通过调整粘结剂中各组分的比例，优化骨架聚合物A和骨架聚合物B的比例，解决了成型过程中的注射压力过大以及坯体太软导致变形的问题。此外，本专利技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于粉末注射成型的粘结剂，其特征在于：包括以下质量百分比的组分：水溶性聚合物30～70％；骨架聚合物A 10～30％，骨架聚合物B 10～30％，防结晶剂4～10％，增塑剂5～12％，表面活性剂1～8％；所述骨架聚合物A为聚酯，所述骨架聚合物B为聚烯烃。2.根据权利要求1所述的用于粉末注射成型的粘结剂，其特征在于：所述骨架聚合物A和骨架聚合物B的质量比为1：(0.3～3)。3.根据权利要求2所述的用于粉末注射成型的粘结剂，其特征在于：所述骨架聚合物A包括聚甲基丙烯酸异丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚乙烯醇缩丁醛酯中的至少一种。4.根据权利要求2所述的用于粉末注射成型的粘结剂，其特征在于：所述骨架聚合物B包括聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯中的至少一种。5.根据权利要求1所述的用于粉末注射成型的粘结剂，其特征在于：所述水溶性聚合物包括聚乙二醇、聚乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱基华，郑镇宏，刘洋，冯晓鹏，
申请(专利权)人：苏州三环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：