[發(fā)明專利]制造金屬、陶瓷制品的金屬、陶瓷粉末與聚合物混融物及聚合物從成型品中酸催化脫除方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310089837.3
• 申請日: 2013-03-20
• 公開（公告）號: CN104057089A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高為鑫;戴靜;韓奎
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇天一超細金屬粉末有限公司
• 主分類號: B22F3/22
• 分類號: B22F3/22;C04B35/638
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于制造金屬、陶瓷及其復(fù)（混）合材料制品的金屬、陶瓷粉末與高分子材料混融物。該混融物適于用作粉末注射（模壓、模鑄）成型，成型品經(jīng)酸催化脫除高分子材料，得到金屬、陶瓷及其復(fù)合材料制品。

背景技術(shù)

粉末注射成型是相對于傳統(tǒng)制造方法的新型近凈成型制造技術(shù)，尤其適合制造微小型、結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、大批量制品。

國內(nèi)外對粉末注射成型技術(shù)的研究開發(fā)已有二十多年的歷史，形成了一些由高分子材料組成的粘結(jié)劑體系及其相對應(yīng)的脫粘方法和設(shè)備。比如：開發(fā)較早、國內(nèi)目前比較流行的蠟基粘結(jié)體系及其脫粘技術(shù)、設(shè)備；申請?zhí)?00810143137.7專利所公開的聚甲醛基粘結(jié)體系及其酸催化脫粘方法；申請?zhí)?00780026523.1專利所公開的聚甲醛基粘結(jié)體系，以及申請?zhí)?01080028060.4專利所公開的對聚甲醛基粘結(jié)體系的連續(xù)熱脫粘方法。事實上，任何一種粘結(jié)體系都有其對應(yīng)于所采用高分子材料性能的脫粘工藝（溫度、時間）；反過來說，粘結(jié)體系任一組份的變化，都會帶來脫粘工藝的變化。其優(yōu)劣的判別在于其材料、工藝成本，以及是否環(huán)保、循環(huán)低碳。

就現(xiàn)在流行的蠟基、甲醛基粘結(jié)劑體系而言，都無法對脫除后的高分子材料進行回收利用。蠟基粘結(jié)劑在脫粘時，即便是回收，所回收的組合物也無法再生利用，有時甚至是直排；聚甲醛體系無論是連續(xù)熱脫粘，還是酸催化脫粘，都是以聚甲醛解聚成氣態(tài)甲醛為前提，爾后將甲醛燃燒掉，既浪費了資源，又對環(huán)境增加了碳排。

再者，注射成型主要用于制造微小型制品，每次注射因澆口、流道的剔除料都是制品坯重的幾倍甚至幾十倍，由于聚甲醛遇熱解聚的性質(zhì)，澆口流道的剔除料經(jīng)一定次數(shù)的循環(huán)混煉、注射后，多有解聚，不能再摻入使用，造成大量浪費。

所以，開發(fā)高效、節(jié)能、循環(huán)、低碳的粘結(jié)體系及其相應(yīng)的脫粘技術(shù)，關(guān)系到注射成型這項新技術(shù)能否健康、持續(xù)發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的高分子材料與金屬、陶瓷及其混（復(fù)）合粉末混融物，由金屬、陶瓷及其混（復(fù)）合粉末和所采用的粘結(jié)體系組合兩類材料組成。

任一種混融物中采用何種金屬、陶瓷及其混（復(fù)）合粉末，由所制造的目標(biāo)產(chǎn)品規(guī)定的材質(zhì)決定（以下稱材質(zhì)組份）。包括：一種金屬粉末或多種金屬粉末的混合物，比如鐵粉、鈷粉、鉬粉、鉻粉、鈮粉、鎳粉、錳粉、鎢粉、銅粉、鋁粉等等及其兩種或兩種以上不同比例粉末的混合物；多種金屬的合金粉末，比如不同牌號的不銹鋼粉末、低合金粉末；陶瓷粉末，包括：氧化物陶瓷，比如氧化鋯、氧化鋁等，氮化物陶瓷，比如氮化硅、氮化鋁等，碳化物陶瓷，比如碳化硅等；金屬陶瓷復(fù)（混）合材料，比如鐵鍍氧化鋁、鐵鍍氧化鋯，鎳鍍氧化鋁、鎳鍍氧化鋯等。

粘結(jié)劑組合所采用的高分子材料由在較低溫度下可酸催化分解脫粘的主要高分子材料，熱熔融分解脫除的輔助高分子材料及助劑組成。

所述酸催化分解脫粘的主要高分子材料包括：聚對苯二甲酸乙二醇酯、乙基纖維素、羥丙基纖維素、乙烯-丁烯纖維素、醋酸纖維、鄰苯二甲亞酰亞胺等。

所述熱熔融分解脫除的輔助高分子材料為聚烯烴類材料，如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等。

所述助劑主要是分散劑、增塑劑類材料，本發(fā)明優(yōu)選聚異丁烯胺、聚異丁烯基丁二酰亞胺。

本發(fā)明所述混融物中材質(zhì)組份與粘合劑組份的體積組成：材質(zhì)組份占40-70%，粘合劑組份占60-30%。

本發(fā)明所述粘合劑組份中，按質(zhì)量百分比計，酸催化分解脫除的主要高分子材料占50-95%；熱熔融分解脫除的輔助高分子材料占46-4.5%；分散劑、增塑劑類助劑占4-0.5%。

本發(fā)明所述混融物的混融方法是：先將助劑，聚烯烴類輔助高分子材料與材質(zhì)組份混融至均勻，再加入主粘合劑混融至均勻。

混融設(shè)備是市面上常見的混合機、捏合機、密煉機、螺桿擠出機、顆粒成型機等。

一種用于金屬、陶瓷基成型的高分子材料與金屬、陶瓷粉末混融物的制備方法，其特征在于，工藝步驟包括如下：①先按粘合劑組份質(zhì)量比，將占46-4.5%的熱熔融分解脫除輔助高分子材料，占4-0.5%助類，與占體積比40-70%的材質(zhì)組份混勻、在110-275℃密煉至均勻；②按粘合劑組份質(zhì)量比，將占50-95%的酸催化分解脫除的主要高分子材料加入①中，在100-250℃密煉至均勻；③將密煉均勻的混融物在螺桿擠出機中擠出；④將擠出料在顆粒成型機中造粒，以便于下道工序的成型。

本發(fā)明的特征在于，所述混融物中的高分子材料，在成型后的脫除方法，包括如下步驟: