[發明專利]一種粉末注射成型用粘結劑、制備方法及其應用方法

有效

• 申請號: 201510627233.9
• 申請日: 2015-09-28
• 公開（公告）號: CN105131508B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 王有才
• 申請（專利權）人: 王有才
• 主分類號: C08L59/00
• 分類號: C08L59/00;C08L23/06;C08L33/04;C08L33/26;C08L91/06;C08L23/08;C08K5/12;B22F3/22;C04B35/634
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 欒波

技術領域

本發明涉及粉末注射成型領域，具體而言，涉及一種粉末注射成型用粘結劑、制備方法及其應用方法。

背景技術

粉末注射成型(簡稱MIM)是將現代塑料注射成型技術引入粉末冶金領域而形成的一門新型粉末冶金近凈成型技術。該技術作為產品生產加工的四大方法之一，是近年來粉末冶金學科和工業領域中發展十分迅猛的一項高新技術，越來越受到重視，各國、各廠家都開始加大這方面的研發和投入。

粘接劑是粉末注射成型工藝中重要一環。在粉末注射成型生產過程中，為使得金屬粉末或陶瓷粉末具有良好的流動性以填充復雜模腔，制備出結構均勻、性能優良的產品，必須加入粘結劑。由于粘結劑只是一個幫助實現成型的中間介質，因此需要在隨后的脫脂工藝過程中能夠方便地將其去除。

脫脂工藝是粉末注射成型技術的關鍵步驟，它會影響坯件的質量，同時花費的時間最長，對生產效率有著很大的影響。目前，常用的脫脂方法包括溶劑脫脂和熱脫脂。而現有的粘結劑在溶劑脫脂過程中，大厚度試樣極易發生溶脹開裂。若采用直接熱脫脂，現有的粘結劑耗時長，由于大厚度試樣中的分解氣體無法順利逸出，在坯體內產生較大的應力，導致鼓泡和開裂等缺陷，并且脫脂階段產生的缺陷不能在燒結階段消除。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種適用于金屬粉末或陶瓷粉末注射成型用粘結劑。本發明提供的粉末注射成型用粘結劑克服了傳統粘結劑在脫脂過程中易導致坯體出現鼓泡、開裂等缺陷的問題，利用各個組分的特性，將多種組分通過科學配伍組合在一起，既能夠顯著提高金屬粉末或陶瓷粉末同粘結劑之間的相容性，同時，在脫脂過程中又能快速除去，不會導致坯體出現鼓泡、開裂等缺陷，從而保證坯體的質量。

本發明的第二目的在于提供一種所述的粘結劑的制備方法，該制備方法簡單快捷，無需任何復雜操作，將各組分按照配比配置后置于混煉機中混合即得。

本發明的第三目的在于提供一種所述粘結劑的應用方法。該方法將粘結劑與粉末混合后注射成型得到坯件，經脫脂后將粘結劑脫除干凈，經燒結后得到形狀和性質符合要求的坯件。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

一種粉末注射成型用粘結劑，按照質量百分數計算，主要由以下組分制備而成：

聚甲醛65-75％、鄰苯二甲酸二辛酯4-9％、聚乙烯6-13％、丙烯酸酯共聚物1-3％、聚丙烯酰胺3-8％、石蠟1.5-4％、微晶蠟2-6％、乙烯醋酸乙烯酯共聚物0.5-2％。

本發明提供的粘結劑中以聚甲醛、鄰苯二甲酸二辛酯、聚乙烯為主體，加入丙烯酸酯共聚物、聚丙烯酰胺、石蠟、微晶蠟、乙烯醋酸乙烯酯共聚物作為粘結助劑，多種組分組合通過科學配伍組合在一起，既能夠顯著提高金屬粉末或陶瓷粉末同粘結劑之間的相容性，同時，在脫脂過程中又能快速除去，不會導致坯體出現鼓泡、開裂等缺陷，從而保證坯體的質量。

其中，組分中的石蠟和微石蠟作為低分子物質，具有很好的流動性，起到潤滑作用，能夠降低粉末注射成型的喂料粘度；組分中的聚甲醛、聚乙烯、丙烯酸酯共聚物、聚丙烯酰胺、乙烯醋酸乙烯酯共聚物起到骨架的作用，能夠很好地維持坯體的形狀；而組分中的鄰苯二甲酸二辛酯有助于減少粉末團聚和孔洞等缺陷，保證坯體的力學性能。

其中，以質量百分數計，各組分適宜的用量為聚甲醛65-75％、鄰苯二甲酸二辛酯4-9％、聚乙烯6-13％、丙烯酸酯共聚物1-3％、聚丙烯酰胺3-8％、石蠟1.5-4％、微晶蠟2-6％、乙烯醋酸乙烯酯共聚物0.5-2％。

進一步優選地，各組分的用量為聚甲醛68-72％、鄰苯二甲酸二辛酯5-8％、聚乙烯8-11％、丙烯酸酯共聚物1.5-2.5％、聚丙烯酰胺4-6％、石蠟2-3.5％、微晶蠟3-5％、乙烯醋酸乙烯酯共聚物0.8-1.5％。

更優選地，各組分的用量為聚甲醛69-70％、鄰苯二甲酸二辛酯6-7％、聚乙烯8-9％、丙烯酸酯共聚物1.8-2％、聚丙烯酰胺4.5-5％、石蠟2.5-3％、微晶蠟3.5-4％、乙烯醋酸乙烯酯共聚物1.0-1.1％。

一種本發明提供的所述粘結劑的制備方法，包括如下步驟：

將各組分按照配比配置后，置于混煉機中混合。

本發明所提供的粘結劑的制備方法簡單快捷，無需任何復雜操作，將各組分按照配比配置后置于混煉機中混合即得。

為了將各組分充分混合在一起，得到熔化狀態的粘結劑，優選地，所述混合的步驟中，混合的時間為0.5-3小時，混合的溫度為40-130℃，混合的速率為40-100轉/分鐘。