一種用于光纖陶瓷插芯的注射成型粘結(jié)劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是關(guān)于光纖陶瓷插芯精密注射成型用的一種粘結(jié)劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 陶瓷注射成型是將陶瓷粉體與有機(jī)粘結(jié)劑均勻混合后，用注射成型機(jī)成型，然后 通過(guò)熱脫脂或溶劑脫脂等手段將粘結(jié)劑脫除，最后在高溫下燒結(jié)得到最終產(chǎn)品的一種工藝 手段。陶瓷粉末注射成型技術(shù)在高精度和高附加值的新產(chǎn)品制造上顯示出無(wú)比強(qiáng)大的生命 力，如光纖通訊上光纖連接器用的陶瓷插芯(外徑1. 25mm，內(nèi)孔僅125Mm，長(zhǎng)10mm)，其中，內(nèi) 孔的尺寸要求為125Mffl~126Mffl，精度要求達(dá)到lMffl，目前只有采用注射成型技術(shù)才能制造。
[0003] 光纖連接器是把光纖的兩個(gè)端面精密地對(duì)接起來(lái)，使發(fā)射光纖輸出的光能量最大 限度地耦合到接收光纖中。光纖陶瓷插芯是這種光纖連接器的核心部件，它是一種由納米 氧化鋯（Zr02)材料經(jīng)一系列配方、加工而成的高精度特種陶瓷元件，其孔徑、真圓度要求 極尚。
[0004] 在陶瓷注射成型中，粘結(jié)劑只是一種過(guò)程存在的介質(zhì)，并不在最終產(chǎn)品中出現(xiàn)，但 粘結(jié)劑對(duì)成形工藝的成功與否至關(guān)重要，其結(jié)果直接影響著喂料的流變性、成形性，坯體的 脫脂效果、產(chǎn)品尺寸精度等。采用常規(guī)的蠟基粘結(jié)劑體系生產(chǎn)的陶瓷注射成型產(chǎn)品，由于存 在較大的燒結(jié)收縮變形，因此尺寸控制通常比較粗糙，需要后續(xù)加工才能達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)要 求。產(chǎn)品變形過(guò)大導(dǎo)致無(wú)法加工出所需尺寸的情況也比比皆是。
[0005] 光纖通信領(lǐng)域?qū)τ诠饫w陶瓷插芯產(chǎn)品的要求非常嚴(yán)格，然而光纖陶瓷插芯的合格 率不高，主要原因有以下幾個(gè)方面： 氧化鋯粉體配方及粘結(jié)劑配方和相應(yīng)的工藝制度； 內(nèi)孔即細(xì)長(zhǎng)微孔的成型工藝； 注射成型、脫脂、燒結(jié)工藝控制。
[0006]目前，國(guó)內(nèi)很多廠(chǎng)家在引進(jìn)國(guó)外技術(shù)后，已經(jīng)對(duì)配方和工藝進(jìn)行了多方面的改進(jìn)， 也大大提高了光纖陶瓷插芯的生產(chǎn)能力；但仍存在配方成本高、工藝周期長(zhǎng)、最終產(chǎn)品尺寸 精度不高等問(wèn)題。通常采用的純熱塑性體系粘結(jié)劑，存在受熱軟化、熱脫脂過(guò)程中容易產(chǎn)生 變形，因而脫脂周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)；而采用純熱固性體系粘結(jié)劑需要采用專(zhuān)用的熱固性樹(shù)脂注 射成型機(jī)，而且制品固化時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低的缺點(diǎn)；其他常用的粘結(jié)劑體系也存在不同的 缺點(diǎn)。
[0007] 粘結(jié)劑的配制、陶瓷粉體和粘結(jié)劑的均勻混合是產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵工藝，國(guó)內(nèi)通常 先將幾種粘結(jié)劑組元進(jìn)行混合，再采用捏合機(jī)或密煉機(jī)對(duì)粉體和粘結(jié)劑進(jìn)行混合。該種混 合方式工藝時(shí)間較長(zhǎng)，操作復(fù)雜，勞動(dòng)強(qiáng)度高。我們希望通過(guò)工藝改進(jìn)降低勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí) 提尚混合均勾性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明正是為解決以上技術(shù)問(wèn)題而提出的，目的是提供一種用于光纖陶瓷插芯的 注射成型粘結(jié)劑，縮短光纖陶瓷插芯的生產(chǎn)周期，降低光纖陶瓷插芯的變形量，提高產(chǎn)品燒 結(jié)后的尺寸精度。本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供上述的粘結(jié)劑的制備方法。
[0009] 為了實(shí)現(xiàn)上述的第一個(gè)目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案： 一種用于光纖陶瓷插芯的注射成型粘結(jié)劑，該粘結(jié)劑由以下的組分構(gòu)成： 全精煉石蠟 20~30wt% 微晶蠟 5~15wt% EVA 8~20wt% 環(huán)氧樹(shù)脂 40~60wt% 雙氰胺 0~10wt% 硬脂酸 l~6wt%。
[0010] 作為優(yōu)選，該粘結(jié)劑由以下的組分構(gòu)成： 全精煉石蠟 20~25wt% 微晶錯(cuò) 8~12wt% EVA 8~15wt% 環(huán)氧樹(shù)脂 45~55wt% 雙氰胺 l~5wt% 硬脂酸 l~3wt%。
[0011] 作為優(yōu)選，所述的全精煉石蠟采用58#全精煉石蠟。
[0012] 為了實(shí)現(xiàn)上述的第二個(gè)目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案： 一種制備所述的粘結(jié)劑的方法，該方法包括以下的步驟：將石蠟，微晶蠟，EVA，環(huán)氧樹(shù) 月旨，雙氰胺，硬脂酸按合適順序加入混合機(jī)中，混合溫度150~1700°C，均勻混合3~8h。
[0013] 本發(fā)明的第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是綜合了傳統(tǒng)的熱塑性體系粘結(jié)劑和熱固性體系粘結(jié)劑的 優(yōu)點(diǎn)，避開(kāi)各自的缺陷。使粘結(jié)劑在混煉和注射成型過(guò)程中表現(xiàn)為熱塑性，從而能在熱塑性 設(shè)備上實(shí)現(xiàn)均勻混合和注射沖模；而在脫脂過(guò)程中，在高溫的作用下，樹(shù)脂固化，粘結(jié)劑表 現(xiàn)出熱固性的特點(diǎn)，脫脂坯體不會(huì)軟化變形，從而提高制品的尺寸精度和形狀保持能力。
[0014] 本發(fā)明專(zhuān)利所述粘結(jié)劑配方的特點(diǎn)就是加入了環(huán)氧樹(shù)脂，使脫脂過(guò)程中坯體的形 狀保持能力提高。環(huán)氧樹(shù)脂(英文縮寫(xiě)EP)是泛指分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的 有機(jī)化合物，除個(gè)別外，它們的相對(duì)分子質(zhì)量都不高。環(huán)氧樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)是以分子鏈中含 有活潑的環(huán)氧基團(tuán)為其特征，環(huán)氧基團(tuán)可以位于分子鏈的末端、中間或成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。由于分 子結(jié)構(gòu)中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)，使它們可與多種類(lèi)型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而形成不溶的 具有三向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物。固化后的環(huán)氧樹(shù)脂具有良好的物理、化學(xué)性能，它對(duì)金屬和非 金屬材料的表面具有優(yōu)異的粘接強(qiáng)度，介電性能良好，變形收縮率小，制品尺寸穩(wěn)定性好， 硬度高，柔韌性較好，因而我們發(fā)明了添加EP的粘結(jié)劑，以滿(mǎn)足光纖陶瓷插芯生產(chǎn)過(guò)程中 尺寸精度要求。
[0015] 本發(fā)明的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是坯體脫脂工藝按照溶劑脫脂+熱脫脂進(jìn)行，在較快的脫脂 速度下，坯體不出現(xiàn)起泡、變形、開(kāi)裂等問(wèn)題。在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，較大程度縮短了工 藝時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。 【具體實(shí)施方式】
[0016]PW(58#全精煉石錯(cuò)，茂名石化)，Mff(進(jìn)口微晶錯(cuò)，美國(guó)），DICY(雙氰胺，固化劑)、 SA(進(jìn)□硬脂酸，印尼）。
[0017] 步驟一：將20重量份58#全精煉石錯(cuò)，10重量份微晶石錯(cuò)，8重量份EVA，59重量 份環(huán)氧樹(shù)脂，2重量份固化劑雙氰胺，1重量份硬脂酸按合適順序加入混合機(jī)中，混合溫度 160°C，均勻混合6h，得到實(shí)施例一中的粘結(jié)劑A1 ; 步驟二：按步驟一中所述方法，制備實(shí)施例二、三和對(duì)比例所需的粘結(jié)劑A2、A3和B1 ; 步驟三：在雙輥密煉機(jī)中，加入85重量超細(xì)氧化鋯粉和15重量份粘結(jié)劑A1，密煉溫度 170°C，密煉3h，得到光纖陶瓷插芯生產(chǎn)所需的喂料W1 ;同樣方法，制備實(shí)施例二、三和對(duì)比 例所需的喂料W2、W3和W0 ; 步驟四：使用海天注塑機(jī)及同一套光纖陶瓷插芯模具，用上述所得喂料成型得到光纖 陶瓷插芯毛坯各1000只；按相同工藝進(jìn)行脫脂、排膠、燒結(jié)，得到光纖陶瓷插芯燒結(jié)坯體； 步驟五：使用測(cè)量精度為0. 01mm的卡尺，測(cè)量光纖陶瓷插芯燒坯的長(zhǎng)度及外徑，用光 學(xué)影像微米級(jí)精密測(cè)量?jī)x器(精度可達(dá)2ym)測(cè)量插芯內(nèi)孔徑； 步驟六：分析所得數(shù)據(jù)，得出各個(gè)實(shí)施例的不同點(diǎn)，做成上述表格。
[0018] 可以衡量本發(fā)明達(dá)到的技術(shù)效果的指標(biāo)主要是燒結(jié)后加工前的光纖陶瓷插芯毛 坯尺寸。
[0019] 從表格結(jié)果可以看出，使用了專(zhuān)利所述粘結(jié)劑的產(chǎn)品尺寸精度更高，一致性也更 好。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于光纖陶瓷插芯的注射成型粘結(jié)劑，其特征在于該粘結(jié)劑由以下的組分構(gòu) 成： 全精煉石蠟 20~30wt% 微晶蠟 5~15wt% EVA 8~20wt% 環(huán)氧樹(shù)脂 40~60wt% 雙氰胺 0~10wt% 硬脂酸 l~6wt%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于光纖陶瓷插芯的注射成型粘結(jié)劑，其特征在于該粘 結(jié)劑由以下的組分構(gòu)成： 全精煉石蠟 20~25wt% 微晶錯(cuò) 8~12wt% EVA 8~15wt% 環(huán)氧樹(shù)脂 45~55wt% 雙氰胺 l~5wt% 硬脂酸 l~3wt%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于光纖陶瓷插芯的注射成型粘結(jié)劑，其特征在于 全精煉石蠟采用58#全精煉石蠟。4. 一種制備權(quán)利要求1或2所述的粘結(jié)劑的方法，其特征在于該方法包括以下的步驟： 將全精煉石蠟，微晶石蠟，EVA，環(huán)氧樹(shù)脂，雙氰胺，硬脂酸按合適順序加入混合機(jī)中，混合 溫度150~1700°C，均勻混合3~8h。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明是關(guān)于光纖陶瓷插芯精密注射成型用的一種粘結(jié)劑。一種用于光纖陶瓷插芯的注射成型粘結(jié)劑，該粘結(jié)劑由以下的組分構(gòu)成：全精煉石蠟、微晶蠟、EVA、環(huán)氧樹(shù)脂、雙氰胺和硬脂酸，本發(fā)明綜合了傳統(tǒng)的熱塑性體系粘結(jié)劑和熱固性體系粘結(jié)劑的優(yōu)點(diǎn)，避開(kāi)各自的缺陷。使粘結(jié)劑在混煉和注射成型過(guò)程中表現(xiàn)為熱塑性，從而能在熱塑性設(shè)備上實(shí)現(xiàn)均勻混合和注射沖模；而在脫脂過(guò)程中，在高溫的作用下，樹(shù)脂固化，粘結(jié)劑表現(xiàn)出熱固性的特點(diǎn)，脫脂坯體不會(huì)軟化變形，從而提高制品的尺寸精度和形狀保持能力。
【IPC分類(lèi)】C04B35/632
【公開(kāi)號(hào)】CN105130448
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510575801
【發(fā)明人】楊輝
【申請(qǐng)人】寧波泰科先進(jìn)陶瓷有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月11日