用于注塑組合物的粘合劑的制作方法
【專利說明】用于注塑組合物的粘合劑
[0001] 本發(fā)明涉及用于注塑的粘合劑組合物以及用于生產(chǎn)成型金屬或陶瓷部件的注塑 組合物（進料）。
[0002] 粉末冶金技術(shù)用于生產(chǎn)在珠寶制造和鐘表制造工業(yè)中所用的硬材料，或用于技術(shù) 應(yīng)用例如醫(yī)療、電子、電話或工具工業(yè)，機械切割插件，消費物品工業(yè)，以及尤其用于通常稱 為無機"陶瓷"的硬材料。所得的無機合成材料將在這里稱為"陶瓷"，與此材料的性質(zhì)無關(guān)， 其是藍寶石、紅寶石、人造鉆石、藍寶石玻璃、陶瓷、微磁體、金屬、合金等。
[0003] -般而言，基本原料在性質(zhì)上是不同的，并且在一方面至少包含陶瓷粉末，另一方 面包含有機粘合劑，例如樹脂或塑性材料等，它們可以注塑并提供用所有原料的混合物制 備的組件的優(yōu)良牢固性。在此混合物中也可以包含其它添加劑。這些原料也可以具有不同 的紋理：固體，粉末，液體或糊料。當(dāng)樹脂的補充組分發(fā)生聚合反應(yīng)時，混合物的結(jié)構(gòu)也可以 尤其在其形成期間變化，但不限于此。
[0004] 用于生產(chǎn)無機陶瓷部件的全部工序包括至少以下步驟：
[0005] -制備原料；
[0006] -混合這些原料，或/和在需要時將兩種（或更多種）原料預(yù)先混合；
[0007]-均勻混合；
[0008] -造粒；
[0009]-從混合和造粒得到的一定量的粉末或進料顆粒進行壓制或模塑，尤其是在模塑 室中，形成"粗制"部件。這種模塑可以通過在壓力下注射進行，尤其是在螺桿擠出機中，其 包括用于將從混合和造粒得到的一定量的粉末或進料顆粒進行加熱的裝置；
[0010] -在烘箱中脫粘以使混合物的特定組分燃燒或溶解；
[0011] -將"粗制"部件在脫粘之后進行熱處理，進行燒結(jié)工藝，以得到具有最終內(nèi)聚力的 部件。這種熱處理引起尺寸收縮，這使得可以獲得具有最終尺寸的部件。
[0012] -對部件進行表面整理處理。
[0013] 本發(fā)明的一個具體目的是提供優(yōu)化的用于注塑組合物的粘合劑，其能促進粉末冶 金混合以獲得陶瓷或金屬材料，從而獲得具有高度可重現(xiàn)性品質(zhì)以及可控收縮系數(shù)的產(chǎn) 品。
[0014] 例如從美國專利No. 5145900已經(jīng)知道用于制備含有可燒結(jié)無機粉末和聚合物有 機粘合劑的模塑陶瓷部件的熱塑性材料（進料），其是基本上由聚甲醛以及聚甲醛和聚四 氫呋喃共聚物的混合物組成。
[0015] 但是，發(fā)現(xiàn)這些進料具有許多缺點，例如對于注塑的流動性不足，以及關(guān)于產(chǎn)品保 持其模塑形狀以免裂紋或分層的問題。這對于具有復(fù)雜形狀的部件的情況尤其如此。它們 也由于必須使用攻擊性產(chǎn)品例如硝酸而導(dǎo)致環(huán)境問題，尤其是最后除去有機相時。此外，在 有機粘合劑除去工藝中使用水在含有金屬材料的進料的情況下也存在氧化的風(fēng)險。
[0016] 所以，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于模塑組合物的粘合劑，其能克服上述缺 點，更尤其改進進料的均勻性和流動性，從而允許生產(chǎn)具有更復(fù)雜形狀的金屬或陶瓷部件， 減少生產(chǎn)循環(huán)時間，提高"粗制"脫粘體的抗應(yīng)力性能以（處理和各種機械操作），和最后避 免使用對環(huán)境有害的產(chǎn)品以除去有機粘合劑，這通過用沒有污染性的溶劑代替所述產(chǎn)品實 現(xiàn)，所述溶劑能通過簡單熱處理除去。
[0017] 所以，本發(fā)明涉及用于注塑組合物的粘合劑，其含有：
[0018] -35-54體積％的聚合物基料，
[0019] -40-55體積％的蠟混合物或蠟和棕櫚油的混合物，
[0020] -和約10體積％的表面活性劑，
[0021] 其中聚合物基料含有乙烯和甲基丙烯酸或丙烯酸的共聚物，或含馬來酸酐的乙烯 共聚物，或這些共聚物的混合物，以及聚乙烯、聚丙烯和丙烯酸樹脂，所述粘合劑組分的各 用量使得它們的總和不超過100%。
[0022] 優(yōu)選，本發(fā)明的粘合劑包含2-7體積％的一種所述共聚物或其混合物、約25體 積％的聚乙烯、2-15體積％的聚丙烯以及6-15體積％的丙烯酸樹脂。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的一個方案，用于注塑組合物的粘合劑含有：
[0024] -35-54體積％的聚合物基料，
[0025] -40-55體積％的蠟混合物或蠟和棕櫚油的混合物，
[0026]-和約10體積％的表面活性劑，
[0027] 其中聚合物基料含有2-7體積％的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、約25體積％的聚乙 烯、2-15體積％的聚丙烯以及6-15體積％的丙烯酸樹脂，所述粘合劑組分的各用量使得它 們的總和不超過100%。
[0028] 應(yīng)當(dāng)注意的是，所選擇的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物在上述范圍（2-7體積％ )內(nèi)的 用量對于形成足夠硬以尤其在注塑后從模具取出時保持其形狀的"粗制"部件（在脫粘和 燒結(jié)之前的注塑部件）而言是重要的；這種特征在部件截面越小的情況下就越重要。通常， 約15%的這些聚合物不會向小截面的粗制部件提供從模具取出時的足夠的剛度。
[0029] 根據(jù)一種優(yōu)選方法，乙烯和甲基丙烯酸或丙烯酸的共聚物含有3-10重量％的甲 基丙烯酸或丙烯酸型共聚單體，乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物含有7-18重量％的乙酸乙烯 酯共聚單體，并且乙烯和酸酐的共聚物是熔點為l〇〇-ll〇°C的乙烯和馬來酸酐的無規(guī)共聚 物，或者熔點為130-134Γ的HD聚乙烯和改性酸酐的共聚物。
[0030] 優(yōu)選，丙烯酸樹脂具有50000-220000的分子量，且特性粘數(shù)為0. 21-0. 83,并且選 自甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸正丁酯的聚合物，甲 基丙烯酸異丁酯和甲基丙烯酸正丁基酯的共聚物，以及甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸正丁 基酯的共聚物，或者這些聚合物和/或共聚物的混合物。"特性粘數(shù)"表示在50ml二氯甲烷 中含有〇. 25g聚合物的溶液在20°C下用Cannon-Fenske粘度計檢測的粘度。
[0031] 有利的是，蠟是巴西棕櫚蠟或石蠟，或棕櫚油，或這些物質(zhì)的混合物，通常是巴西 棕櫚蠟和石蠟的混合物，或巴西棕櫚蠟和棕櫚油的混合物。根據(jù)另一個優(yōu)選特征，表面活性 劑是Ν，Ν'-亞乙基二硬脂酰胺，或者硬脂酸和棕櫚酸的混合物（硬脂精），或這些物質(zhì)的混 合物。
[0032] 根據(jù)另一個特征，表面活性劑和丙烯酸樹脂能溶于異丙醇和/或松節(jié)油中。
[0033] 本發(fā)明還涉及一種用于生產(chǎn)成型金屬或陶瓷部件的注塑組合物（進料），其含有 76-96重量％的無機粉末和4-24重量％的包含以下組分的粘合劑：
[0034] -35-54體積％的聚合物基料，
[0035] -40-55體積％的蠟混合物，
[0036] -和約10體積％的表面活性劑，
[0037] 其中聚合物基料含有乙烯和甲基丙烯酸或丙烯酸的共聚物，或含馬來酸酐的乙烯 共聚物，或這些共聚物的混合物，以及聚乙烯、聚丙烯和丙烯酸樹脂。
[0038] 根據(jù)一個具體特征，所述注塑組合物中的無機粉末可以選自氧化物、氮化物、碳化 物、金屬粉末，或這些粉末的混合物，優(yōu)選無機粉末選自氧化鋁粉末、氧化鋯粉末、碳化鉻粉 末、碳化鈦粉末或碳化鎢粉末，鎢金屬或氮化硅粉末，不銹鋼粉末，鈦金屬粉末，或這些粉末 的混合物。
[0039] 根據(jù)注塑組合物的優(yōu)選實施方案，所述組合物含有按重量百分比計的以下組分：
[0040] 魯76-88%的氧化錯，和12-24%的如上所述的本發(fā)明粘合劑，或
[0041] · 76-88%的氧化鋁和0. 1-0. 6%的氧化鎂，以及12-24%的本發(fā)明粘合劑，或
[0042] · 58-86. 5 %的氧化鋯和3. 9-4. 6 %的氧化釔和0. 18-18. 5 %的氧化鋁和9-22 % 的本發(fā)明粘合劑，或
[0043] · 61. 5-84%的氧化鋯和3. 9-4. 6%的氧化釔和0. 2-9%的氧化鋁和2-5. 5%的無 機顏料以及9-22 %本發(fā)明粘合劑，其中無機顏料選自氧化鐵、氧化鈷、氧化鉻、氧化鈦、氧化 錳、氧化鋅或所述氧化物的混合物，或
[0044] 魯88-91 %的碳化鉻或碳化鈦，以及9-12%的本發(fā)明粘合劑，或
[0045] · 93-96%的碳化鎢或鎢金屬，以及4-7%的本發(fā)明粘合劑，或
[0046] · 78-85%的氮化娃，以及15-22%的本發(fā)明粘合劑。
[0047] 下面將通