[发明专利]一种氧化铝陶瓷注射成型的蜡基聚乙烯多聚合物粘结剂

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷粉末注射成型领域，尤其是氧化铝陶瓷注射成型的蜡基聚乙烯多聚合物粘结剂。

背景技术

陶瓷材料本身固有的脆性和一些特殊陶瓷材料的高硬度，使得采用传统的粉末冶金工艺，即先把粉末压制成型，再进行机械加工的方法难以制备体积微小、形状复杂、尺寸精度高的陶瓷部件，在很大程度上限制了陶瓷的应用领域。陶瓷注射成型(Ceramics InjectionMolding，简称CIM)是近代粉末注射成型的一个分支，它具有一次性成型复杂形状制品、产品尺寸精度高、无需后续加工或只需微量的加工、易于实现生产自动化和产品性能优异的特点，弥补了传统粉末成型的不足。

粘结剂在陶瓷注射成型中起着十分重要的作用，虽然粘结剂是成型阶段的物质，不能决定产品的最终成分，但它对成型工艺成功与否是至关重要的，直接影响着粉料的流变性、成型性，脱脂过程，产品尺寸精度等。可以说研究注射成型工艺就是研究粘结剂的选择、成型和排除方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种氧化铝陶瓷注射成型的蜡基聚乙烯多聚合物粘结剂。

本发明的氧化铝陶瓷注射成型的蜡基聚乙烯多聚合物粘结剂，由石蜡、低密度聚乙烯和硬脂酸组成，其组分和体积份数比为：石蜡：低密度聚乙烯：硬脂酸＝60：20：14。

本发明的优点和积极效果是：

氧化铝陶瓷注射成型的蜡基聚乙烯多聚合物粘结剂具有良好的体系内相容性、注射悬浮体流变学特性、脱模性和坯体强度和脱脂特征；利用该氧化铝陶瓷注射成型的蜡基聚乙烯多聚合物粘结剂注射成型氧化铝陶瓷的方法具有在不增加工序的条件下，适当控制喂料制备时陶瓷粉与粘结剂的比例，注射成型、脱脂和烧结实的温度及过程时间，便可得到理想的产品，减少了产品的缺陷，降低了生产成本。

具体实施方式

下面通过具体实施例说明本发明。

本发明的氧化铝陶瓷注射成型的蜡基聚乙烯多聚合物粘结剂，由石蜡、低密度聚乙烯和硬脂酸组成，其组分和体积份数比为：石蜡：低密度聚乙烯：硬脂酸＝60：20：14。。

在注射成型聚合物粘结剂之间或是聚合物与增塑剂、润滑剂之间的相容性都是必要的，若有机载体之间相容性差，则不能有效地降低混合物的粘度，注射成型冷却过程中有机物产生大量偏析以及站结剂与模具分离，不能获得组分均匀的成型坯体。

高分子物质共混的过程实际上是分子链间相互扩散的过程，受到分子链间作用力的制约。内聚能密度(ΔE/V)是分子链间作用力大小的量度，但由于高分子不能汽化而无法直接测量内聚能密度，因而常用容度参数δ，即内聚能密度的开方(ΔE/V)^1/2来表示分子链间作用力的大小，δ值越接近，相容性越好，即Δδ越小，相容性越好。

表1  粘结剂主要组元有机基团及溶度参数

表1列出了粘结剂主要组元的结构基团及有关参数。δ值可由重复单元中各基团的摩尔引力常数F及重复单元摩尔体积V按公式δ＝∑F/V求得，式中：δ的量纲为(J/cm³)¹/²；F的量纲为(J/cm³)^1/2/mol；V的量纲为(cm³/mol)。由于石蜡是由C20-C24的饱和烷烃构成，在表1中分别计算了C20和C24饱和烷烃的δ值。主要组元之间的溶度参数差：

PW与PE之间的溶度参数差为Δδ1＝7.99-7.80＝0.80(J1/2.cm3/2)；

PW与PVAC之间的溶度参数差为Δδ2＝8.39-7.80＝2.48(J1/2.cm3/2)；

PE与PVAC之间的溶度参数差为Δδ3＝8.39-7.99＝1.68(J1/2.cm3/2).

根据相容性判断规则，Δδ>4.20表示不相容，由此可见，石蜡：硬脂酸＝60：14(体积比)有很好的相容性。

对于硬脂酸这样的低分子有机物，其端基的影响是不能忽略的，应用熔体的摩尔汽化热ΔH，由公式：

ΔE＝ΔH-RT

求出ΔE，再由公式：

δ＝(ΔE/V)^1/2

求得SA的δ值为7.87。表2列出了SA与其他有机物的容度参数差值。

表2  SA与有机载体间容度参数的差值Δδ