[发明专利]一种用于光纤陶瓷插芯的注射成型粘结剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是关于光纤陶瓷插芯精密注射成型用的一种粘结剂。

背景技术

陶瓷注射成型是将陶瓷粉体与有机粘结剂均匀混合后，用注射成型机成型，然后通过热脱脂或溶剂脱脂等手段将粘结剂脱除，最后在高温下烧结得到最终产品的一种工艺手段。陶瓷粉末注射成型技术在高精度和高附加值的新产品制造上显示出无比强大的生命力，如光纤通讯上光纤连接器用的陶瓷插芯（外径1.25mm，内孔仅125μm，长10mm），其中，内孔的尺寸要求为125μm~126μm，精度要求达到1μm，目前只有采用注射成型技术才能制造。

光纤连接器是把光纤的两个端面精密地对接起来，使发射光纤输出的光能量最大限度地耦合到接收光纤中。光纤陶瓷插芯是这种光纤连接器的核心部件，它是一种由纳米氧化锆(ZrO2)材料经一系列配方、加工而成的高精度特种陶瓷元件，其孔径、真圆度要求极高。

在陶瓷注射成型中，粘结剂只是一种过程存在的介质，并不在最终产品中出现，但粘结剂对成形工艺的成功与否至关重要，其结果直接影响着喂料的流变性、成形性，坯体的脱脂效果、产品尺寸精度等。采用常规的蜡基粘结剂体系生产的陶瓷注射成型产品，由于存在较大的烧结收缩变形，因此尺寸控制通常比较粗糙，需要后续加工才能达到产品设计要求。产品变形过大导致无法加工出所需尺寸的情况也比比皆是。

光纤通信领域对于光纤陶瓷插芯产品的要求非常严格，然而光纤陶瓷插芯的合格率不高，主要原因有以下几个方面：

氧化锆粉体配方及粘结剂配方和相应的工艺制度；

内孔即细长微孔的成型工艺；

注射成型、脱脂、烧结工艺控制。

目前，国内很多厂家在引进国外技术后，已经对配方和工艺进行了多方面的改进，也大大提高了光纤陶瓷插芯的生产能力；但仍存在配方成本高、工艺周期长、最终产品尺寸精度不高等问题。通常采用的纯热塑性体系粘结剂，存在受热软化、热脱脂过程中容易产生变形，因而脱脂周期长等缺点；而采用纯热固性体系粘结剂需要采用专用的热固性树脂注射成型机，而且制品固化时间长，生产效率低的缺点；其他常用的粘结剂体系也存在不同的缺点。

粘结剂的配制、陶瓷粉体和粘结剂的均匀混合是产品质量的关键工艺，国内通常先将几种粘结剂组元进行混合，再采用捏合机或密炼机对粉体和粘结剂进行混合。该种混合方式工艺时间较长，操作复杂，劳动强度高。我们希望通过工艺改进降低劳动强度，同时提高混合均匀性。

发明内容

本发明正是为解决以上技术问题而提出的，目的是提供一种用于光纤陶瓷插芯的注射成型粘结剂，缩短光纤陶瓷插芯的生产周期，降低光纤陶瓷插芯的变形量，提高产品烧结后的尺寸精度。本发明的另外一个目的是提供上述的粘结剂的制备方法。

为了实现上述的第一个目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种用于光纤陶瓷插芯的注射成型粘结剂，该粘结剂由以下的组分构成：

全精炼石蜡20~30wt%

微晶蜡5~15wt%

EVA8~20wt%

环氧树脂40~60wt%

双氰胺0~10wt%

硬脂酸1~6wt%。

作为优选，该粘结剂由以下的组分构成：

全精炼石蜡20~25wt%

微晶蜡8~12wt%

EVA8~15wt%

环氧树脂45~55wt%

双氰胺1~5wt%

硬脂酸1~3wt%。

作为优选，所述的全精炼石蜡采用58#全精炼石蜡。

为了实现上述的第二个目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种制备所述的粘结剂的方法，该方法包括以下的步骤：将石蜡，微晶蜡，EVA，环氧树脂，双氰胺，硬脂酸按合适顺序加入混合机中，混合温度150~1700℃，均匀混合3~8h。

本发明的第一个优点是综合了传统的热塑性体系粘结剂和热固性体系粘结剂的优点，避开各自的缺陷。使粘结剂在混炼和注射成型过程中表现为热塑性，从而能在热塑性设备上实现均匀混合和注射冲模；而在脱脂过程中，在高温的作用下，树脂固化，粘结剂表现出热固性的特点，脱脂坯体不会软化变形，从而提高制品的尺寸精度和形状保持能力。