[发明专利]用于注射模塑组合物的粘合剂

说明书

用于注射模塑组合物的粘合剂，其包含：‑45至50体积％的聚合物基料，‑至少34体积％的蜡混合物或蜡和棕榈油的混合物，‑和11至16体积％的表面活性剂，其中所述聚合物基料除聚乙烯、聚丙烯和丙烯酸系树脂外还含有乙烯与甲基丙烯酸或丙烯酸共聚物、或含马来酸酐的乙烯共聚物或这些共聚物的混合物，粘合剂组分各自的量使得它们合计不超过100体积％。

发明领域

本发明涉及用于注射模塑的粘合剂组合物和意图用于制造成型金属部件的注射模塑组合物(原料)。

发明背景

在用于珠宝和钟表工业或用于技术用途如医疗设备、电子学、电话学、工具、机器切削刀片和消费品行业的硬质材料的制造中，实施粉末冶金技术。所得合成无机材料在此被称为“金属”，无论该金属或金属合金的性质如何。一般而言，基础原材料的性质不同，并且至少包括：一方面金属粉末，另一方面有机粘合剂，如树脂或塑料或诸如此类，它们可以被注射模塑并提供用所有原材料的混合物制成的组件的良好机械强度。在该混合物中可包含其它添加剂。这些原材料也可具有不同质地：固体、粉末、液体或糊料。该混合物的结构也可能在其制造过程中改变，特别但不限于，当树脂的补充组分发生聚合反应时。

通过粉末冶金制造金属组件的整个制造方法包括至少下列步骤：

-制备原材料(raw materials)；

-混合原材料，或/和如果需要，一次预混两种(或更多)；

-均化捏合(homogenization kneading)；

-造粒；

-压制(尤其在压制室中压制)一定量的获自均化和造粒步骤的粉末或原料(feedstock)球粒(pellets)，以制造坯体(blank)或“生坯件(green part)”。该压制操作可以通过在压力下(尤其在包括用于加热该一定量的获自均化和造粒的粉末或原料球粒的装置的螺杆注射器中)注射模塑进行；

-在炉中脱脂(debinding)以燃烧和/或溶解该混合物的某些成分；

-在脱脂后热处理生坯件，以进行烧结过程，这赋予成品组件其最终内聚力。这种热处理造成尺寸收缩，这使得能够获得具有最终尺寸的组件，

-该组件的表面精加工处理。

本发明的一个特定目的是提出用于注射模塑组合物的优化的粘合剂，其促进粉末冶金混合以获得金属，从而以受控收缩系数制造具有复杂形状和高度可再现质量的金属部件。

存在用于制造模制金属部件的已知热塑性材料(原料)，其含有可烧结金属粉末和有机聚合物粘合剂，后者基本由聚甲醛和聚甲醛-聚四氢呋喃(polyoxolane)共聚物的混合物形成，这样的材料(原料)例如由BASF以商品名出售。

但是，这些原料已表现出许多缺点，例如用于注射模塑的流动性不足，因此限制可通过这一手段制成的部件的复杂度并且有时需要昂贵的机械再加工操作；和表现出裂纹和分层(lamination)的模制部件的机械强度问题，尤其是当部件的形状至关重要时。它们也造成环境问题，这归因于必须使用侵蚀性产品如硝酸，尤其是为了在脱脂步骤中除去有机相。

从CH专利No.707572中也获知一种用于注射模塑组合物的粘合剂，其包含聚合物基料、蜡和/或棕榈油的混合物和表面活性剂。对于这样的粘合剂组合物，在两个分立的相继步骤中进行脱脂，即使用溶剂的第一部分脱脂步骤，接着第二热脱脂步骤。在第一脱脂步骤的过程中，除去可溶于溶剂的粘合剂组分，即蜡和表面活性剂和丙烯酸系树脂的混合物。在实践中，这一操作在含有生坯件和适当溶剂的炉中分批进行。然后将批料置于分批炉中，在此除去在化学脱脂步骤中未溶解的粘合剂组分，通常通过将生坯件加热到大约600℃的温度。一旦发生脱脂，即已除去有机成分，并且只在此时，才在相同炉中通过加热到大约1200℃的温度来烧结部件。