[发明专利]粉末注射成型工艺用增容剂、粘合剂、喂料及制备方法

说明书

本发明涉及一种粉末注射成型工艺用增容剂、粘合剂、喂料及制备方法。该粉末注射成型工艺用增容剂的分子量为50000‑100000，分子结构式为‑PMMA‑g‑MPEG‑的梳状共聚物，g表示接枝，组成结构为刚性主链接枝柔性侧链，形成梳状分子。通过合成特殊结构的嵌段共聚物作为增容剂，使得两种原本相容性不好的聚合物的相容性大大提高，从而使得PMMA+PEO粘合剂体系的混合时间相应降低，降低粘合剂的使用量，增加注射坯体中固体粉末的体积含量；粘合剂制备成的喂料在烧结过程中坯体的收缩率降低，减少烧结变形，提高最终烧结体的烧结密度。本发明的制备方法简单，原料易得，效果明显。

技术领域

本发明属于粉末注射成型技术领域，特别涉及一种粉末注射成型工艺用增容剂、粘合剂、喂料及制备方法。

背景技术

在粉末注射成型(PIM)工艺过程中，粉末必须具有良好的流动性以充分填充复杂模具的模腔，因此需要在粉末中加入一定比例的粘接剂(8-12％wt)。粘接剂既需要增加整个复合体系的流动性，还要保证坯体能保持一定形状，因此粘接剂体系的设计、加入和脱除技术是整个PIM技术的核心。

传统粘合剂体系主要采用石蜡系，典型体系如50wt％石蜡+50wt％低密度聚乙烯，其脱除工艺为热脱脂，通过加热的方式实现粘合剂的脱除。该工艺虽然较为简单，但脱脂时间长，且脱脂过程中产品容易变形。为此人们开发出一种被称为固体聚合物溶液(SPS)的粘合剂体系，主要由低分子量的固态结晶化合物和少量高分子量的聚合物组成。其中低分子量的固态结晶化合物在受热时熔化成液态，并起到溶剂的作用，进一步将高分子量的聚合物溶解形成溶液。由于低分子量物质粘度低，高分子量聚合物强度高，因此可以通过调整聚合物含量来自由的调整SPS的粘度和强度。SPS体系最大的优点在于可以用包括水在内的普通溶剂选择性的溶解掉低分子量的物质，高分子量的聚合物则保留在坯体中，因此在脱脂过程中坯体没有任何变形，使得坯体的尺寸精度得以大大提高，同时脱脂的时间也大大缩短到7-10小时。

目前比较常用的SPS体系有聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)+聚氧乙烯(PEO)复合体系。在实际的操作过程中，人们发现上述体系都存在着体系相容性不高的问题，PMMA在PEO中的溶解都比较困难，需要较长的时间，在较高的温度下才能溶解，持续的高温会造成PMMA的分解；更严重的是，PMMA在PEO的结晶过程中容易析出形成不连续相，从而影响到粘合剂在金属粉中分散的均匀性，对最终产品性能带来不利影响。为了改善PMMA与PEO的相容性，提高PMMA在PEO中的溶解速度，可以采用合适的增容剂来达到目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种能提升PMMA+PEO粘合剂体系的相容性和溶解速度的粉末注射成型工艺用增容剂及制备方法，并提供一种由该增容剂制备的粘合剂、喂料。

为了解决本发明的技术问题，所采取的技术方案为，一种粉末注射成型工艺用增容剂，该增容剂的分子量为50000-100000，分子结构式为-PMMA-g-MPEG-，其中PMMA表示聚甲基丙烯酸甲酯，MPEG表示聚乙二醇单甲醚，g表示接枝，

其具体结构式如下：

其中n₁为200-500，n₂为15-50。

作为上述一种粉末注射成型工艺用增容剂进一步的改进：

优选的，其制备方法包括以下步骤：

S1、选用分子量为500-2000的MPEG、由甲基丙烯酸甲酯单体通过自由基合成的分子量为20000-50000的PMMA作为原料；