[发明专利]一种石英陶瓷注射成型用喂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石英陶瓷注射成型用喂料及其制备方法，所述喂料一种石英陶瓷注射成型用喂料，由有机硅前驱体通过共价键连接于熔融石英粉体的二氧化硅微粒表面形成核‑壳结构后，在粘结剂的作用下混炼而成；其中，所述熔融石英粉体占比70wt%～90wt%，有机硅前驱体占比6wt%～15wt%，粘结剂占比4wt%～15wt%。本发明通过含活性基团的有机硅前驱体与二氧化硅表面裸露的羟基形成共价键，对熔融石英进行表面改性，从而增加石英粉体的分散均匀性，增强产品致密度，降低收缩率，而且引入了50%的石英产率，提高了固相含量，减少有机物挥发造成的气孔缺陷。

技术领域

本发明涉及精密陶瓷制备领域，尤其涉及一种石英陶瓷注射成型用喂料及其制备方法。

背景技术

熔融石英陶瓷（简称石英陶瓷）具有优异的力学和电学特性，如热膨胀系数小、抗弯强度热温度性好、介电性能热稳定形好等特点石英陶瓷相对于石英玻璃更易成型，尤其对于复杂形状和大件制品，而且成本也要远远低于石英玻璃制品，因此在问世以来，已经得到了非常广泛的应用，比如冶金工业、玻璃制造、化工工业等传统行业，以及航空航天、太阳能电池、电子工业、原子能工业、国防军工等新型高科技领域，熔融石英陶瓷都成了一种必不可少的材料，越来越多的受到人们的关注。

石英陶瓷目前常用的成型技术有注浆成型、注凝成型与等静压成型等，都存在加工余量大、成本高的缺点。现有的注射成型工艺上述工艺难以实现也很难批量生产石英陶瓷结构件，主要是由于石英喂料中有机物含量高，使得烧制过程中很难完全消除有机物，导致注射成型的陶瓷结构件气孔缺陷多、密度低，烧结收缩高达15％以上，对于需求量大、尺寸较小、结构复杂的异形制品的批量化生产难以达到要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种石英陶瓷注射成型用喂料及其制备方法，通过引入有机硅前驱体可获得高固相含量，降低烧成的收缩率、提高成品率。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种石英陶瓷注射成型用喂料，由有机硅前驱体通过共价键连接于熔融石英粉体的二氧化硅微粒表面形成核-壳结构后，在粘结剂的作用下混炼而成；

其中，所述有机硅前驱体含有氨基、巯基、羟基中的至少一种活性剂基团。

进一步地，所述熔融石英粉体占比70wt%～90wt%，有机硅前驱体占比6wt%～15wt%，粘结剂占比4wt%～15wt%。

进一步地，所述粘结剂包括骨架材料、表面活性剂；所述骨架材料占比 60wt%～94wt%，表面活性剂占比6wt%～40wt%。

进一步地，所述有机硅前驱体为氨基聚硅氧烷（氨基硅油，CAS：63148-62-0），α-氢-ω-羟基-聚二甲基硅氧烷（羟基硅油，CAS: 70131-67-8）,（巯基)甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物 （CAS：102783-03-9）；含有氨基、巯基、羟基等活性剂团的有机硅。

进一步地，所述骨架材料为高密度聚乙烯(HDPE)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、无规聚丙烯(APP)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、丙烯腈－丁二烯－苯乙烯（ABS）中的至少一种。

进一步地，所述表面活性剂为硬脂酸(SA)、油酸(OA)、羧基硬脂酸(HSA)中的至少一种。

本发明的另一目的提供了一种石英陶瓷注射成型用喂料的制备方法，首先将熔融石英粉体、有机硅前驱体缩合，然后将骨架材料和表面活性剂加热熔融得到粘结剂，随后将缩合产物加入粘结剂中进行混炼并送入挤出机，挤出造粒，即可得到所述石英陶瓷注射成型用喂料。

进一步地，所述骨架材料为高密度聚乙烯(HDPE)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、无规聚丙烯(APP)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、丙烯腈－丁二烯－苯乙烯（ABS）中的至少一种。