[发明专利]生产实心的成型体的方法

说明书

本发明涉及从金属粉末、陶瓷粉末等不同的无机粉料形成实心的成型体的方法。更具体地，本发明涉及这样一种方法，即，从含有无机粉末和加热时能形成凝胶的蛋白质的含水浆料，形成均匀的、致密的、实心的坯体或多孔的、实心的坯体。

已知有几种方法用于从不同的无机粉料形成成型体，既可成型均匀的、致密的坯体，也可成型多孔坯体。致密的坯体的最简单的温法成型方法是注浆法。作为一个惯例，注浆中不需要加入粘结剂，该方法用于没有太精确尺寸要求的相当简单的产品，如，卫生洁具。用于生产切削刀具、耐磨部件、导丝器、压电激励器(piezo activators)等技术产品和结构产品的其他成型方法，可能需要粘结剂，以便使坯体结合得足够紧密，能够从模具中取出和/或输送到下一道工序，所考虑的类型的粉末的产品通常需要在800～2200℃的温度下烧结，这取决于各粉末的熔点。除了粘结剂以外，形成坯体的浆料通常还含有粉末的分散剂。通常使用浸入粉末浆料的具有泡沫结构的有机预成型体制备成型的、多孔的和泡沫的、实心的坯体。然后干燥获得的结构、烧掉所说的预成型体、最后烧结该制品。根据更新的技术，利用在浆料中与水反应的聚合物形成二氧化碳，从而导致泡沫的形成和产生交联的可能性。多孔坯体在绝热材料、过滤材料和催化剂载体等应用中特别有用。

几种不同类型的粘结剂，如蜡、合成的和天然的聚合物(例如，聚乙烯醇、乙烯-丙烯酸共聚物和甲基纤维素和羟乙基纤维素等纤维素衍生物)，已经被建议并用于增强生坯。大家还知道用凝胶形成物质来形成生坯，例如，在冷却时可以形成凝胶的琼脂糖，或者单一官能团和两个官能团的丙烯酰胺和两个官能团和多个官能团的丙烯酸盐的合成的单体或单体混合物，它们在加热时可以聚合和交联，形成聚合物凝胶基质，粉料分散在这种基质中。此外，已知某些蛋白质类物质用于生坯的形成。某些蛋白质物质，如明胶和酪素，已经被用作或提出用作水溶液的常规粘结剂物质。在欧洲专利申请0 087 160中，提出了“胶凝剂”和“稳定剂”在制备多孔的金属坯体中的应用。根据该申请，使用了羧甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、清蛋白或琼脂，据说其存在对于加入金属粉末时不破坏泡沫结构是必要的。但是，为了固化该泡沫结构，一种稳定剂是必要的，优选的是从混入泡沫中的单体形成的聚氨基甲酸乙酯。所以，在这种方法中，所谓的胶凝剂仅用于泡沫的形成，而硬质凝胶的形成是通过聚氨基甲酸乙酯获得的。明胶也被建议用作凝胶形成体。因此美国专利5,279,994提出了使用明胶作为凝胶形成物质的流延法成型的一种方法。为此使用的明胶需要加热整个浆料使明胶溶解，然后冷却使其成为凝胶。类似地，日本专利申请94-226718提出了使用明胶的凝胶形成特性。根据这个说明书，通过把含有加热溶解的明胶的粉末的浆料浇注到模型中，然后冷却使其凝胶化，形成一种坯体。在该说明书中还提到其他蛋白质也可以使用，例如，清蛋白，但是其中提出的方法严格地是用加热使蛋白质溶解，冷却使其凝胶化的一种方法，即，明胶所要求的条件而不是其他蛋白质物料所必须的凝胶形成条件。使用合成聚合物的凝胶形成提出是不利的，因为聚合物基质的形成需要很高的温度，同时，除去有机物质也需要很高的温度。明胶作为凝胶形成体有一些缺点，即，凝胶的形成是可逆的，并且要求整个浆料的加热，这涉及到高的能量消耗。此外，明胶导致浆料的稠化，这会引起处理上的困难。