发明公布-202211149359.6-一种具有改性不锈钢粉末与含阳离子型粘结剂的注射成型喂料

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(19)国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 115464135 A
(43)申请公布日 2022.12.13
(21)申请号 202211149359 .6
(22)申请日 2022 .09 .21
(71)申请人合肥工业大学
地址 230009 安徽省合肥市包河区屯溪路
193号
(72)发明人马海红
徐卫兵
方顺成
任凤梅
周正发
(74)专利代理机构合肥金安专利事务所(普通
合伙企业) 34114
专利代理师金惠贞
(51)Int .Cl .
B22F 1/102 (2022 .01)
B22F 1/107 (2022 .01)
B22F 3/22 (2006 .01)
CN 115464135 A
权利要求书1页
(54)发明名称
一种具有改性不锈钢粉末与含阳离子型粘
结剂的注射成型喂料
(57)摘要
本发明涉及一种具有改性不锈钢粉末与含
阳离子型粘结剂的注射成型喂料，
属于金属粉末
注射成型技术领域。制备操作步骤如下：
（1）使用
硬脂酸盐对不锈钢粉末进行表面处理，
获得改性
不锈钢粉末；
（2）将甲基丙烯酸甲酯（MMA）、含阳
离子侧链的功能单体加入到质量浓度55%的N，
二甲基甲酰胺溶剂中进行溶液共聚，
获得含阳离
子侧链的聚合物；
（3）将92‑95质量份硬脂酸盐改
性的不锈钢粉末、3‑4 .5质量份的阳离子型聚合
物和2 .0‑3 .5质量份的聚乙二醇在密炼机中混
炼，获得注射成型喂料；其熔融指数为31 .5～
36 .7 g/10min（190℃，
5kg）。本发明配方中各组
分相互配合，
在保证注射成型喂料良好流动性前
提下，
制成的生坯密度为5 .07～5 .17g/cm3、
弯曲模量为1478～2086MPa，
提高了生坯性能。
说明书6页
附图1页
CN 115464135 A
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1 .一种具有改性不锈钢粉末与含阳离子型粘结剂的注射成型喂料，
其特征在于：
由92‑
95质量份硬脂酸盐改性的不锈钢粉末、
3 .0‑4 .5质量份的阳离子型聚合物和2 .0‑3 .5质量份
的聚乙二醇经过混炼制成；
制备操作步骤如下：
（1）使用硬脂酸盐对不锈钢粉末进行表面处理，
获得改性不锈钢粉末；
（2）将甲基丙烯酸甲酯（MMA）、含阳离子侧链的功能单体加入到质量浓度55%的N，
N‑二
甲基甲酰胺溶剂中进行溶液共聚，
获得含阳离子侧链的聚合物；
（3）将所述含阳离子侧链的聚合物、
聚乙二醇和改性不锈钢粉末一起在密炼机中混炼，
获得注射成型喂料；
在温度190℃、负载5kg的测试条件下，
所述注射成型喂料的熔融指数为31 .5～36 .7 g/
10min ；用注射成型喂料制成的生坯密度5 .07～5 .17g/cm 3 、生坯弯曲模量为1478～
2086MPa。
2 .根据权利要求1所述一种具有改性不锈钢粉末与含阳离子型粘结剂的注射成型喂
其特征在于：
所述含阳离子侧链的功能单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）或
丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）或二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）中的一种。
3 .根据权利要求1所述一种具有改性不锈钢粉末与含阳离子型粘结剂的注射成型喂
其特征在于：
步骤（1）中，
将32g硬脂酸钠加入到150mL丙酮溶剂中混合搅拌溶解均匀，
到硬脂酸钠表面改性剂；
将8Kg不锈钢粉末加入到高速混合机中，
加热至温度140℃时，
次均匀加入硬脂酸钠表面改性剂，
每次加入量为50g，
在800rpm转速下混合30min，
即得到经
硬脂酸盐改性的不锈钢粉末。
4 .根据权利要求1所述一种具有改性不锈钢粉末与含阳离子型粘结剂的注射成型喂
其特征在于：
步骤（2）中，
将90~95g甲基丙烯酸甲酯（MMA）、
9 .5~19 .5g含阳离子侧链的功
能单体和127~134g质量浓度55%的N，
N‑二甲基甲酰胺溶液（DMF）混合均匀，
分成两份混合
将第一份混合物加入到具有搅拌器、
冷凝管的容器中，
通入氮气30min排出空气；
在另一
份混合物中加入1 .054~1 .094g引发剂偶氮二异丁腈，
再通过恒压漏斗1h缓慢滴加入第一份
混合物中，
80℃恒温油浴反应10h得到产物；
将产物逐滴滴入2L纯度为99 .5%的甲醇中，
沉淀物；
随后用500ml去离子水洗涤沉淀物三次，
再用500ml纯度为99 .5%的甲醇洗涤沉淀物
三次，
得到提纯物；
在70℃真空干燥箱中干燥12h，
得到含阳离子侧链的聚合物，
所述聚合物
为聚甲基丙烯酸甲酯‑甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。
5 .根据权利要求1所述一种具有改性不锈钢粉末与含阳离子型粘结剂的注射成型喂
其特征在于：
步骤（3）中，
将240 .574~241 .092g改性不锈钢粉末、
12 .112~12 .520g含阳离
子侧链的聚合物、5 .214~ 5 .489g聚乙二醇加入到密炼机中，
转速50rpm、180℃条件下混炼
15min，
得到具有改性不锈钢粉末与含阳离子型粘结剂的注射成型喂料。
CN 115464135 A
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一种具有改性不锈钢粉末与含阳离子型粘结剂的注射成型
技术领域
[0001] 本发明属于金属粉末注射成型技术领域，
特别是一种改性不锈钢粉末与含阳离子
型聚合物粘结剂组成的金属注射成型喂料及制备方法。
背景技术
[0002] 金属粉末注射成型技术（Metal powder injection molding）形成于20世纪80年
金属注射成型（MIM）技术在工业生产中应用广泛，
在几何形状复杂、制件精度要求高的
微型金属零件生产中发挥重要作用，
金属注射成型（MIM）技术的金属零件的制造成本远低
于其他加工方法，
并且显著提高了材料的利用率，
在汽车、
医疗器械、
电子电器、
IT等行业得
到广泛应用。
[0003] 金属注射成型是整个工艺流程中最重要的程序，
过程中制品容易产生裂纹，
不足，
气泡孔洞等问题，
影响后续产品质量，
甚至可能导致整批产品报废。
目前，
金属注射成
型（MIM）工艺过程仍存在较多不足，
大部分不足是由粘结剂本身性质的问题引起，
例如金属
从而导致金属粉末与粘结剂混炼时
粉末与粘结剂之间分布不均匀，
导致相容亲和性较差，
发生相分离、
生坯性能差、
脱脂保形性、
尺寸稳定性差等常见问题。
因此，
要减少这些生产问
要从粘结剂的制备和选择入手，
因此粘结剂的制备技术是目前金属粉末注射成型中最
重要的部分，
也是推动金属粉末注射成型技术进步和发展的重要着手点。
发明内容
[0004] 为了实现在保证喂料的良好流动性前提下，
达到提高生坯性能的目的，
本发明提
供一种具有改性不锈钢粉末与含阳离子型粘结剂的注射成型喂料。
[0005] 一种具有改性不锈钢粉末与含阳离子型粘结剂的注射成型喂料由92‑95质量份硬
脂酸盐改性的不锈钢粉末、
3‑4 .5质量份的阳离子型聚合物和2‑3 .5质量份的聚乙二醇经过
混炼制成；
制备操作步骤如下：
（1）使用硬脂酸盐对不锈钢粉末进行表面处理，
获得改性不锈钢粉末；
（2）将甲基丙烯酸甲酯（MMA）、含阳离子侧链的功能单体加入到质量浓度55%的N，
N‑二甲基甲酰胺溶剂中进行溶液共聚，
获得含阳离子侧链的聚合物；
（3）将所述含阳离子侧链的聚合物、
聚乙二醇和改性不锈钢粉末一起在密炼机中
混炼，
获得注射成型喂料；
在温度190℃、负载5kg的测试条件下，
所述注射成型喂料的熔融指数为31 .5～
36 .7 g/10min；
用注射成型喂料制成的生坯密度5 .07～5 .17g/cm3、
生坯弯曲模量为1478～
2086MPa。
[0006] 进一步的技术方案如下：
所述含阳离子侧链的功能单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）或丙烯酰
CN 115464135 A
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氧乙基三甲基氯化铵（DAC）或二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）中的一种。
[0007] 步骤（1）中，
将32g硬脂酸钠加入到150mL丙酮溶剂中搅拌均匀，
得到硬脂酸钠表面
加热至温度140℃时，
分三次均匀加入硬脂
改性剂；
将8Kg不锈钢粉末加入到高速混合机中，
酸钠表面改性剂，
每次加入量为50g，
在800r

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