发明公布-202310837454.3-一种使用离子型TLCP生产金属注射成型喂料粘接剂的方法

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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 116871525 A
(43)申请公布日 2023.10.13
(21)申请号 202310837454 .3
(22)申请日 2023 .07 .07
(71)申请人江苏汉卿科技研究院有限公司
地址 211899 江苏省南京市江北新区文景
路61号创芯汇3栋205室
(72)发明人张填昊陈非
赵青陈鹏起
王泽青张晓东
(74)专利代理机构南通毅帆知识产权代理事务
所(普通合伙) 32386
专利代理师任毅
(51)Int .Cl .
B22F 3/22 (2006 .01)
CN 116871525 A
权利要求书1页
(54)发明名称
一种使用离子型TLCP生产金属注射成型喂
料粘接剂的方法
(57)摘要
本发明公开了一种使用离子型TLCP生产金
属注射成型喂料粘接剂的方法。针对金属注射成
型的需求，
生产高流动性、高机械强度和低线膨
胀系数的喂料。本方法选用带有离子集团的液晶
聚合物与热塑性粘结剂以一定比例制成喂料。在
注射加工温度区间范围内TLCP发生液晶相变，
喂料具有低的线膨胀系数和良好的加工性能。在
喷射力场作用下液晶中刚性分子会形成高度取
向的凝聚态结构，
提高了喂料的流动性和加工性
能。其中离子基团能够提高界面增容性，
与金属
类似较低的线胀系数能够在烧结过程中保证金
属和粘接剂体系的力学稳定性，
防止开裂。从而
有效提高了金属注射成型产品的合格率。本发明
的可应用于超细粉喂料、
薄壁金属零件和精密零
件的金属注射成型的生产。
说明书5页
附图3页
CN 116871525 A
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1 .一种使用离子型TLCP（热致液晶聚合物）制备使用温度可控的高性能金属注射成型
喂料粘接剂的方法，
其特征在于：
将粘接剂与离子型TLCP进行混合，
改进喂料配方的加工性
提高金属注射成型产品的成品率。
2 .根据权利要求1所述的制备使用温度可控的高性能金属注射成型喂料粘接剂的方
其特征在于：
喂料配方为离子型TLCP为所述带有离子基团的液晶聚合物是由二醇、
二酚或二胺中的
一种或几种，
与带有离子基团（磺酸基、
氰基、
羟基、硝基和三卤甲基）的合成中间体与酰氯
缩聚而成；
离子基团提高了喂料混合物的界面相容性，
稳定了喂料体系。
3 .根据权利要求1所述的制备使用温度可控的高性能金属注射成型喂料粘接剂的方
其特征在于：
喂料配方根据产品要求选择合金粉，
包含不锈钢、钛合金、可伐合金、铜合金、钼合金、
钨合金的一种或者几种；
超细合金粉A（粒径范围分别为0 .3~1μm）与含有离子型TLCP粘结剂
进行混合成喂料；
合金粉与粘结剂之比为1:25~2:25。
4 .根据权利要求1所述的制备使用温度可控的高性能金属注射成型喂料粘接剂的方
其特征在于：
粘接剂含有离子型TLCP粘结剂由TLCP、
聚烯烃、
聚卤代乙烯、尼龙(结晶和不定形的聚
酰胺)、
聚酯、
聚醛、
多氟烃、
聚酰亚胺、
聚苯氧、
聚酮、
聚醚酮、
聚苯硫、
聚亚乙基乙烯醇、
亚酰胺、
聚碳酸酯、
聚氨酯、
聚苯乙烯、
丙烯酸和甲基丙烯酸树脂、
高腈树脂、
石蜡，
以及任意
两种或多种的这些聚合物的各种掺混物，
几种物质以不同比例混合，
其中TLCP的质量百分
比为1~20%wt。
5 .根据权利要求1所述的制备使用温度可控的高性能金属注射成型喂料粘接剂的方
其特征在于：
粘接剂通过加入宽液晶温度区间的TLCP（105~ 270℃），
实现喂料粘接剂加工温度区间
可调整。
6 .根据权利要求1所述的制备使用温度可控的高性能金属注射成型喂料粘接剂的方
其特征在于：
先让喂料在较低的加热温度（低于液晶相变温度）下具有流动性的情况下加入TLCP粉
密炼混合均匀，
形成产物A；
然后在TLCP液晶温度温度区间内，
将A与其他粘接剂组分混
合挤出成喂料颗粒。
7 .根据权利要求1所述的制备使用温度可控的高性能金属注射成型喂料粘接剂的方
其特征在于：
喂料注射过程中，
在喂料受热熔化产生流动性后，
控制喂料的温度在液晶相变区间并
进行保温，
提高喂料的流动性和加工性能。
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一种使用离子型TLCP生产金属注射成型喂料粘接剂的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及粉末冶金技术领域，
特别是涉及一种利用离子型TLCP(热致液晶聚合
物)相变分子排列特性，
制备使用温度可控的高性能金属注射成型喂料粘接剂的方法。
背景技术
[0002] 金属注射成型是一种将金属粉末与其粘结剂的混合料注射于模型中的成形方法，
具有材料利用率高、
可一体化成型复杂结构零件、
成型效率高等优势。其喂料的粘结剂性能
是影响金属注射成型产品的重要因素，
一般多采用热塑性树脂、
凝胶基和蜡基物质，
其中热
塑性树脂作为主干充填剂的强度高、抓粉能力强，
使得均匀性好、加工性好，
能够实现高模
温与快速固化，
提高注射成形的效率，
逐渐成为主流粘接剂成分。TLCP(热致液晶聚合物)是
一类高性能液晶聚合物材料具有较宽的液晶区间。在注射过程中，
在应力作用下，
TLCP液晶
分子链沿着流场方向取向，
排列形成高度取向的凝聚态结构。这种结构在注射方向上赋予
了喂料优良的综合性能：
低的线膨胀系数、
良好的加工性能、
高强度、
高模量、
高韧性等力学
性能。在与其他粘接剂共混和复合的加工过程中，
受外力作用，
分子链顺着流动方向取向排
降低了加工粘度，
产品成型过程收缩率小、不易产生飞边、废品率低、
成品精度高，
降低了聚合物加工工程中对于设备的损耗。
同时TLCP分子链中引入的离子基团，
又起到了
界面增容作用，
稳定了喂料体系。
[0003] 本发明针对注射成型高流动性、
超细金属粉末的喂料配方及生产工艺的优化设
使采用TLCP混合添加，
提高了喂料的综合加工性能，
从而保证了注射成型的高成品率。
发明内容
[0004] 为了克服上述现有技术的不足，
本发明提供了一种将金属粉末与其粘结剂的混合
料注射于模型中的成形方法，
具有材料利用率高、
可一体化成型复杂结构零件、
成型效率高
等优势。
[0005] 本发明所采用的技术方案关键步骤如下：
[0006] 1、
TLCP的合成
[0007] 带有离子基团的液晶聚合物，
由二醇、
二酚或二胺中的一种或几种，
带有离子基团
的中间体缩聚而成，
所述TLCP是由R1、
R2和R3，
以(30～48):(2～20):50的摩尔比与R形成的
有机高分子。
[0008]
其中R1为
单元，
R2为
表示的结构单元和/或
表示的结构单元或
表示的结构
表示的结构单元，
R3为
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表示的结构单元，
R为芳烃或烷烃。
[0009]
二酚为如下结构式的一种或几种：
[0010]
其中，
a＝1～2。
[0011]
[0012]
二醇为如下结构式：
[0013]
其中，
b＝2～12。
[0014]
二胺为如下结构式的一种或几种：
[0015]
[0016]
[0017]
其中c＝1～3，
d＝2～12。
[0018]
酰氯为
和/或
其中，
n＝1～3，
m＝2～
12。
上述的带有离子基团的液晶聚合物的制备方法，
包括以下步骤：
[0020]
(1)按摩尔比称量1～20％的带有离子基团的单体、
50％的酰氯，
余量为二醇、
或二胺中的一种或几种，
待用；
[0021]
(2)将二醇、二酚或二胺中的一种或几种，
带有离子基团的单体溶解于溶剂中，
剂是DMF、
THF、
乙腈、
乙酸乙酯或DMSO中的一种，
得到混合液A；
[0022]
(3)将缚酸剂加入到所述混合液A中，
得到混合液B；
[0023]
(4)将酰氯溶解于与步骤(2)所用相同的溶剂中，
然后缓慢地滴加到所述混合液B
[0019]
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中后，
搅拌均匀，
缓慢升温至60～120℃，
反应12～36h，
得到混合液C；
[0024]
(5)向混合液C中加入醇类物质，
以析出固体，
经多次洗滤、干燥，
得到带有离子基
团的液晶聚合物。
[0025] 其中，
DMF是N，
N二甲基甲酰胺；
THF是四氢呋喃；
DMSO是二甲基亚砜；
缚酸

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