<p>(19)国家知识产权局</p>
<p>(12)发明专利申请</p>
<p>(10)申请公布号 CN 121423598 A</p>
<p>(43)申请公布日 2026.01.30</p>
<p>(21)申请号 202511767858 .5</p>
<p>(22)申请日 2025 .11 .28</p>
<p>C08G 18/10 (2006 .01)</p>
<p>C08G 18/32 (2006 .01)</p>
<p>(71)申请人 西安稀有金属材料研究院有限公司</p>
<p>地址 710000 陕西省西安市高新区天谷七</p>
<p>路996号西安国家数字出版基地C座2</p>
<p>(72)发明人 王燕周 张于胜 包建兴 臧勐超</p>
<p>牛佳怡 李明佳 李伟 赵恒章</p>
<p>(74)专利代理机构 西安创知专利事务所 61213</p>
<p>专利代理师 刘崇义</p>
<p>(51)Int .Cl .</p>
<p>B22F 1/103 (2022 .01)</p>
<p>B22F 3/22 (2006 .01)</p>
<p>C08G 18/66 (2006 .01)</p>
<p>C08G 18/48 (2006 .01)</p>
<p>权利要求书2页</p>
<p>CN 121423598 A</p>
<p>(54)发明名称</p>
<p>一种用于金属粉末注射成型的高性能复合</p>
<p>粘结剂</p>
<p>(57)摘要</p>
<p>本发明公开了一种用于金属粉末注射成型</p>
<p>的高性能复合粘结剂，该复合粘结剂包括基体聚</p>
<p>合物、骨架聚合物、表面活性剂、助剂以及TPU，</p>
<p>TPU具有特定的结构式。本发明的复合粘结剂通</p>
<p>过添加TPU，能够调节聚合物链段柔韧性及增加</p>
<p>粘结剂体系热稳定性，提高复合粘结剂流动性，</p>
<p>避免出现粉末装载量低、尺寸稳定性差的现象；</p>
<p>同时，TPU能够与复合粘结剂中的基体聚合物形</p>
<p>成氢键，避免基体聚合物易分解导致的复合粘结</p>
<p>剂加工稳定性差，进而提高金属粉末注射成型的</p>
<p>质量，</p>
<p>适用于进行金属粉末的注射成型。</p>
<p>说明书7页</p>
<p>附图1页</p>
<p>CN 121423598 A</p>
<p>1/2 页</p>
<p>1 .一种用于金属粉末注射成型的高性能复合粘结剂，其特征在于，该复合粘结剂包括</p>
<p>基体聚合物、骨架聚合物、</p>
<p>表面活性剂、助剂以及TPU，所述TPU的结构式如下所示，其中m的</p>
<p>取值为13~14，</p>
<p>n的取值为40~120：</p>
<p>2 .根据权利要求1所述的一种用于金属粉末注射成型的高性能复合粘结剂，其特征在</p>
<p>于，所述复合粘结剂由以下质量份数的成分组成：基体聚合物70~90份、</p>
<p>骨架聚合物5~10份、</p>
<p>表面活性剂1~3份、</p>
<p>助剂1~3份、</p>
<p>TPU 1~20份；</p>
<p>所述基体聚合物为聚甲醛，所述骨架聚合物为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、</p>
<p>聚甲基丙烯酸甲酯、</p>
<p>乙烯‑醋酸乙烯共聚物中的一种或两种以上，所述表面活性剂为硬脂酸</p>
<p>和/或乙烯基双硬脂酰胺；所述助剂为润滑剂和/或抗氧剂，所述润滑剂为石蜡、微晶蜡、合</p>
<p>成蜡、</p>
<p>聚乙烯蜡中的一种或两种以上，所述抗氧剂为1010抗氧剂和/或B215抗氧剂。</p>
<p>3 .根据权利要求2所述的一种用于金属粉末注射成型的高性能复合粘结剂，其特征在</p>
<p>于，所述复合粘结剂由以下质量份数的成分组成：基体聚合物80~90份、</p>
<p>骨架聚合物5~10份、</p>
<p>表面活性剂1~3份、</p>
<p>助剂1~3份、</p>
<p>TPU 1~5份。</p>
<p>4 .根据权利要求1所述的一种用于金属粉末注射成型的高性能复合粘结剂，其特征在</p>
<p>于，所述TPU的制备方法包括以下步骤：</p>
<p>步骤一、将多元醇加热搅拌，随后冷却至固定温度时加入二异氰酸酯和催化剂并搅拌</p>
<p>均匀，</p>
<p>得到预聚体；</p>
<p>步骤二、</p>
<p>将步骤一中得到的预聚体加热搅拌，然后加入扩链剂，搅拌至粘稠状态后置于</p>
<p>模具中凝胶，在合模温度下合模成型，</p>
<p>随后熟化，</p>
<p>得到TPU。</p>
<p>5 .根据权利要求4所述的一种用于金属粉末注射成型的高性能复合粘结剂，其特征在</p>
<p>于，步骤一中所述多元醇、二异氰酸酯、催化剂的质量比为80~95:5~20:0 .01~0 .05；所述多</p>
<p>元醇为聚四氢呋喃醚二醇，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、</p>
<p>二苯基甲烷二异氰酸酯、</p>
<p>二亚甲基二异氰酸酯、</p>
<p>萘二异氰酸酯、</p>
<p>异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或两种以上，所述催化</p>
<p>剂为二月桂酸二丁基锡、</p>
<p>辛酸亚锡、</p>
<p>二醋酸二丁基锡中的一种。</p>
<p>6 .根据权利要求5所述的一种用于金属粉末注射成型的高性能复合粘结剂，其特征在</p>
<p>于，所述多元醇、</p>
<p>二异氰酸酯、</p>
<p>催化剂的质量比为83~91:9~17:0 .01~0 .05。</p>
<p>7 .根据权利要求4所述的一种用于金属粉末注射成型的高性能复合粘结剂，其特征在</p>
<p>于，步骤一中所述加热的温度为90℃~130℃，所述固定温度为60℃~80℃。</p>
<p>8 .根据权利要求4所述的一种用于金属粉末注射成型的高性能复合粘结剂，其特征在</p>
<p>于，步骤二中所述预聚体与扩链剂的质量比为70~95:5~30；所述扩链剂为1 ,4‑丁二醇、</p>
<p>丙二醇、</p>
<p>己二醇、</p>
<p>新戊二醇、</p>
<p>二乙基甲苯二胺中的一种。</p>
<p>9 .根据权利要求4所述的一种用于金属粉末注射成型的高性能复合粘结剂，其特征在</p>
<p>于，步骤二中所述加热的温度为80℃~120℃，所述合模温度为100℃~120℃，所述熟化的温</p>
<p>度为50℃~80℃，所述熟化的时间为12h~24h。</p>
<p>CN 121423598 A</p>
<p>2/2 页</p>
<p>10 .根据权利要求1所述的一种用于金属粉末注射成型的高性能复合粘结剂，其特征在</p>
<p>于，所述复合粘结剂的制备方法为：将基体聚合物、</p>
<p>骨架聚合物、</p>
<p>表面活性剂、</p>
<p>助剂、</p>
<p>TPU混合</p>
<p>均匀。</p>
<p>CN 121423598 A</p>
<p>1/7 页</p>
<p>一种用于金属粉末注射成型的高性能复合粘结剂</p>
<p>技术领域</p>
<p>[0001] 本发明属于粘结剂技术领域，</p>
<p>尤其是涉及一种用于金属粉末注射成型的高性能复</p>
<p>合粘结剂。</p>
<p>背景技术</p>
<p>[0002] 金属注射成型（Metal powder injection molding，</p>
<p>简称MIM）是一种适用于多种</p>
<p>金属材料的先进成型技术，其核心工艺流程为：将金属粉末与粘结剂按照特定比例精准配</p>
<p>制，在混料机中加热至适宜温度进行均匀混合，</p>
<p>经制粒工序获得喂料；</p>
<p>随后利用注射机将喂</p>
<p>料注入定制模具型腔，</p>
<p>形成坯料；待坯料冷却固结后，通过化学溶解或热分解等方式脱除坯</p>
<p>料中的粘结剂；最终经过烧结致密化处理，得到具备所需性能、形状及尺寸精度的金属产</p>
<p>[0003] 随着MIM技术的问世与持续发展，</p>
<p>其突破了传统金属成型工艺在复杂结构、</p>
<p>微小型</p>
<p>尺寸产品生产上的局限，不仅为较低成本大批量生产结构复杂、</p>
<p>精度高、</p>
<p>微小型金属零部件</p>
<p>提供了新方向，更成为大批量制造不锈钢、</p>
<p>硬质合金、</p>
<p>贵金属等各类金属复杂精密零部件的</p>
<p>关键技术路径，</p>
<p>有力推动了多个行业的产品升级与产能提升。</p>
<p>[0004] 在MIM工艺中，</p>
<p>选择适配的粘结剂是提升整体成型质量的核心环节。优质的粘结剂</p>
<p>不仅能显著提高注射阶段喂料的流动性，确保复杂型腔的完整填充，更能在后续烧结过程</p>
<p>中助力提升坯体致密度，同时有效降低脱脂烧结后残留的氧、</p>
<p>碳含量，避免杂质对成型件力</p>
<p>学性能的负面影响。尤为关键的是，提高粘结剂的热稳定性对工艺稳定性具有重要意义：在</p>
<p>脱脂升温阶段，热稳定性优异的粘结剂可避免因局部温度波动出现过早软化、分解不均匀</p>
<p>等问题，减少坯体开裂、</p>
<p>变形等缺陷，为后续烧结环节的尺寸精度控制奠定基础。</p>
<p>发明内容</p>
<p>[0005] 本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，</p>
<p>提供一种用于金属粉末注射成型</p>
<p>的高性能复合粘结剂。该复合粘结剂通过添加TPU（热塑性聚氨酯弹性体），能够调节聚合物</p>
<p>链段柔韧性及增加粘结剂体系热稳定性，解决了MIM粘结剂流动性不足导致的粉末装载量</p>
<p>尺寸稳定性差的问题。</p>
<p>[0006] 为实现上述目的，</p>
<p>本发明采用的技术方案是：一种用于金属粉末注射成型的高性</p>
<p>能复合粘结剂，其特征在于，该复合粘结剂包括基体聚合物、</p>
<p>骨架聚合物、</p>
<p>表面活性剂、</p>
<p>以及TPU，所述TPU的结构式如下所示，其中m的取值为13~14，</p>
<p>n的取值为40~120：</p>
<p>[0007]</p>
<p>本发明采用TPU为复合粘结剂的成分具有以下原因：</p>
<p>（1）与其他组分具有优异的相</p>
<p>容性：TPU的溶解度参数δ在16 .0~17 .5，与复合粘结剂中其他成分的溶解度参数差值较小，</p>
<p>CN 121423598 A</p>
<p>2/7 页</p>
<p>满足热力学相容的核心条件（如：高密度聚乙烯的溶解度参数δ为16 .3~17 .0、</p>
<p>乙烯‑醋酸乙</p>
<p>烯共聚物的溶解度参数δ为16 .5~18 .5、</p>
<p>聚甲醛的溶解度参数δ为18 .6~19 .2）；同时，TPU分子</p>
<p>链柔韧性好，可均匀分散形成连续的“网络交织结构”，而非独立相区，能够有效提升相容</p>
<p>（2）TPU能够捕捉复合粘结剂中基体</p>

<hr>
<p>哪个方案更实用？欢迎投票讨论。</p>