发明公布-202310809972.4-一种阴阳离子表面活性剂改性不锈钢粉末的注射成型喂料及制备方法
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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 116765384 A
(43)申请公布日 2023.09.19
(21)申请号 202310809972 .4
(22)申请日 2023 .07 .04
(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
周正发
任凤梅
(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 1/10 (2022 .01)
B22F 1/102 (2022 .01)
B22F 3/22 (2006 .01)
CN 116765384 A
权利要求书1页
(54)发明名称
一种阴阳离子表面活性剂改性不锈钢粉末
的注射成型喂料及制备方法
(57)摘要
本发明涉及一种阴阳离子表面活性剂改性
不锈钢粉末的注射成型喂料及制备方法，
属于金
属粉末注射成型技术领域。所述注射成型喂料由
阳离子表面活性剂改性不锈钢粉末、
阴离子表面
活性剂改性不锈钢粉末、
骨架聚合物和聚乙二醇
混炼制成。所述注射成型喂料制备生坯的密度
5 .30～5 .49g/cm3 、弯曲模量为2480～2950MPa。
注射成型喂料制备操作步骤：
（1）用阳离子表面
活性剂改性不锈钢粉末；
（2）用阴离子表面活性
剂改性不锈钢粉末；
（3）将步骤（1）和步骤（2）制
成的阳、
阴离子表面活性剂改性的两种不锈钢粉
聚甲基丙烯酸甲酯和聚乙二醇在密炼机中混
得到本发明注射成型喂料。本发明中各组分
相互配合，
在保证喂料良好流动性的前提下，
到提高生坯性能的目的。
说明书6页
附图1页
CN 116765384 A
1/1 页
1 .一种阴阳离子表面活性剂改性不锈钢粉末的注射成型喂料，
其特征在于：
所述注射
成型喂料由115 .5～120 .3g阳离子表面活性剂改性不锈钢粉末、
115 .5～120 .3g阴离子表面
活性剂改性不锈钢粉末、13 .4～15 .1g骨架聚合物聚甲基丙烯酸甲酯和5 .3～6 .1g聚乙二
经过混炼制成；
所述注射成型喂料在温度190℃、负载2 .16kg的测试条件下，
熔融指数为34 .0～40 .9g/
10min，用所述注射成型喂料制备的生坯的密度为5 .30～5 .49g/cm 3 ，
生坯的弯曲模量为
2480～2950MPa。
2 .权利要求1所述一种阴阳离子表面活性剂改性不锈钢粉末的注射成型喂料的制备方
其特征在于，
操作步骤如下：
（1）制备阳离子表面活性剂改性不锈钢粉末
（1 .1）将32g阳离子表面活性剂和150ml乙醇充分搅拌至溶解，
即获得阳离子表面活性
剂溶液；
（1 .2）将8Kg不锈钢粉末加入高速混合机中，
当温度130‑150℃时，
加入步骤（1 .1）获得
的阳离子表面活性剂溶液，
混合均匀，
且分三次加入，
每次的加入量为60ml，
在转速800rpm
下混合1h，
真空干燥，
得到阳离子表面活性剂改性不锈钢粉末；
（2）制备阴离子表面活性剂改性不锈钢粉末
（2 .1）将32g阴离子表面活性剂和200ml丙酮充分搅拌至溶解，
即获得阴离子表面活性
剂溶液；
（2 .2）将8Kg不锈钢粉末加入高速混合机中，
当温度130～150℃时，
加入步骤（2 .1）获得
的阴离子表面活性剂溶液，
混合均匀，
且分三次加入，
每次的加入量为70ml，
在转速800rpm
下混合1h，
真空干燥，
得到阴离子表面活性剂改性不锈钢粉末；
（3）制备注射成型喂料
将115 .5～120 .3g阳离子表面活性剂改性不锈钢粉末、
115 .5～120 .3g阴离子表面活性
剂改性不锈钢粉末、
13 .4～15 .1g骨架聚合物聚甲基丙烯酸甲酯和5 .3～6 .1g聚乙二醇加入
密炼机中，
混炼条件为：
密炼机转速50～80rpm、
温度为160～190℃、
时间为15～30min，
阴阳离子表面活性剂改性不锈钢粉末的注射成型喂料。
3 .根据权利要求2所述的制备方法，
其特征在于：
步骤（1）中，
所述阳离子表面活性剂为
1‑烷基‑3‑甲基咪唑正烷基磺酸盐、
1‑十二烷基‑3‑甲基咪唑氯盐、
1‑十六烷基‑3‑甲基咪唑
溴盐中的一种。
4 .根据权利要求2所述的制备方法，
其特征在于：
步骤（2）中，
所述阴离子表面活性剂为
十六烷基硫酸钠、
十二烷基苯磺酸钠、
硬脂酰乳酸钠中的一种。
5 .根据权利要求2所述的制备方法，
其特征在于：
步骤（3）中 ，
所述聚乙二醇分子量为
1500。
CN 116765384 A
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一种阴阳离子表面活性剂改性不锈钢粉末的注射成型喂料及
制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于金属粉末注射成型技术领域，
特别是使用阴阳离子表面活性剂改性不
锈钢粉末与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] 金属注射成形（Metal Injection Molding , MIM）是将现代塑料注射成型技术引
入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金近净形成型技术。金属注射成形（MIM）不仅具
有常规粉末冶金工艺工序少、
无切削或少切削、
经济效益高等优点。
同时，
克服了传统粉末
冶金工艺制品材质不均匀、力学性能低、
薄壁不易成形及结构复杂的主要缺点。适用于大批
量生产小型、精密、三维形状复杂以及具有特殊要求的金属零部件。金属注射成形（MIM）技
术在消费电子、
汽车、
医疗器械等领域得到了广泛的应用。
[0003] 现如今金属注射成形（MIM）主要从以下几个方向研究：
研究改性粉末与粘结剂的
相互作用对注射成型的影响；
金属粉末的粒径、形状对注射成型的影响；
研究粘结剂的粘
配比对注射成型的影响；
但研究金属粉末之间的相互作用在金属注射成型中应用较少。
金属注射成型中常见的由于粉末与粘结剂相容性较差、
喂料黏度较大、粉末装载量低等原
因出现坯体强度不高，
在脱脂后表现出空洞、
鼓泡甚至产生严重裂纹和塌陷等不足，
导致无
法满足制件精密度和保型性能要求。
因此，
研究使用阴、
阳离子表面活性剂对不锈钢粉末进
行表面改性，
探究改性粉末之间的静电相互作用在金属注射成型中应用对金属注射成型有
着积极的影响。
发明内容
[0004] 为解决金属注射成型中常见的粉末与粘结剂相容性差、
生坯强度低的问题，
明提供一种阴阳离子表面活性剂改性不锈钢粉末的注射成型喂料，
同时提供所述注射成型
喂料的制备方法。
[0005] 一种阴阳离子表面活性剂改性不锈钢粉末的注射成型喂料由115 .5～120 .3g阳离
子表面活性剂改性不锈钢粉末、
115 .5～120 .3g阴离子表面活性剂改性不锈钢粉末、
13 .4～
15 .1g骨架聚合物聚甲基丙烯酸甲酯和5 .3～6 .1g聚乙二醇，
经过混炼制成。
[0006] 所述注射成型喂料在温度190℃、
负载2 .16kg的测试条件下，
熔融指数为34 .0～
40 .9g/10min；用所述注射成型喂料制备的生坯的密度为5 .30～5 .49g/cm 3 ，
弯曲模量为
2480～2950MPa。
[0007] 一种阴阳离子表面活性剂改性不锈钢粉末的注射成型喂料的制备操作步骤如下：
（1）制备阳离子表面活性剂改性不锈钢粉末
（1 .1）将32g阳离子表面活性剂和150ml乙醇充分搅拌至溶解，
即获得阳离子表面
活性剂溶液；
（1 .2）将8Kg不锈钢粉末加入高速混合机中，
当温度130‑150℃时，
加入步骤（1）获
CN 116765384 A
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得的阳离子表面活性剂溶液 ，混合均匀 ，且分三次 加入 ，每次的 加入量为60ml ，在转速
800rpm下混合1h，
真空干燥，
得到阳离子表面活性剂改性不锈钢粉末；
（2）制备阴离子表面活性剂改性不锈钢粉末
（2 .1）将32g阴离子表面活性剂和200ml丙酮充分搅拌至溶解，
即获得阴离子表面
活性剂溶液；
（2 .2）将8Kg不锈钢粉末加入高速混合机中，
当温度130～150℃时，
加入步骤（1）获
得的阴离子表面活性剂溶液 ，混合均匀 ，且分三次 加入 ，每次的 加入量为70ml ，在转速
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