陶瓷模塑制品粘合剂制造技术

一种陶瓷模塑制品粘合剂包括一种乙烯醇聚合物，该聚合物的乙烯单元含量为２～１９ｍｏ１％、聚合度为２００～２，０００、皂化度为８０～９９．９９ｍｏ１％、羧酸和内酯环含量为０．０２～０．４ｍｏ１％。使用该陶瓷模塑制品粘合剂提供的未烧结模塑制品在制备较复杂形状的较小未烧结模塑制品时，具有更好的易成形性和处理性能，当通过烧结这类未烧结模塑制品的方法制造陶瓷产品时，还提供了良好的质量、较高的产率和较少的陶瓷裂缝。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种陶瓷模塑制品(ceramic-molding)粘合剂，特别是用于陶瓷的压缩模塑制品粘合剂，一种陶瓷模塑组合物及生产陶瓷模塑制品的方法。最近已经开发出陶瓷的许多性能，用于很广泛的领域中，如电子材料、磁性材料、光学材料及耐火材料。在很多应用中需要改进其物理性能、易成型性等，例如为了得到较好的热学、电学、力学等性能要求更紧密和均相的产品。在机械元件、电学元件等领域，还需要具有更复杂形状和更大尺寸的产品。同时，近来特别是电子产品的微型化，导致比过去更加需求具有更复杂形状的较小元件，为了满足这种需求，在陶瓷粉末初始原料和模塑方法领域进行了大量的研究。过去曾经提出了具有超细粒径的粉末的应用和提高陶瓷粉末纯度的方法，如提高最终陶瓷模塑制品的热学、电学、机械和光学性能。就模塑制品而言，由于在初始原料中存在杂质，使用这种方法可获得较大的粒子表面积和较低的塑性，并还要求大量的有机粘合剂。当形成较大尺寸的更复杂产品时，在加工或处理未烧结模塑制品的过程中需要具有较高的强度，该模塑制品是未经烧结的模塑制品。目前更复杂和更小尺寸的产品也要求未烧结模塑制品比过去具有更好的易成型性和强度。在未烧结模塑制品的处理或具有更复杂形状的较小模塑制品的形成过程中产生的问题包括A)部分未烧结模塑制品的成型较困难和缺陷较多，B)未烧结模塑制品越脆就越难处理，及C)未烧结模塑制品被烧结后在陶瓷模塑制品上会出现裂纹。为处理这类问题一般需求增加有机粘合剂的加入量，但是，有机粘合剂加入量的增加会导致陶瓷粉末初始材料发生下述问题1)粘合剂的去除问题在未烧结模塑制品被烧结之前必须去除粘合剂，但是有时由于大量有机粘合剂会增加放热量和降解气体的数量，因此会引起爆炸并导致引起裂缝或其他危险，而且去除粘合剂需要较长的时间。2)由杂质等引起的污染问题在未烧结模塑制品被烧结后，大量有机粘合剂的加入会导致因杂质和更多的碳剩余物而引起大量的污染，导致最终产物具有较低的纯度。3)尺寸精确度问题有机粘合剂加入量的增加也会导致未加工模塑制品在烧结过程中发生较大收缩，从而降低了尺寸的精确度。尽管为了解决这些问题已对多种粘合剂进行了研究，但是没有几种粘合剂在加入量较小时，能使模塑制品具有如下性能较高的强度、密度和均一性。普通已知的例子包括具有特定疏水性基团和亲水性基团的乙烯醇聚合物(有时简写为PVA聚合物)(例如日本人审查的专利申请(Kokoku)63-44709(日本未审查专利申请(Kokai)59-128265，及同类专利US.4,492,783和EP0116300))、以及具有特定单体单元的乙烯醇聚合物(例如在日本人已审查专申请(Kokoku)6-6504(日本人未审查的专利申请(Kokai)62-70254，以及同族专利US5,034,451和EP0220491)，以及日本人未审查的专利申请(Kokai)9-136916)。这些已知的粘合剂能够以少量得到成功的应用并且具有良好的相容性，就其性能如强度来说比普通粘合剂要好，但是并不能认为特别是通过压缩模塑方法形成更复杂形状的较小产品时就可提供令人满意的性能。本专利技术的一个目的是提供一种陶瓷模塑制品粘合剂，并且以较少量加入到初始材料粉末中以避免发生上述1)至3)中的问题，特别在模塑较小产品的过程中使未烧结(green)模塑制品具有更好的易成型性，并且该少量粘合剂可提供更好的陶瓷模塑制品产率，例如不存在上述A)、B)和C)中的任一问题，并且可提供陶瓷模塑制品组合物和生产陶瓷模塑制品的方法。为了达到上述目的进行了大量的研究工作，作为研究结果，本专利技术人由下述使本专利技术更具完整性，发现了使用甚至较少量的陶瓷模塑制品粘合剂，就可为其提供较好的未烧结模塑制品的易成型性，特别是在用各种模塑方法、尤其是压缩模塑制品法制备具有复杂形状的较小产品过程中，所得到的未烧结模塑制品具有更好的处理性能，并且随后得到的烧结陶瓷模塑制品有极少的裂缝，并获得较好的产率。其中该陶瓷模塑制品粘合剂主要包括乙烯醇聚合物，该乙烯醇聚合物的乙烯单元含量为2～19mol％、聚合度为200～2,000、皂化度为80～99.99mol％，并且羧酸和内酯环含量为0.02～0.4mol％。也就是说，本专利技术提供一种陶瓷模塑制品粘合剂，包括乙烯醇聚合物，该聚合物含有的乙烯结构单元含量为2～19mol％、聚合度为200～2,000、皂化度为80～99.99mol％，并且羧酸和内酯环含量为0.02～0.4mol％。本专利技术也提供一种陶瓷模塑制品组合物，它包括，每100份重量的陶瓷粉末，包括0.1～20份重量的陶瓷模塑制品粘合剂。本专利技术进一步提供一种生产陶瓷模塑制品的方法，包括使上述陶瓷模塑制品组合物的水捏合混合物干燥形成颗粒、使所述颗粒成模，然后烧结。用于各种模塑制品加工的粘合剂中，上述陶瓷模塑制品粘合剂优选用作陶瓷的压缩模塑制品粘合剂。因此，本专利技术也提供用于陶瓷的压缩模塑制品粘合剂，包括乙烯醇聚合物，该聚合物中乙烯单元的含量为2～19mol％、聚合度为200～2，000、皂化度为80～99.99mol％，并且羧酸和内酯环含量为0.02～0.4mol％；陶瓷模塑制品组合物中，每100份重量的陶瓷粉末包括0.1～20份重量的用于陶瓷的压缩模塑制品粘合剂。并且进一步涉及一种生产陶瓷模塑制品的方法，包括使上述陶瓷模塑制品组合物的水捏合混合物干燥形成颗粒，使所述颗粒成模，然后烧结。附图说明图1是侧视图，说明未烧结模塑制品外形的例子。图2是图1所列举的未烧结模塑制品的上视图。本专利技术中使用的PVA聚合物，其乙烯单元含量为2～19mol％、聚合度为200～2,000、皂化度为80～99.99mol％，并且羧酸和内酯环含量为0.02～0.4mol％。本专利技术中PVA聚合物必须含有含量为2～19mol％的乙烯单元，乙烯单元含量优选2.5～15mol％，甚至进一步优选3～10mol％，且理想含量为3.5～7mol％。当乙烯单元含量小于2mol％时，得不到本专利技术预定的效果；而乙烯单元含量大于19mol％将导致PVA聚合物具有较低的水溶性。本专利技术PVA聚合物中的乙烯含量可以根据含乙烯的聚乙烯基酯的质子NMR进行确定，其中含乙烯的聚乙烯基酯是PVA聚合物的前体。即，所得到的聚乙烯基酯在正己烷/丙酮中进行3次或更多次的再沉淀而被纯化，然后在真空、80℃干燥3天，制成的聚乙烯基酯用于分析。聚乙烯基酯溶解在DMSO-d6中，且用500MHz质子NMR(JEOL GX-500)在80℃下确定其含量。乙烯含量由聚乙烯基酯的主链上次甲基产生的峰(4.7～5.2ppm)、及由第三组分、乙烯基酯和乙烯的主链上亚甲基产生的峰(0.8～1.6ppm)来计算。本专利技术中PVA聚合物必须含有乙烯单元、及羧酸和内酯环。当羧酸和内酯环的总含量在特定范围内时，陶瓷模塑制品粘合剂的性能有显著的改善，含量范围为0.02～0.4mol％、优选为0.022～0.37mol％、甚至进一步优选0.024～0.33mol％，理想的范围是0.025～0.3mol％。当羧酸和内酯环含量小于0.02mol％时，将得到在较低温度下具有较低的粘度稳定性的水溶液，及得到较低粘度稳定性和可胶凝性的高浓度水溶液；当含量高于0.4mol％时，在压缩模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷模塑制品粘合剂，包括一种乙烯醇聚合物，该聚合物中乙烯单元含量为２～１９ｍｏｌ％、聚合度２００～２，０００、皂化度８０～９９．９９ｍｏｌ％、羧酸和内酯环含量为０．０２～０．４ｍｏｌ％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：楠藤健，赤泽敏幸，
申请(专利权)人：可乐丽股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]