一種工程陶瓷凝膠注模成型方法
【專利摘要】一種工程陶瓷凝膠注模成型方法，包括如下步驟：（1）將混合好的工程陶瓷粉料和相當于混合好的工程陶瓷粉料總重量0.8～1.5%的交聯(lián)劑卡波姆加入溶劑中，混合球磨3～5小時，得到懸浮穩(wěn)定的漿料；（2）將相當于混合好的工程陶瓷粉料總重量0.5～1.0%的引發(fā)劑加入漿料中，球磨7～9分鐘后，真空除泡6～8分鐘；（3）注入模具中原位凝固膠態(tài)成型，干燥，脫模，放入恒溫烘箱中烘干，即成。本發(fā)明操作簡便，工藝穩(wěn)定，成型過程易于控制，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高，適宜各種工程陶瓷粉料的近凈尺寸成型。
【專利說明】一種工程陶瓷凝膠注模成型方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工程陶瓷凝膠注模成型方法。
【背景技術(shù)】
[0002]成型是凈近尺寸、復雜形狀的工程陶瓷生產(chǎn)工藝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
[0003]凝膠注模成型是一種先進的陶瓷成型方法，為制備復雜形狀的工程陶瓷提供了有效的技術(shù)途徑。凝膠注模成型是美國橡樹嶺國家實驗室M.A.Janney和0.0.0matete等人于90年代初提出的，采用的體系為丙烯酰胺，但由于丙烯酰胺單體具有神經(jīng)毒性，不利于人體健康和環(huán)境保護，因此限制了其應用范圍。盡管后來M.A.Janney和0.0.0matete開發(fā)了甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羥基乙酯等一系列低毒體系有機單體的凝膠注模成型，但這些有機單體成型過程控制較復雜，再加之這些有機單體價格高，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。
[0004]近十余年來逐步發(fā)展了無毒性凝膠大分子的凝膠注模成型技術(shù)，這些凝膠大分子包括明膠、瓊脂糖、瓊膠、果膠、殼聚糖、卡拉膠、海藻酸鈉等，它們可通過溫度等物理條件的改變或通過化學反應產(chǎn)生凝膠化，使工程陶瓷懸浮體原位固化成型。如明膠、瓊脂糖、果膠、卡拉膠(角叉藻膠)等具有熱溶膠特性，即在水中加熱到一定溫度時溶解，冷卻時形成凝膠而產(chǎn)生固化，但料漿的加熱會導致部分水分蒸發(fā)而影響料漿的粘度，使生產(chǎn)過程控制難度加大，從而影響工程陶瓷坯體的質(zhì)量；海藻酸鈉體系的凝膠注模成型，需引入含多價陽離子的鹽類作固化劑，因帶入了雜質(zhì)陽離子，可能對工程陶瓷的某些性能產(chǎn)生負面影響，室溫抗彎強度低。采用上述無毒性凝膠大分子的凝膠注模成型的工程陶瓷干燥素坯的強度低，室溫抗彎強度僅0.32~8MPa。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種操作簡便，易于控制，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高，所得素坯強度高，表面`光潔，內(nèi)部致密均勻，有機物含量少，環(huán)境友好的工程陶瓷凝膠注模成型方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種工程陶瓷凝膠注模成型方法，包括如下步驟:
(1)將混合好的工程陶瓷粉料和相當于混合好的工程陶瓷粉料總重量0.8~1.5%的交聯(lián)劑卡波姆(即交聯(lián)聚丙烯酸樹脂)加入溶劑中，混合球磨3~5小時，得到懸浮穩(wěn)定的漿料；
(2)將相當于混合好的工程陶瓷粉料總重量0.5~1.0%的引發(fā)劑加入步驟(1)所得漿料中，球磨7~9分鐘后，真空除泡6~8分鐘；
(3)注入模具中原位凝固膠態(tài)成型，室溫下干燥13~21小時，脫模，放入恒溫烘箱中烘干，即得到工程陶瓷素坯。
[0007]進一步，步驟(1)中，所述交聯(lián)劑卡波姆為卡波姆934P (即交聯(lián)聚丙烯酸樹脂)。
[0008]進一步，步驟(1)中，所述溶劑為去離子水或乙醇，優(yōu)選去離子水作卡波姆934P用于非金屬陶瓷材料成型的溶劑，乙醇作卡波姆934P用于金屬陶瓷材料成型的溶劑。
[0009]進一步，步驟(2)中，所述引發(fā)劑為三乙醇胺。
[0010]進一步，步驟(3)中，烘干的溫度為60~80°C，優(yōu)選65~75°C，更優(yōu)選70°C。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在室溫下凝膠轉(zhuǎn)變固化成型，無需加熱誘導；有機物含量少，只有1.3wt%~2.5wt% ；所用交聯(lián)劑及引發(fā)劑均為藥用輔料，其中交聯(lián)劑為內(nèi)服制劑輔料，環(huán)境友好；制備的工程陶瓷素坯強度高，干燥后素坯抗彎強度達15.5MPa，表面光潔，內(nèi)部致密均勻，相對密度達60%。
[0012]本發(fā)明操作簡便，工藝穩(wěn)定，成型過程易于控制，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高，適宜各種工程陶瓷粉料的近凈尺寸成型。
【具體實施方式】
[0013]以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0014]實施例1-6
實施例1-6不同類型工程陶瓷材料凝膠注模成型所加入的交聯(lián)劑(卡波姆934P)和引發(fā)劑(三乙醇胺)、溶劑配比見表1。
[0015]表 I
【權(quán)利要求】
1.一種工程陶瓷凝膠注模成型方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)將混合好的工程陶瓷粉料和相當于混合好的工程陶瓷粉料總重量0.8~1.5%的交聯(lián)劑卡波姆加入溶劑中，混合球磨3~5小時，得到懸浮穩(wěn)定的漿料； (2)將相當于混合好的工程陶瓷粉料總重量0.5~1.0%的引發(fā)劑加入步驟(1)所得漿料中，球磨7~9分鐘后，真空除泡6~8分鐘； (3)注入模具中原位凝固膠態(tài)成型，室溫下干燥13~21小時，脫模，放入恒溫烘箱中烘干，即得到工程陶瓷素坯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程陶瓷凝膠注模成型方法，其特征在于，步驟(1)中，所述交聯(lián)劑卡波姆為卡波姆934P。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工程陶瓷凝膠注模成型方法，其特征在于，步驟(1)中，所述溶劑為去離子水或乙醇，去離子水作卡波姆934P用于非金屬陶瓷材料成型的溶劑，乙醇作卡波姆934P用于金屬陶瓷材料成型的溶劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工程陶瓷凝膠注模成型方法，其特征在于，步驟(2)中，所述引發(fā)劑為三乙醇胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工程陶瓷凝膠注模成型方法， 其特征在于，步驟(3)中，烘干的溫度為60~80°C。
【文檔編號】C04B35/624GK103553636SQ201310484719
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】胡鐵武, 康益群, 伍正人, 孫青樂 申請人:冷水江市明玉陶瓷工具有限責任公司