專利名稱：用于制備陶瓷件的組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制備陶瓷件的組合物以及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
陶瓷由于其特殊的材料特異性越來(lái)越多地用于機(jī)械制造、汽車工程、化學(xué)工程、電 氣工程、日常生活領(lǐng)域、微系統(tǒng)技術(shù)和加工技術(shù)中。利用高壓陶瓷注塑法(CIM)可經(jīng)濟(jì)性地和以有競(jìng)爭(zhēng)性的價(jià)格大量制備很復(fù)雜的 幾何形狀制品。陶瓷注塑法是一種塑性成型方法，其中將含陶瓷粉末和有機(jī)粘合劑的熱塑 性物料(復(fù)合物)注入具有目標(biāo)幾何形狀的模具中。經(jīng)冷卻后從模具中取出構(gòu)件，并可直 接送入后續(xù)(熱)處理如去粘合劑和燒結(jié)。該所得的陶瓷件通常無(wú)需其它后加工(燒成質(zhì)
量)O但為實(shí)現(xiàn)陶瓷件的高精密度、高應(yīng)力和高可靠性，還需該陶瓷件具有無(wú)缺陷的微 結(jié)構(gòu)。但該陶瓷件的微結(jié)構(gòu)與該熱塑性物料的組成和均勻性有很大關(guān)系，并且可出現(xiàn)明顯 降低該陶瓷負(fù)荷性的結(jié)構(gòu)缺陷如氣孔、紋理狀孔隙度和有缺陷的收縮。目前通常的復(fù)合物體系由各種有機(jī)成分組成，如粘合劑和其它添加劑，這些成分 在其混合物中應(yīng)確保所需的在熱狀態(tài)下的流動(dòng)性和冷卻后有高的構(gòu)件強(qiáng)度。但大量成分使 得常用的復(fù)合體系對(duì)原料加入量和原料質(zhì)量的變化非常敏感。此外，工藝參數(shù)對(duì)所得產(chǎn)品 質(zhì)量也有很大影響，因此在批準(zhǔn)新的生產(chǎn)加料前，要以昂貴的預(yù)制樣調(diào)節(jié)所需的工藝參數(shù) 及檢驗(yàn)該陶瓷件的結(jié)構(gòu)。但甚至在經(jīng)最佳調(diào)節(jié)過(guò)的常用復(fù)合體系和工藝參數(shù)下，現(xiàn)時(shí)也不 可能制備特別是適合汽車領(lǐng)域內(nèi)的越來(lái)越高的要求的無(wú)缺陷的陶瓷件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種組合物，特別是所謂的“復(fù)合物體系”，以特別是借助于 陶瓷注塑法制備陶瓷件，該組合物包含至少一種陶瓷成分、耦合成分和粘合劑成分。本發(fā)明中術(shù)語(yǔ)“陶瓷成分”特別是意指陶瓷粉末、陶瓷顆粒(如噴霧顆粒)和陶瓷 粉末_陶瓷顆?；旌衔?，其包括陶瓷化合物或由兩種或更多種不同陶瓷化合物組成的混合 物。本發(fā)明中術(shù)語(yǔ)“耦合成分”特別意指可使粘合劑成分在陶瓷成分上產(chǎn)生特別均勻 耦合的化合物或由兩種或更多種化合物組成的混合物。本發(fā)明中術(shù)語(yǔ)“粘合劑成分”特別意指可使陶瓷成分相粘結(jié)的化合物或由兩種或 更多種化合物組成的混合物。由本發(fā)明的組合物可有利地制備復(fù)雜成形的陶瓷件，該陶瓷件無(wú)或僅有少許結(jié)構(gòu) 缺陷。此外，本發(fā)明的組合物可有利地具有高的穩(wěn)定性和均勻性以及可在寬的工藝范圍中 加工。其優(yōu)點(diǎn)為可不進(jìn)行非常耗時(shí)的預(yù)制樣。本發(fā)明的組合物的另一優(yōu)點(diǎn)是該組合物可具 有優(yōu)良的流動(dòng)特性，以致該組合物在由模具決定的流動(dòng)分配后匯流時(shí)不產(chǎn)生粘合縫，該粘 合縫通常在燒結(jié)后會(huì)在其結(jié)構(gòu)中保留和在結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)弱點(diǎn)或甚至裂紋。
在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，該組合物含> 45體積％ -^65體積％，例如 ^ 50體積％ - < 60體積％，特別是> 54體積％ - < 57體積％的陶瓷成分，和/或> 0. 01 體積％ - < 10體積％，例如彡0. 1體積％ - < 5體積％，特別是彡0. 5體積％ - < 2. 0體 積％的耦合成分，和/或彡35體積％ - < 55體積％，例如彡37體積％ - < 50體積％，特別 是彡41體積％ - ^ 45. 5體積％的粘合劑成分。特別是該組合物可由> 45體積％ -^65 體積％，例如> 50體積％ -^60體積％，特別是> 54體積％ -彡57體積％的陶瓷成分， 和/或彡0. 01體積％ -^10體積％，例如彡0. 1體積％ - ^ 5體積％，特別是彡0. 5體 積％ - < 2. 0體積％的耦合成分，和/或彡35體積％ - < 55體積％，例如彡37體積％ - < 50 體積％，特別是> 41體積％ - ^ 45. 5體積％的粘合劑成分組成。陶瓷成分、耦合成分和粘 合劑成分的所述體積百分?jǐn)?shù)宜如此選擇，即其總數(shù)為100體積％。這種組合物可有利地具 有提高的脫模穩(wěn)定性或無(wú)或僅少許脫模裂紋。此外通過(guò)可使用的高陶瓷含量可確保側(cè)面凸 出的構(gòu)件的不變形的去粘合劑和燒結(jié)。所述陶瓷成分含量、耦合成分含量和粘合劑成分含量可能與陶瓷成分的細(xì)度或比 表面積有關(guān)。特別是在具有高比表面積如用BET法測(cè)定為100m3/g的陶瓷成分時(shí)的陶瓷成 分含量比具有低比表面積如用BET法測(cè)定為< 100m3/g的陶瓷成分時(shí)的陶瓷成分含量低。 耦合成分含量和粘合劑成分含量在具有高比表面積如用BET法測(cè)定為100m3/g的陶瓷成分 時(shí)可比具有低比表面積如用BET法測(cè)定為< 100m3/g的陶瓷成分時(shí)的要高。在本發(fā)明的另一個(gè)特別優(yōu)選實(shí)施方案中，該陶瓷成分含一種或多種氧化物式陶瓷 化合物、一種或多種碳化物式陶瓷化合物、一種或多種氮化物式陶瓷化合物或其混合物。例 如該陶瓷成分可含至少一種選自氧化鋁、氧化鋯、鈦酸鋇、滑石、鋯鈦酸鉛(PZT)、碳化硅、氮 化鋁、氮化硅、氮化硼、氧化硅、氧化鋇、氧化鎂、氧化鈣和其混合物中的陶瓷化合物或由其 組成。所述耦合成分的特征在于，該成分可與所用的陶瓷成分的表面產(chǎn)生化學(xué)結(jié)合。該 化學(xué)結(jié)合例如是在耦合成分和陶瓷成分之間的共價(jià)結(jié)合、離子結(jié)合或配位結(jié)合，但也可以 是氫橋結(jié)合或范德華相互作用。配位結(jié)合例如意指形成絡(luò)合物。如在耦合成分的官能團(tuán) 和陶瓷成分的表面之間可發(fā)生例如布朗斯臺(tái)德或路易斯酸/堿反應(yīng)、絡(luò)合物形成或酯化反 應(yīng)。通過(guò)耦合成分的這種耦合，通常特別是對(duì)整體物料和/或陶瓷成分的材料特性或體系 特性和/或功能特性方面產(chǎn)生特定影響。其可例如涉及陶瓷成分表面的部分或全部的疏水 性。這種由于耦合成分的結(jié)合而產(chǎn)生的陶瓷成分的改性可改進(jìn)在由于耦合成分的結(jié)合所改 性的陶瓷成分和例如部分或全部非極性粘合劑成分之間的相互作用(在此也稱耦合)，例 如經(jīng)范德華力的相互作用。這特別確保了整個(gè)物料的均勻性的改進(jìn)。此外，如果在陶瓷成 分上耦合的耦合成分具有可與粘合成分相互作用的結(jié)構(gòu)單元，則對(duì)均勻化也是有利的。在本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選實(shí)施方案中，該耦合成分含至少一種選自下列的化合 物-羧酸，特別是脂肪酸，-羧酸衍生物，特別是脂肪酸衍生物，-酸性聚醚，-磷酸酯，和它們的混合物。例如該耦合成分可至少主要由前述化合物之一組成或由前述化合物的混合物組成。此外，例如該耦合成分可至少主要由前述化合物之一組成。術(shù)語(yǔ)“主要” 意指該耦合成分可含由生產(chǎn)導(dǎo)致的雜質(zhì)和副產(chǎn)物。在本發(fā)明的另一個(gè)特別優(yōu)選實(shí)施方案中，該耦合成分含至少一種選自下列的化合 物-羧酸，特別是脂肪酸，-羥基官能改性的羧酸，特別是脂肪酸，_羥基官能改性的含親色素基團(tuán)的羧酸，特別是脂肪酸，_含酸基團(tuán)的聚醚，特別是含酸基團(tuán)的脂族聚醚，-羧酸改性的，特別是脂肪酸改性的聚合物，_羧酸改性的，特別是脂肪酸改性的聚酯，-磷酸酯和其混合物。例如該耦合成分可至少主要由前述化合物之一組成或由前述化合物 的混合物組成。此外，例如該耦合成分可至少主要由前述化合物之一組成。術(shù)語(yǔ)“主要”意 指該耦合成分可含由生產(chǎn)導(dǎo)致的雜質(zhì)和副產(chǎn)物。本發(fā)明中術(shù)語(yǔ)“親色素基團(tuán)”可特別意指 酯基，醚基和羧基。在本發(fā)明的另一個(gè)特別優(yōu)選實(shí)施方案中，該耦合成分的羧酸、脂肪酸、改性羧酸或 改性脂肪酸的鏈長(zhǎng)為8-30個(gè)碳原子。在本發(fā)明的另一個(gè)特別優(yōu)選實(shí)施方案中，該耦合成分的羧酸、脂肪酸、改性羧酸或 改性脂肪酸含支鏈的碳鏈。在本發(fā)明的另一個(gè)特別優(yōu)選實(shí)施方案中，該耦合成分的羧酸、脂肪酸、改性羧酸或 改性脂肪酸在碳鏈上含至少一個(gè)酯基和/或醚基和/或其它羧基，特別是作為反應(yīng)性的側(cè) 基(支鏈)。在本發(fā)明的另一個(gè)特別優(yōu)選實(shí)施方案中，該耦合成分的羧酸、脂肪酸、改性羧酸或 改性脂肪酸含不飽和的碳鏈。術(shù)語(yǔ)“不飽和的碳鏈”在此意指含一個(gè)或多個(gè)雙鍵的碳鏈。在本發(fā)明的另一個(gè)特別優(yōu)選實(shí)施方案中，該耦合成分的羧酸、脂肪酸、改性羧酸 或改性脂肪酸含基本上完全不飽和，特別是完全不飽和的碳鏈。術(shù)語(yǔ)“基本上完全不飽 和的碳鏈”在此意指其中的鏈上碳原子與雙鍵之間的比為> 11 1-^24 1，特別是 彡18 2-彡22 6的碳鏈。在本發(fā)明的另一個(gè)特別優(yōu)選實(shí)施方案中，該耦合成分含至少一種選自下列的羧 酸，特別是脂肪酸飽和脂肪酸，特別是癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、十七酸、硬脂酸、花 生酸、山崳酸、二十四酸、蠟酸、褐煤酸和/或蜂花酸；單不飽和脂肪酸，特別是十一烯酸、肉 豆蔻腦酸、棕櫚炔酸、巖芹酸、油酸、反油酸、11-十八碳烯酸、順式-9-二十碳烯酸、二十碳 烯酸(Icosensaure)、鯨蠟烯酸、芥酸和/或神經(jīng)酸；多不飽和脂肪酸，特別是亞油酸、a -亞 麻酸、y-亞麻酸、金盞酸、石榴油酸、a-桐酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、I祭魚酸和/或 二十二碳六烯酸(Cervonsaure);含官能團(tuán)的脂肪酸，特別是斑鳩菊酸和蓖麻油酸；和它們 的混合物。在該實(shí)施方案的一種方式中，該耦合成分由上述羧酸特別是脂肪酸中的一種組 成，或由上述羧酸特別是脂肪酸的混合物組成。在本發(fā)明的另一個(gè)特別優(yōu)選實(shí)施方案中，該耦合成分包括至少一種選自下列 的磷酸酯羧酸的聚-C2-C4-烷撐二醇單醚和/或聚-C2-C4-烷撐二醇單酯的磷酸酯，
6如 EFKA-5066、EFKA-5070、EFKA-5207、EFKA-5244、EFKA-6220、EFKA-6225、EFKA-6230、 EFKA-8503、EFKA-8510、EFKA-8511、EFKA-8512、EFKA-8530、EFKA-8531、EFKA-8532 (CIBA Specialty Chemicals Inc. , Klebeckstr. 141, P. 0. Box, 4002Basel, Schweiz,公司的商品 名)，Rhodafac PA23 (Rhodia公司的商品名)，聚氧乙烯化的烷基醚磷酸酯和它們的混合 物。例如該耦合成分可至少主要由上述磷酸酯之一組成或由上述磷酸酯的混合物組成。此 外，例如該耦合成分可至少主要由上述磷酸酯之一組成。術(shù)語(yǔ)“主要”在此意指該磷酸酯可 含由生產(chǎn)導(dǎo)致的雜質(zhì)和副產(chǎn)物。例如該耦合成分可以包括-通式⑴的磷酸酯
0 IIrt-P-(0H)3. (1)或其鹽，其中n為 1 或2，m 為 1-4，
A為單羥基，特別是聚-C2-C4-烷撐二醇單醚基，如C1-C20-烷基醚，優(yōu)選甲基醚 (MePEG)、(MePPG)、丁基醚(BuPPG)、烷基酚醚(APE)、C12_C20-脂肪醇醚或C10-C15-羰基合 成醇醚，和/或聚-C2-C4-烷撐二醇羧酸單酯基，特別是聚-C2-C4-烷撐二醇單月桂酸酯、 聚-C2-C4-烷撐二醇單硬脂酸酯、聚-C2-C4-烷撐二醇單油酸酯或聚-C2-C4-烷撐二醇苯 甲酸酯，B為單_、二 _、三-或多羥基-二-、_三-或-多-羧基，例如酒石酸、馬來(lái)酸、 2-甲基馬來(lái)酸、3-羥基-3-甲基戊二酸、5-羥基間苯二酸、抗壞血酸或檸檬酸，優(yōu)選馬來(lái)酸 或檸檬酸，其通過(guò)羥基與磷酸相連和通過(guò)羧基與單羥基(A)相連，剩余的羧基保持游離或 部分或全部由其它單羥基(A)酯化而形成支鏈酯，(特別是[(A)m-B]可以是R20，其中R2為C6-20-烷基或乙氧基化烷基，例如為通 式(3) :C12-18-烷基_(0CH2CH2)z，其中z為0-4，特別是2-4 ；和/或-通式(2)的聚氧乙烯化的烷基醚磷酸酯
0 II
R10(CHrCH2-0)Jy-P-(0H)3.y
I
H
(2)或其鹽，其中x為環(huán)氧乙烷數(shù)，如2-12，特別是6，7或8，y為1，2或3，特別是2，
7
R1為特別是具有1-20個(gè)碳原子的線性或支鏈烷基，苯基，或烷芳基，特別 是烷基鏈 為8-12個(gè)碳原子的烷基苯基，例如是己基、辛基、癸基、十二烷基、油基或壬基苯基，特別是 甲基，其中R1在m = 2或3時(shí)可以是相同的或不同的；特別是該耦合成分可至少主要由前述化合物之一組成或由前述化合物的混合物 組成。此外，例如該耦合成分可至少主要由前述化合物之一組成。術(shù)語(yǔ)“主要”在此意指該 耦合成分可含由生產(chǎn)導(dǎo)致的雜質(zhì)和副產(chǎn)物，如其在通式(1)的化合物情況下呈三酯形式的 雜質(zhì)和副產(chǎn)物。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，該耦合成分是不含溶劑的。在本發(fā)明中例如可使用EFKA-型產(chǎn)品，如EFKA-8512、EFKA-6230、EFKA-6220 和 EFKA-5207，特別是 EFKA-5207(CIBA Specialty Chemicalslnc. , Klebeckstr. 141, P. 0. Box，4002，Basel，Schweiz，公司的商品名)作為耦合成分。在本發(fā)明的另一個(gè)特別有利的實(shí)施方案中，粘合劑成分是有機(jī)粘合劑成分。在本發(fā)明的另一個(gè)特別有利的實(shí)施方案中，該粘合劑成分包括至少一種選自下列 的化合物-聚酯，特別是聚酯蠟，如無(wú)環(huán)或環(huán)狀的，飽和或不飽和的聚酯蠟，-聚烯烴，特別是聚烯烴蠟，如石蠟烴，-聚氧化烯聚合物，特別是平均分子量<4000g/mol的聚乙二醇和/或平均分子量 彡4000g/mol，例如彡5000g/mol- ( 20000g/mol的聚乙二醇(聚氧乙烯)，-具有醚結(jié)構(gòu)和/或酯結(jié)構(gòu)的聚合物，如具有醚結(jié)構(gòu)的聚酯和/或具有醚結(jié)構(gòu)和 /或酯結(jié)構(gòu)的聚烯烴，再例如聚酯_聚氧烷_(kāi)聚合物和/或聚烯烴_聚氧烷_(kāi)聚合物，特 別是具有聚乙二醇結(jié)構(gòu)的聚酯和/或具有聚乙二醇結(jié)構(gòu)的聚烯烴，再特別是具有平均分子 量< 4000g/mol的聚乙二醇-結(jié)構(gòu)的聚酯和/或平均分子量彡4000g/mol，如彡5000g/ mol-^ 20000g/mol的聚乙二醇結(jié)構(gòu)的聚酯，和/或具有平均分子量< 4000g/mol的聚乙二 醇結(jié)構(gòu)的聚烯烴和/或平均分子量彡4000g/mol，如彡5000g/mol-彡20000g/mol的聚乙二 醇結(jié)構(gòu)的聚烯烴，和它們的混合物。該粘合劑成分例如可至少主要由前述化合物之一組成 或由前述化合物的混合物組成。此外，該粘合劑成分例如可至少主要由前述化合物之一組 成。術(shù)語(yǔ)“主要”意指該粘合劑成分可含由生產(chǎn)導(dǎo)致的雜質(zhì)和副產(chǎn)物。在本發(fā)明的另一個(gè)特別有利的實(shí)施方案中，該粘合劑成分包括聚合物混合物。特 別是該粘合劑成分可由聚合物混合物組成。優(yōu)選該聚合物混合物含至少一種選自下列的化 合物-聚酯，特別是聚酯蠟，如無(wú)環(huán)或環(huán)狀的，飽和或不飽和的聚酯蠟，-聚烯烴，特別是聚烯烴蠟，如石蠟烴，-聚氧化烯聚合物，特別是平均分子量<4000g/mol的聚乙二醇和/或平均分子量 彡4000g/mol，例如彡5000g/mol- ( 20000g/mol的聚乙二醇(聚氧乙烯)，-具有醚結(jié)構(gòu)和/或酯結(jié)構(gòu)的聚合物，如具有醚結(jié)構(gòu)的聚酯和/或具有醚結(jié)構(gòu)和 /或酯結(jié)構(gòu)的聚烯烴，再例如聚酯_聚氧烷_(kāi)聚合物和/或聚烯烴_聚氧烷_(kāi)聚合物，特 別是具有聚乙二醇結(jié)構(gòu)的聚酯和/或具有聚乙二醇結(jié)構(gòu)的聚烯烴，再特別是具有平均分 子量< 4000g/mol的聚乙二醇結(jié)構(gòu)的聚酯和/或平均分子量彡4000g/mol，如彡5000g/ mol-^ 20000g/mol的聚乙二醇結(jié)構(gòu)的聚酯，和/或具有平均分子量< 4000g/mol的聚乙二醇結(jié)構(gòu)的聚烯烴和/或平均分子量彡4000g/mol，如彡5000g/mol-( 20000g/mol的聚乙二 醇結(jié)構(gòu)的聚烯烴，和其混合物。例如該聚合物混合物可至少主要由前述化合物之一組成或 由前述化合物的混合物組成。術(shù)語(yǔ)“主要”意指該聚合物混合物可含由生產(chǎn)導(dǎo)致的雜質(zhì)和 副產(chǎn)物。在本發(fā)明的另一個(gè)特別有利的實(shí)施方案中，該聚合物混合物的分子量為 彡 10000g/mol-彡 130000g/mol，特別是彡 14000g/mol_ 彡 100000g/mol。例如該粘合劑成 分可以是基于(聚乙烯)_(聚(氧-1，2_乙烷二基)a-氫，Q-羥基)的聚合物混合物， 例如是脂-蠟。在本發(fā)明中，可例如使用產(chǎn)品Licomont EK583、Licomont EK583G(以前為 Clariant,現(xiàn)為 eMBe Products & Service GmbH, Gemeindewald 7,86672, Thierhaupten, Deutschland 公司的商品名)，Embemould C 禾口 Embemould M(eMBe Products & Service GmbH, Gemeindewald 7，86672Thierhaupten，Deutschland 公司的商品名)作為粘合劑成 分。在本發(fā)明的另一個(gè)特別有利的實(shí)施方案中，所述陶瓷成分、耦合成分和粘合劑成 分在組合物中呈均勻分布。在本發(fā)明的另一個(gè)特別有利的實(shí)施方案中，本發(fā)明的組合物含- ^ 45體積％ - < 65體積％，例如> 50體積％ - < 60體積％，特別是> 54體 積％ - < 57體積％的陶瓷成分，和-彡0. 01體積％ - < 10體積％，例如彡0. 1體積％ - < 5體積％，特別是彡0. 5 體積％-彡2. 0體積％的脂肪酸或EFKA產(chǎn)品，如EFKA 8512、EFKA 6230、EFKA 6220或EFKA 5207，特別是EFKA 5207，或它們的混合物，和-彡35體積％- < 55體積％，例如彡37體積％ - < 50體積％，特別是彡41體 IR% - ^ 45. 5 % ^ Licomont EK583>Licomont EK583G>Embemould C^cEmbemould M, 特別是Embemould C，或它們的混合物。在此，所述體積百分?jǐn)?shù)宜如此選擇，即其總數(shù)為100體積％。本發(fā)明中已表明，該組合物可簡(jiǎn)化為由陶瓷成分、耦合成分和粘合劑成分組成的 三成分體系。因此，在本發(fā)明的一個(gè)有利的實(shí)施方案中，本發(fā)明的組合物由陶瓷成分、耦合成分 和粘合劑成分組成。例如本發(fā)明的組合物可由陶瓷成分；作為耦合成分的脂肪酸或EFKA產(chǎn) 品，如 EFKA 8512,EFKA 6230、EFKA6220 或 EFKA 5207，特別是 EFKA 5207 ；和作為粘合劑成
LicomontEK583>Licomont EK583G>Embemould C^c Embemould M，牛寺另i」i Embemould C 組成。簡(jiǎn)化為三成分體系的有利結(jié)果為，由于減少了原料數(shù)目和由此減少了變化的工藝參 數(shù)，如原料質(zhì)量，可以降低產(chǎn)品質(zhì)量的波動(dòng)。此外，可減少混合錯(cuò)誤和降低在加工處理時(shí)的 耗費(fèi)(質(zhì)量、時(shí)間、成本)。特別是本發(fā)明的組合物可由下列成分組成- ≥45體積％ - ≤65體積％，例如>≥50體積％ - ≤60體積％，特別是≥54體 積％ - ≤57體積％的陶瓷成分，和-≥0.01體積％ - ≤10體積％，例如≥0. 1體積％ - < 5體積％，特別是≤0. 5 體積％ -≤2. 0體積％的脂肪酸或EFKA產(chǎn)品，如EFKA 8512,EFKA 6230,EFKA 6220或EFKA5207，特別是 EFKA 5207，和-≥35體積％- < 55體積％，例如≥37體積％ - < 50體積％，特別是≥41體 - ^ 45. 5 #禾只Licomont EK583> Licomont EK583G> Embemould C Embemould
M，特別是 Embemould C。所述體積百分?jǐn)?shù)宜如此選擇，即其總數(shù)為100體積％。本發(fā)明的另一目的是提供一種用于制備本發(fā)明的組合物的方法，該方法包括下列 方法步驟混合陶瓷成分、耦合成分和粘合劑成分。在本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方案中，該混合在> 70°C －≤220 °C，特別是 ≥100°C -≤150°C的溫度下進(jìn)行。在本發(fā)明方法的另一優(yōu)選實(shí)施方案中，該混合特別是通過(guò)在捏合裝置如雙螺桿捏 合機(jī)、重型輾壓機(jī)或西格馬葉片式捏合機(jī)中的捏和進(jìn)行。耦合成分可在混合時(shí)單獨(dú)加入，也可以預(yù)混合物形式加入。在本發(fā)明方法的特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，在混合時(shí)耦合成分和粘合劑成分以預(yù)混 合物形式加入。在該實(shí)施方案的一個(gè)優(yōu)選形式中，該預(yù)混合物包括與耦合成分經(jīng)充分混雜 或勻質(zhì)化的粘合劑成分顆粒。以此方式可有利地再加速勻質(zhì)化時(shí)間。在本發(fā)明方法的另一特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，陶瓷成分、耦合成分和粘合劑成分 經(jīng)混合成均勻的混合物。在本發(fā)明中術(shù)語(yǔ)“陶瓷成分、耦合成分和粘合劑成分的均勻混合 物”也意指一種混合物，其中陶瓷成分和與耦合成分相混合的粘合劑成分顆粒呈均勻分布 存在。有關(guān)本發(fā)明方法的其它特征和優(yōu)點(diǎn)可直接參閱與本發(fā)明的組合物相關(guān)的說(shuō)明。本發(fā)明的另一目的是提供一種由本發(fā)明方法制備的組合物，其用于制備陶瓷件， 特別是用陶瓷注塑法來(lái)制備陶瓷件。由本發(fā)明方法制備的組合物的其它特征和優(yōu)點(diǎn)可直接參閱與本發(fā)明的組合物和 本發(fā)明方法相關(guān)的說(shuō)明。本發(fā)明的另一目的是本發(fā)明的組合物或按本發(fā)明制備的組合物在制備陶瓷件、特 別是用陶瓷注塑法制備陶瓷件中的應(yīng)用。有關(guān)本發(fā)明應(yīng)用的其它特征和優(yōu)點(diǎn)可直接參閱與本發(fā)明的組合物和本發(fā)明方法 相關(guān)的說(shuō)明。本發(fā)明主題的其它優(yōu)點(diǎn)和有利的方案通過(guò)附圖示出和在下列說(shuō)明書中闡述。要注 意的是，該附圖僅為描述性的，并非以任何形式來(lái)限制本發(fā)明。


圖la示出由本發(fā)明的三成分組合物所制成的構(gòu)件的結(jié)構(gòu)研磨面照相圖；圖lb示出由本發(fā)明的三成分組合物所制成的構(gòu)件的結(jié)構(gòu)研磨面照相圖；圖2a示出由常規(guī)的六成分組合物所制成的構(gòu)件的結(jié)構(gòu)研磨面照相圖；圖2b示出由常規(guī)的六成分組合物所制成的構(gòu)件的結(jié)構(gòu)研磨面照相圖。為比較示出結(jié)構(gòu)品質(zhì)，由可比較的工藝參數(shù)由55.6體積％的氧化鋁、1.2體 積^的已卩以⑴比八 Specialty Chemicals Inc.，Klebeckstr. 141，P.O.Box 4002，Basel, Schweiz，公司的商品名)和43. 2 體積％&Embemould C(eMBe Products & Service GmbH,Gemeindewald 7，86672Thierhaupten，Deutschland公司的商品名)組成的本發(fā)明的三成 分組合物制成構(gòu)件和由含聚丙烯和聚乙二醇的常規(guī)六組分組合物制成構(gòu)件。圖la和lb表明，由本發(fā)明組合物制備的構(gòu)件具有低的孔隙度，并且是均勻的、無(wú) 凹孔和無(wú)定向多孔性(紋理)。與圖la和lb所示構(gòu)件相反，圖2a和2b表明，由含聚丙烯和聚乙二醇的常規(guī)六組 分組合物制成的構(gòu)件具有沿物料流的紋理狀多孔性。
權(quán)利要求
用于制備陶瓷件的組合物，其至少包括-陶瓷成分，-耦合成分，和-粘合劑成分。
2.權(quán)利要求1的組合物，其特征在于，該組合物含>45體積％ - ^ 65體積％的陶瓷成 分、彡0. 01體積％ -^10體積％的耦合成分和彡35- ( 55體積％的粘合劑成分。
3.權(quán)利要求1或2的組合物，其特征在于，所述耦合成分含至少一種選自羧酸、特別是 脂肪酸，羧酸衍生物、特別是脂肪酸衍生物，酸性聚醚，磷酸酯和它們的混合物的化合物。
4.權(quán)利要求1-3之一的組合物，其特征在于，所述耦合成分含至少一種選自下列的化 合物-羧酸，特別是脂肪酸， -羥基官能改性的羧酸，特別是脂肪酸， _羥基官能改性的含親色素基團(tuán)的羧酸，特別是脂肪酸， _含酸基團(tuán)的聚醚，特別是含酸基團(tuán)的脂族聚醚， -羧酸改性的，特別是脂肪酸改性的聚合物， -羧酸改性的，特別是脂肪酸改性的聚酯， -磷酸酯 和它們的混合物。
5.權(quán)利要求1-4之一的組合物，其特征在于，所述耦合成分中的羧酸、脂肪酸、改性羧 酸或改性脂肪酸具有-8-30個(gè)碳原子的鏈長(zhǎng)，和/或 _分支碳鏈，和/或-在碳鏈上的至少一個(gè)酯基和/或醚基和/或其它羧基，和/或 -不飽和碳鏈。
6.權(quán)利要求1-5之一的組合物，其特征在于，所述耦合成分含至少一種選自下列的羧 酸癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、十七酸、硬脂酸、花生酸、山崳酸、二十四酸、蠟酸、褐 煤酸、蜂花酸；十一烯酸、肉豆蔻腦酸、棕櫚炔酸、巖芹酸、油酸、反油酸、11-十八碳烯酸、順 式-9- 二十碳烯酸、二十碳烯酸、鯨蠟烯酸、芥酸、神經(jīng)酸；亞油酸、a -亞麻酸、y -亞麻酸、 金盞酸、石榴油酸、a-桐酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、鄉(xiāng)祭魚酸、二十二碳六烯酸、斑鳩菊 酸、蓖麻油酸和其混合物。
7.權(quán)利要求1-6之一的組合物，其特征在于，所述耦合成分含至少一種選自下列的磷 酸酯羧酸的聚-C2-C4-烷撐二醇單醚和/或聚-C2-C4-烷撐二醇單酯的磷酸酯、聚氧乙烯 化的烷基醚磷酸酯和它們的混合物。
8.權(quán)利要求1-7之一的組合物，其特征在于，所述粘合劑成分由至少一種選自下列的 化合物組成-聚酯，特別是聚酯蠟，如無(wú)環(huán)或環(huán)狀的、飽和或不飽和的聚酯蠟， -聚烯烴，特別是聚烯烴蠟，如石蠟烴，_聚氧化烯聚合物，特別是平均分子量< 4000g/mol的聚乙二醇和/或平均分子量 彡4000g/mol，例如彡5000g/mol- ( 20000g/mol的聚乙二醇(聚氧乙烯)，“具有醚結(jié)構(gòu)和/或酯結(jié)構(gòu)的聚合物，如具有醚結(jié)構(gòu)的聚酯和/或具有醚結(jié)構(gòu)和/ 或酯結(jié)構(gòu)的聚烯烴，再例如聚酯_聚氧烷_(kāi)聚合物和/或聚烯烴_聚氧烷_(kāi)聚合物，特 別是具有聚乙二醇結(jié)構(gòu)的聚酯和/或具有聚乙二醇結(jié)構(gòu)的聚烯烴，再特別是具有平均分 子量< 4000g/mol的聚乙二醇結(jié)構(gòu)的聚酯和/或平均分子量≥4000g/mol，如≥5000g/ mol-≤ 20000g/mol的聚乙二醇結(jié)構(gòu)的聚酯，和/或具有平均分子量< 4000g/mol的聚乙二 醇結(jié)構(gòu)的聚烯烴和/或平均分子量≥4000g/mol，如≥5000g/mol-≤20000g/mol的聚乙二 醇結(jié)構(gòu)的聚烯烴，和它們的混合物。
9.權(quán)利要求1-8之一的組合物，其特征在于，所述粘合劑成分包括聚合物混合物，該聚 合物混合物的分子量為≥10000g/mol-≤ 130000g/mol。
10.權(quán)利要求1-9之一的組合物，其特征在于，所述陶瓷成分包括一種或多種氧化物式 陶瓷化合物、一種或多種碳化物式陶瓷化合物、一種或多種氮化物式陶瓷化合物或它們的 混合物。
11.權(quán)利要求1-10之一的組合物，其特征在于，該組合物由陶瓷成分、耦合成分和粘合 劑成分組成。
12.權(quán)利要求1-11之一的組合物，其特征在于，該組合物由下列成分組成-≥45體積％ -≤65體積％的陶瓷成分，和-≥0. 01體積％ -^10體積的磷酸酯作為耦合成分，和-≥35體積％ -≤55體積％的聚合物混合物作為粘合劑成分。
13.用于制備權(quán)利要求1-12之一的組合物的方法，其包括下列方法步驟混合所述陶 瓷成分、耦合成分和粘合劑成分。
14.權(quán)利要求13的方法，其特征在于，所述混合在≥70°C- ≤220°C的溫度下進(jìn)行。
15.權(quán)利要求13或14的方法，其特征在于，在混合時(shí)所述耦合成分和粘合劑成分以預(yù) 混合物形式加入。
16.權(quán)利要求13-15之一的方法，其特征在于，所述預(yù)混合物包括與耦合成分混雜或勻 質(zhì)化的粘合劑成分顆粒。
17.用于制備陶瓷件的組合物，其通過(guò)權(quán)利要求13-16之一的方法制備。
18.權(quán)利要求1-12之一或17的組合物在制備陶瓷件中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于制備陶瓷件的組合物，其至少包括陶瓷成分、耦合成分和粘合劑成分；本發(fā)明還涉及用于制備權(quán)利要求該組合物的方法，其包括混合所述陶瓷成分、耦合成分和粘合劑成分的方法步驟；本發(fā)明還涉及該組合物在制備陶瓷件中的應(yīng)用。
文檔編號(hào)C04B35/632GK101823886SQ20091026252
公開(kāi)日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者I·希倫, T·洛伊布爾 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司