粘結(jié)劑在陶瓷材料、金屬成型復(fù)雜幾何形狀中具有重要的作用，尤其在陶瓷注射成型中作用更加顯著，直接影響著陶瓷粉體的流變性、成型性、脫脂過程、產(chǎn)品尺寸精度等。粘結(jié)劑的主要作用是作為載體，粘結(jié)粉體并與之充分混合分散，加熱后能產(chǎn)生很好的流動性。下面小編簡要介紹粉體粘結(jié)劑及應(yīng)用。

一、粘結(jié)劑特性1流動特性

　　粘結(jié)劑的主要特性之一是與粉體混合并賦與其流動性。流動性的好壞與粘結(jié)劑的分子量大小和分布有關(guān)。

　　通常情況下，低分子量的粘結(jié)劑粘度較低，流動性好;高分子量粘結(jié)劑粘度較高，流動性較差。

粘結(jié)劑在陶瓷注射成型中具有重要應(yīng)用

2、粘結(jié)劑與粉體的作用關(guān)系

　　粘結(jié)劑能夠很好地潤濕粉體，并對粉體有效好的粘附作用，同時(shí)產(chǎn)生較好的流動特性。通常為了改善粘結(jié)劑的潤濕性能，要加入一些表面活性物質(zhì)，如鈦酸鹽、硬脂酸鹽、磷酸鹽、硅烷等，它們在粉體與粘

　　結(jié)劑之間產(chǎn)生中間界面橋梁，減少混合物的粘度，增加其流動性。同時(shí)，粘結(jié)劑通過潤濕顆粒以產(chǎn)生毛細(xì)管力吸附顆粒，保持坯體不變形。為了保證坯料的穩(wěn)定性，粘結(jié)劑與粉體不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，即粉體相對于粘結(jié)劑是惰性的。

3、粘結(jié)劑是由多組份有機(jī)物組成

　　單一有機(jī)粘結(jié)劑很難滿足流動性要求，且多組份中的某一組份被脫脂移出后，形成開口氣孔，有利于剩余的粘結(jié)劑的排除。實(shí)踐證明，多組份比單一組成粘結(jié)劑的脫脂速度要快得多缺陷少得多。另外，多組份粘結(jié)劑的有機(jī)聚合物之間是相容的。

陶瓷注射成型工藝流程圖

　　以陶瓷注射成型為例，多組份有機(jī)合物組成的粘結(jié)劑對脫脂更為有利。

4、粘結(jié)劑具有較高的導(dǎo)熱性和較低的熱膨脹系數(shù)

　　較高的導(dǎo)熱性能可以避免因熱應(yīng)力而產(chǎn)生缺陷;而較低的熱膨系數(shù)可以減少坯體所受熱沖擊，減少缺陷。

　　此外，粘結(jié)劑還必須具有無毒害，不污染環(huán)境，不揮發(fā)，不吸潮，循環(huán)加熱性能不變化等。

二、粘結(jié)劑的種類

　　目前，粘結(jié)劑根據(jù)主要組元和性質(zhì)可分為：熱固性系統(tǒng)，熱塑性系統(tǒng)，水溶性系統(tǒng)。幾種典型的粘結(jié)劑組成見下表：

幾種典型的粘結(jié)劑組成

1、熱固性系統(tǒng)粘結(jié)劑

　　熱固性系統(tǒng)就是在粘結(jié)劑系統(tǒng)里引入了熱固性聚合物，加熱形成交叉狀構(gòu)造，冷卻后變成永久干脆。

　　熱固性系統(tǒng)粘結(jié)劑優(yōu)點(diǎn)是：脫脂過程中能夠減少成型坯體的變形以及提供反應(yīng)燒結(jié)所需的大量的碳。

　　缺點(diǎn)是：流動性和成型性差，混料困難，脫脂時(shí)間長。

　　如美國福特公司反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷注射成型配方摩爾比為：SiC粉體為47%，酚糖醛—酚甲醛共聚物為47%，石墨為5%，硬脂酸鋅1%。

2、熱塑性系統(tǒng)粘結(jié)劑

　　熱塑性系統(tǒng)是在粘結(jié)劑系統(tǒng)里引入了熱塑性聚合物，加熱時(shí)熱塑性聚合物在鏈長方向上以單一基團(tuán)重復(fù)排列而不交叉。其粘度可根據(jù)聚合物分子量的大小，分布以及成型溫度來調(diào)節(jié)。

　　此類聚合物很多常見有：石蠟、聚乙烯、聚丙烯、無規(guī)聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸脂、乙烯醋酸乙烯脂共聚物、乙烯丙烯酸乙脂共聚物。

　　熱塑性系統(tǒng)粘結(jié)劑優(yōu)點(diǎn)是：流動性較好，并能選擇其分子量的大小及分布來調(diào)節(jié)其脫脂階段的熱降解性，成為目前的主流品種，得到廣泛應(yīng)用。

3、水溶性系統(tǒng)粘結(jié)劑

　　水溶性粘結(jié)體系是從固態(tài)聚合物溶液體系中發(fā)展起來的粘結(jié)劑，主要由低分子量的固態(tài)結(jié)晶化學(xué)物質(zhì)構(gòu)成，再加入少量聚合物。結(jié)晶化學(xué)物質(zhì)受熱時(shí)熔化，并將聚合物溶解，在其重結(jié)晶溫度下溶液變成固態(tài)。通過調(diào)整聚合物的含量，可以自由調(diào)整的粘度和強(qiáng)度。此類粘結(jié)劑有甲基纖維粘結(jié)劑，瓊脂基粘結(jié)劑。

　　水溶性粘結(jié)體系粘結(jié)劑優(yōu)點(diǎn)是：可以用溶劑(包括水)選擇性溶解化學(xué)物質(zhì)。

　　缺點(diǎn)是在溶劑中溶解時(shí)易產(chǎn)生溶脹現(xiàn)象，造成坯體開裂，因此，目前沒有廣泛推廣。

三、粘結(jié)劑應(yīng)用1在陶瓷注射成型中的應(yīng)用

　　粘結(jié)劑是陶瓷注射成型技術(shù)的核心，增加陶瓷粉體流動性，成型后脫模，具有中的作用。目前比較先進(jìn)的粘結(jié)劑是聚醛樹脂和水溶性粘結(jié)劑。德國巴斯夫公司和荷蘭ECN公司各自獨(dú)立開發(fā)出一種由蠟和聚醛聚合物組成的新型粘結(jié)劑。

陶瓷注射成型機(jī)

2、在金屬注射成形中的應(yīng)用

　　粘結(jié)劑在金屬注射成型中主要功能是增強(qiáng)流動與成型，有利于金屬坯體保持的復(fù)雜幾何形狀，增強(qiáng)金屬粉體流動性，降低注射壓力，減少磨損，延長模具及設(shè)備的使用壽命。

粘結(jié)劑在金屬注射成形中的應(yīng)用