CN112135702A

CN112135702A - 用于金属注射成型原料的粘合剂组合物；包含该粘合剂组合物的金属注射成型原料；使用该原料的金属注射成型方法，以及通过该方法所获得的制品

Info

Publication number: CN112135702A
Application number: CN201980031983.6A
Authority: CN
Inventors: A·阿林; E·伦丁; A·阿尔奎斯特
Original assignee: Hoganas AB
Current assignee: Hoganas AB
Priority date: 2018-05-15
Filing date: 2019-05-10
Publication date: 2020-12-25
Also published as: WO2019219522A1; US20210229174A1; TW201946965A; EP3793758A1

Abstract

本发明涉及一种用于注射成型方法的原料，它由可烧结颗粒P和粘合剂组合物B组成，可烧结颗粒P由金属、金属合金、金属陶瓷、陶瓷材料、玻璃或它们中任何的混合物制成，粘合剂组合物B包含粘合剂聚合物B1、聚合物增容剂B2和任选的脱模剂B3，以及使用该原料的MIM制造方法。

Description

用于金属注射成型原料的粘合剂组合物；包含该粘合剂组合物的金属注射成型原料；使用该原料的金属注射成型方法，以及通过该方法所获得的制品

发明领域

本发明涉及用于金属注射成型(MIM)的粘合剂组合物，包含该粘合剂组合物的MIM原料，该MIM原料在金属注射成型方法中的用途，使用该原料的MIM方法以及可由MIM方法或使用MIM原料获得的制品。

发明背景

金属注射成型(MIM)是一种技术，通过该技术可由包含可烧结(通常为金属)颗粒和粘合剂组合物的MIM原料生产复杂形状的烧结制品。在MIM方法期间，通过注射成型将包含可烧结颗粒和粘合剂组合物的MIM原料形成期望的形状，形成所谓的“生坯”。随后除去粘合剂组合物(例如通过热或催化)以形成所谓的“褐色体(brown body)”，并烧结该褐色体以将可烧结颗粒的至少一部分表面熔合。由此，获得了烧结制品。烧结制品可以具有较高的密度，即它们的表观密度接近于形成可烧结颗粒的块状材料的表观密度，这表明烧结制品的空隙比/孔隙率相对低。

通常，在这种方法中使用小颗粒羰基铁粉。通常也使用其他类型的粉末，例如粒度非常细的气体雾化和水雾化的钢或金属粉末。然而，这些细粉的成本相对高，使得该方法在经济上不利。

为了提高MIM方法的竞争力，希望降低所用粉末的成本。实现此目的的一种方法是使用更便宜、更粗的粉末。然而，粗粉具有比细粉更低的表面能，因此在烧结期间低得多的活性，从而增加了烧结对象中结构缺陷的风险。另一个问题是，较粗和不规则的粉末具有较低的堆积密度，因此原料的最大粉末含量受到限制。粘合剂相由于其相对较高的含量而增加了的成本，并且还可能导致挤出过程中的问题。较低的粉末含量还导致烧结期间较高的收缩率，并且可能导致在生产过程中生产的组件之间出现不可接受的尺寸变化。

在许多方面，粘合剂组合物(或简称“粘合剂”)是整个方法中非常重要的一部分，必须满足多个条件。粘合剂必须能够掺入大量可烧结颗粒(例如细金属、金属合金或陶瓷粉末)，通常60体积％或更多。它还必须能够形成可在升高的温度下塑化和注射成型的凝聚块。此外，必须在相当短的环境友好的过程中除去主要的粘合剂成分。粘合剂还必须在通过“骨架粘合剂(backbone binder)”脱脂后提供足够的强度。它应以易于装入注塑机的形式提供，例如：呈规则的颗粒状，并且批次之间应具有一致、均匀的性质。MIM技术的发展在很大程度上是粘合剂组合物和相应的脱脂技术的发展。这一发展可以追溯到1970年代末，Raymond Wiech发现了MIM方法的基础发明的潜力，直到1990年代初，该技术开始工业化。

许多不同类型的粘合剂用于MIM方法中。至少有四种通用类型的粘合剂用于MIM中，其中大多数是聚合物，其特征如下：热塑性化合物、热固性化合物、水基体系和无机物。

然而，所有这些都有各种缺点。包括但不限于原料中各种材料之间的偏析，低熔体流动指数导致注射成型方法中出现问题，无法形成基本不含空隙的连续凝聚相和/或使用粗金属粉末有困难。现有技术粘合剂的另一个缺点可能是由于粘合剂相的强度或凝聚力不足而难以制造大型组件。

仍需要不具有或仅具有较少上述缺点的粘合剂组合物，或至较小程度。

发明目的

本发明的一个目的是提供一种用于金属注射成型原料的粘合剂组合物，其具有以下性质和/或优点。

本发明的一个目的是提供一种适用于MIM方法的新型组合物。

本发明的一个目的是提供一种用于MIM原料的粘合剂组合物，该粘合剂组合物能够掺入更大且因此更便宜的可烧结颗粒。

本发明的另一个目的是提供一种用于MIM原料的粘合剂组合物，该粘合剂组合物能够在金属注射成型方法中形成基本上没有空隙的凝聚相，并且还能够制造大型部件而没有结构破坏。

本发明的另一个目的是提供一种用于MIM原料的粘合剂组合物，其中大量的相对大的可烧结颗粒可以稳定地分散和/或为原料提供良好的流动性。

本发明的另一个目的是提供一种用于MIM原料的粘合剂，该粘合剂能够提供具有足够强度的褐色体，以在不破坏结构的情况下进行处理。

本发明的又一个目的是提供一种通过MIM方法制备的制品，该制品在密度(无空隙)、不存在或减少偏析和/或制造成本方面优于现有技术制品。

发明内容

现已发现，通过仔细选择粘合剂组合物组分，获得了用于金属注射成型的原料的新型粘合剂，其不仅改进了原料性能，而且还改进了注射成型的结果。

因此，本发明通过以下方式解决了一个或多个上述方面：

1.用于注射成型方法的原料，由以下组成：

由金属、金属合金、金属陶瓷、陶瓷材料、玻璃或它们中任何的混合物制成的可烧结颗粒P；和

粘合剂组合物B，该粘合剂组合物B包含

粘合剂聚合物B1，

聚合物增容剂B2，和

任选地，脱模剂B3。

2.根据第1项所述的原料，其中粘合剂聚合物B1是选自由聚甲醛均聚物、聚甲醛共聚物、聚氧乙烯均聚物、聚氧乙烯共聚物、聚乙烯均聚物、聚乙烯共聚物、聚丙烯均聚物和聚丙烯共聚物组成的组的一种或多种聚合物，优选选自由聚甲醛均聚物、聚甲醛共聚物、聚氧乙烯均聚物和聚氧乙烯共聚物组成的组的一种或多种聚合物。

3.根据第1项和第2项中任一项所述的原料，其中粘合剂聚合物增容剂是热塑性聚合物，其具有或被改性为具有至少一个能够与可烧结颗粒的表面相互作用的官能团。

4.根据第3项所述的原料，其中热塑性聚合物的改性通过接枝改性进行。

5.根据第3项和第4项中任一项所述的原料，其中能够与金属颗粒的表面相互作用的官能团选自羟基、醚基、氧代基、酯基、羧酸基、羧酸酐基、硫醇基、酰胺基、氨基甲酸酯基、脲基和硅烷基。

6.根据第1-5项中任一项所述的原料，其中相对于粘合剂组合物B的总重量，聚合物增溶剂B2的量为5-25重量％。

7.根据第1-6项中任一项所述的原料，其中存在任选的脱模剂，相对于粘合剂组合物B的总量，脱模剂优选以1-10重量％的量存在。

8.根据第1-7项中任一项所述的原料，其中脱模剂选自羧酸酰胺，亚烷基双酰胺如亚乙基双硬脂酰胺，根据ASTM D-127熔点为150℃或更低的α-烯烃蜡，优选选自聚乙烯蜡和聚丙烯蜡，醇，优选具有8-30个碳原子的那些，羧酸，优选具有8-30个碳原子的那些，例如硬脂酸或山萮酸，羧酸酯，优选在源自羧酸的结构部分中具有8-30个碳原子且在源自醇的结构部分中具有1-10个碳原子的那些，聚四氢呋喃，氧化聚乙烯，氧化聚丙烯，聚己内酰胺，聚乙二醇，优选具有10000或更低，优选5000或更低，例如2500或更低的重均分子量，纤维素，和具有5-18个碳原子的内酰胺，例如月桂内酰胺。

9.根据第1-8项中任一项所述的原料，其中可烧结颗粒P由金属或金属合金制成，其中可烧结颗粒优选由选自铜、铁、铁基合金和铜基合金，更优选不锈钢的材料制成。

10.根据第1-9项中任一项所述的原料，其中通过激光散射法确定的可烧结颗粒的重均粒径D50为5-50μm，20-50μm或5-20μm。

11.根据第1-10项中任一项所述的原料，其中粘合剂聚合物B1的量为65-95重量％，优选70-95重量％，更优选73-95重量％，聚合物增溶剂B2的量为5-25重量％，脱模剂B3的量为0-20重量％，所有均相对于粘合剂组合物B的总重量，其中优选粘合剂聚合物B1、聚合物增溶剂B2和任选的脱模剂B3的总量占粘合剂组合物B的95-100重量％。

12.根据第1-11项中任一项所述的原料，其包含45-70体积％的可烧结颗粒P，其余部分由粘合剂组合物B形成，和/或其具有250-900g/10分钟的熔体流动速率(MFR)。

13.根据第1-12项所述的原料，其为细丝形式或丸粒形式。

14.根据第1-13项中任一项所限定的原料在金属注射成型方法中的用途。

15.金属注射成型方法，包括以下步骤

A.将第1-13项中任一项所限定的原料注入模具中；

B.从模具中取出注射成型的生坯；

C.使原料脱脂，从而通过催化、热或化学处理或其组合除去基本上所有的粘合剂组合物，得到褐色体。和

D.烧结褐色体。

鉴于以下详细描述，本发明的进一步和优选方面将变得显而易见。

附图的简要说明

图1是显示粘合剂聚合物B1、聚合物增溶剂B2和脱模剂B3的相对量对原料的熔体流动速率(MFR)的影响的图，基于实施例中获得的结果；和

图2是取决于粘合剂聚合物B1的相对量和性质的模塑性的图示，对于实施例中评价的原料。

定义

以下术语和定义将在以下详细描述中使用并适用：

由下限和上限表示的任何给定范围，例如“2-5”或“2-5之间”，包括下限值和上限值，作为其间的任何值。明确包括大于下限或小于上限的值。因此，该术语应理解为表达“[下限]或更大，但[上限]或更低”的缩写。

每当提及范围和更优选范围时，下限和上限可以自由组合。作为一个例子，短语“5-10，优选地6-8”还包括5-8和6-10的范围。

术语“聚合物”和“聚合化合物”同义使用。聚合物或聚合化合物的特征通常在于包含5个或更多个，通常10个或更多个衍生自相同单体化合物/单体的重复单元。聚合物或聚合物材料通常具有至少300，通常1000或更大的分子量。聚合物可以是均聚物、无规共聚物或嵌段共聚物，除非提及其特定形式。聚合物可以通过本领域已知的任何方法合成，包括自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。

在本发明的意义上，单体通常是能够与相同化学物种的另一分子反应形成二聚物的化学物种分子，然后该二聚物能够与相同化学物种的另一分子反应形成三聚物等，最终形成其中5个或更多个，优选10个或更多个衍生自相同化学物种的重复单元相连接的链以形成聚合物。能够与另一单体分子的基团反应以形成聚合物链的单体分子的基团没有特别限制，实例包括烯键式不饱和基团，环氧基团等。该单体可以是单官能的、双官能的、三官能的或更高的官能。双官能单体的实例包括二(甲基)丙烯酸酯和同时具有羧酸基和酰胺基的化合物，三官能单体的实例包括三(甲基)丙烯酸酯。

术语“(甲基)丙烯酸”用于共同表示甲基丙烯酸和丙烯酸，术语“(甲基)丙烯酸酯””用于共同表示甲基丙烯酸和丙烯酸的酯，例如甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸丁酯。酯残基优选为具有1-20个碳原子的烃基，其可以具有或可以不具有另外的1、2、3或更多个取代基。取代基没有特别限制，可选自羟基、氰基、氨基、烷氧基、亚烷氧基等。(甲基)丙烯酸酯的酯基优选为具有1-20个，优选1-12个碳原子的未取代的直链或支链烷基，或为具有1-20个，优选1-12个碳原子的被1个或2个羟基取代的直链或支链烷基。

术语α-烯烃表示通常具有2-10个碳原子并且具有末端烯键式不饱和基团的烃化合物。实例包括乙烯、丙烯、1-丁烯、1-丙烯、苯乙烯等。α-烯烃优选为脂族的，更优选选自乙烯和丙烯。因此，α-烯烃的聚合物的优选实例包括聚乙烯(其包括类别如HDPE、LLDPE和LDPE)和聚丙烯(其包括无规立构PP和间同立构PP)，以及乙烯和丙烯的共聚物。

术语“Tg”表示根据ASTM D7426-08(2013)通过差示扫描量热法(DSC)测量的玻璃化转变温度。

术语“熔体流动速率”(MFR)表示使用实施例部分中描述的方法根据ISO 1133获得的值，除非另有说明。

在本发明中，所有物理参数都是在室温(20℃)和大气压(10⁵Pa)下测量的，除非通过ISO或ASTM等标准进行了不同说明或不同规定。在标准方法与以下说明书中所述和提及的方法之间应该有差异的情况下，以本说明书为准。

术语“可烧结”用于表示熔点为450℃或更高，优选500℃或更高，更优选600℃或更高，仍进一步优选700℃或更高的无机材料。从这个意义上讲，可烧结材料包括具有所需熔点的金属、合金、陶瓷和玻璃。对于复合材料(例如金属陶瓷)，只要存在于颗粒外部的至少一些材料的熔融温度在上述范围内就足够了，这样在烧结处理过程中颗粒可能会相互结合形成最终的烧结体。

如本文中所使用，不定冠词“一”表示一个以及多个，并不一定将其所指名词限制为单数。

术语“约”是指所讨论的量或值可以是指定的具体值或其附近的某个其他值，通常在指示值的±5％范围内。这样，例如短语“约100”表示100±5的范围，而短语“约60”表示60±3的范围。

术语和/或是指存在全部或仅一个所示元素。例如，“a和/或b”表示“仅a”或“仅b”或“a和b一起”。在“仅a”的情况下，该术语还涵盖了不存在b的可能性，即“仅a，但没有b”。

如本文中所使用的，术语“包括”旨在为非排他性的和开放式的。因此，包含某些组分的组合物除所列组分外还可包含其他组分。然而，该术语还包括限制性更强的含义“由……组成”和“基本上由……组成”。术语“基本上由...组成”允许存在至多且包括10重量％，优选至多且包括5％的与针对各个组合物列出的材料不同的其他材料，该其他材料也可以完全不存在。在后一种情况下，该组合物“由”所列举的组分组成。

术语“原料”用于表示可用于通过注射成型操作形成生坯的材料。原料可以具有任何形式或形状，但是优选为细丝或丸粒的形式。术语“细丝”表示当在垂直于其最长轴的方向的横截面中观察时具有圆形、椭圆形或角形的材料，其中该圆形的直径或者椭圆形或角形形状的最长轴比该材料的最长轴小10倍或更多([最长轴]/[直径或垂直于最长轴的横截面中的最长轴]≥10)。术语“丸粒”表示当在垂直于其最长轴的方向的截面中观察时具有圆形、椭圆形或角形的颗粒，其中圆形的直径或者椭圆形或角形的最长轴比该材料的最长轴小小于10倍，优选5倍或更小，更优选3倍或更小，进一步优选2倍或更小([最长轴]/[直径或垂直于最长轴的横截面中的最长轴]＜10)。丸粒也可以是球形的。

原料

一方面，本发明针对一种包含粘合剂组合物B和可烧结颗粒P的原料。该原料可以包含其他组分，但是通常基本上由粘合剂组合物B和可烧结颗粒P组成或由粘合剂组合物B和可烧结颗粒P组成。

可烧结颗粒P

本发明原料包含可烧结颗粒P，其在通过注射成型形成生坯之后，从生坯去除粘合剂组合物(脱脂)以形成褐色体，并进行烧结处理以熔合颗粒P，形成最终的三维物体。

可烧结颗粒由金属、金属合金、玻璃、陶瓷材料或其混合物制成。在此，“由……制成”描述了颗粒由金属、金属合金、玻璃、陶瓷材料或这些组分的混合物组成或基本上由其组成。但是可能存在不可避免的杂质。这样，可烧结颗粒的95重量％或更多由金属、金属合金、玻璃、陶瓷材料或其混合物组成，其余是不可避免的杂质。优选地，可烧结颗粒的至少98重量％或更多，更优选至少99重量％或更多由金属、金属合金、玻璃、陶瓷材料或其混合物形成。

可包含在可烧结颗粒中的金属没有特别限制，通常可以使用任何期望的金属，只要其具有所需的熔点即可。该金属还应该是可加工的，因此不应是反应性物质如钠或锂，并且也不应在常温下为液态，如汞。可用于本发明的金属的实例包括铝、钛、铬、钒、钴、铁、铜、镍、钴、锡、铋、钼和锌，以及钨、锇、铱、铂、铼、金和银。优选的是铝、铁、铜、镍、锌、金和银的金属颗粒。由于钛通常具有在随后的脱脂和烧结步骤中氧化或形成其他化学物种(例如氮化物)的趋势，除非采取避免这种反应的特定步骤(例如低脱脂或烧结温度)，否则在一个实施方案中，可烧结颗粒不是由钛或钛合金制成。由于非合金形式的铁在某些条件下具有纯的抗氧化性，因此在一个实施方案中，可烧结颗粒不是由铁制成。

金属合金也没有进一步的限制，通常可以使用所有种类的金属合金，只要它们具有所需的熔点，从而在脱脂温度下不熔化，但在制造过程中采用的烧结温度下熔合。优选的合金是由铝、钒、铬、镍、钼、钛、铁、铜、金和银以及所有种类的钢形成的那些。在钢中，碳的量通常为0-2.06重量％，铬为0-20％，镍为0-15％，和任选至多5％的钼。可烧结颗粒优选选自金属、铁合金、不锈钢和陶瓷，特别优选不锈钢。

可以形成可烧结颗粒的玻璃不受限制，可以使用所有类型的玻璃，只要玻璃颗粒在该方法中采用的烧结温度下在其边界处熔合即可。

陶瓷材料也没有限制，只要其温度特性允许颗粒在烧结温度下熔合即可。通常，陶瓷材料包括氧化铝、二氧化钛、氧化锆、金属碳化物、金属硼化物、金属氮化物、金属硅化物、金属氧化物和由粘土或粘土类型来源形成的陶瓷材料。其他实例包括钛酸钡、氮化硼、锆酸铅或钛酸铅、硅酸铝氧氮化物(silicate aluminum oxynitride)、碳化硅、氮化硅、硅酸镁和碳化钛。

可烧结颗粒的混合物包括不同金属和/或不同合金的混合物，但也包括更多不同类型材料的混合物。一个实例是金属或金属合金与陶瓷材料(例如金属陶瓷材料)的混合物。例如，切削工具中使用的由碳化钨和钴制成的金属陶瓷也包括在可烧结颗粒中。

形成可烧结颗粒的金属或金属合金可以是磁性的或非磁性的。

可烧结颗粒可以是任何形状，但是非球形颗粒是优选的。这是由于以下事实：非球形颗粒在随后的脱脂和烧结步骤中提供互锁区域，其又有利于在脱脂和烧结步骤中保持稳定的形式。

可烧结颗粒的粒度(D50)没有特别限定，优选为100μm或更小，更优选75μm或更小，最优选50μm或更小。因此，粒度可以为5-50μm，优选25-40μm。在一个实施方案中，本发明利用粒度D50为5-16或17μm，或者5-20μm的细颗粒。在另一个实施方案中，本发明利用粒度为20-50μm，25-50μm或者27或28-50μm的粗颗粒。

此处，粒度指的是通过激光散射技术测定的等效球形直径，例如根据ASTM 4464-15用在690nm发射的激光测量，表示为D50(50重量％的颗粒的尺寸小于所表示的值)。根据本发明可以使用的用于确定粒度的设备是具有标准采样器和流通池SALD-MS30的SALD-3101激光衍射粒度分析仪，可从岛津制作所(Shimadzu Corporation)获得。不言而喻，必须分析足够多的颗粒才能获得有效的结果。当所获得的值即使对进一步的颗粒进行分析时仍保持基本恒定(在+/-2％以内)时，就是这种情况。通常，一旦分析了300个或更多(例如500个或更多或者1000个或更多)的颗粒，就可以实现此目的。

优选地，大部分(90重量％或更多)，更优选全部(100重量％)的颗粒具有等于或小于100μm或更小，更优选50μm或更小的等效球形直径。这样的颗粒可以通过适当的操作以除去太大的颗粒来获得，例如通过筛分。

对非常细的颗粒的量没有限制，但是典型地，粒径为0.1μm或更小，优选1μm或更小，再优选3μm或更小的颗粒占颗粒P的10重量％或更少，优选5重量％或更少。

在一个实施方案中，D99的值(表示99重量％的颗粒的粒径低于所示值)为120μm或更小，优选100μm或更小。这尤其适用于与上述D50值组合。

上述粒度涉及等效球直径。然而，颗粒的实际形状不限于球形颗粒，在一些实施方案中，可以使用非球形颗粒。非球形颗粒可以是规则形状(例如椭圆形或立方体)或不规则形状，并且在不希望受理论束缚的情况下，认为不规则形状的颗粒由于颗粒的互锁可有利于获得具有更高强度的褐色体和/或最终物体。

对于上述所有粒度，通过使用形成可烧结颗粒P的材料的已知密度进行简单计算，可以将体积获得的值转换为相应的重量值。

可烧结颗粒的量优选为例如形成30-70，更优选40-60，例如50或更多至55或更少的固体负荷(SL)，表示为[可烧结颗粒P的体积]/[原料的总体积]×100。固体负荷等于可烧结颗粒相对于原料总体积的体积百分数。

粘合剂组合物B

粘合剂组合物形成除可烧结颗粒P外，原料的另一主要组分。粘合剂组合物用于分散可烧结颗粒，并形成适于注射成型操作的凝聚块。原料可以由可烧结颗粒P和粘合剂组合物B组成或可以基本上由其组成。粘合剂组合物B包含粘合剂聚合物B1和聚合物增溶剂B2作为主要成分，并且可以任选地包含脱模剂B3。粘合剂组合物可以基本上由B1、B2和任选的B3组成或可以由其组成，但也可以包含一种或多种其他添加剂B4，如稍后将描述的。

粘合剂聚合物B1

粘合剂聚合物B1构成粘合剂组合物的主体，是主要负责形成其中分散有可烧结颗粒P的凝聚块的组分。

因此，粘合剂聚合物的量通常为粘合剂组合物的50重量％或更多，优选65-95重量％，优选70-95重量％，更优选73-95重量％，相对于粘合剂组合物的总重量(或相对于从原料的总重量中减去可烧结颗粒的重量而获得的重量)。

粘合剂聚合物B1的化学性质不受特别限制，可以自由地选自已知作为在MIM原料组合物中的粘合剂组分的有机聚合物。粘合剂聚合物B1必须在注射成型步骤之后是可除去的，并且该除去(也称为脱脂)可以通过热、溶剂萃取或催化进行。在一个优选的方面，粘合剂粘合剂聚合物B1是一种或多种选自由聚甲醛均聚物、聚甲醛共聚物、聚氧乙烯均聚物、聚氧乙烯共聚物、聚乙烯均聚物、聚乙烯共聚物、聚丙烯均聚物和聚丙烯共聚物组成的组的聚合物。其中，优选聚甲醛均聚物、聚甲醛共聚物、聚氧乙烯均聚物和聚氧乙烯共聚物，更优选聚甲醛均聚物和聚甲醛共聚物。这是由于这样的事实，即它们可以通过使用气态HNO₃在升高的温度如125℃下容易地脱脂形成甲醛或乙醛。

在各共聚物中，表示共聚物的重复单元的量(例如，在聚甲醛共聚物的情况下为甲醛单元)通常为50重量％或更多，优选80重量％或更多。此外，对共聚单体的类型没有特别限制，但是聚甲醛和聚氧乙烯共聚物的优选实例包括其中共聚物衍生自一种或多种选自氧化烯(优选甲醛或氧化乙烯)的共聚物的那些，其中氧化乙烯/甲醛共聚物是优选的实例。

在此，聚乙烯均聚物、聚乙烯共聚物、聚丙烯均聚物和聚丙烯共聚物优选是未改性的，即不含能够与可烧结颗粒的表面相互作用的官能团，这将在下面针对聚合物增容剂B2进行描述。聚乙烯和聚丙烯共聚物更优选为由衍生自乙烯和/或丙烯和选自由除C和H外不包含任何其他元素的脂族烃单体、烷基乙烯基醚和氧化烯如氧化乙烯组成的组的任选其它单体的重复单元组成的共聚物。

优选的粘合剂聚合物B1包括聚甲醛均聚物、聚甲醛共聚物、聚氧乙烯均聚物和聚氧乙烯共聚物。聚甲醛均聚物和聚甲醛共聚物是更优选的。

在一个实施方案中，粘合剂聚合物B1不选自聚合物混合物或聚合物合金，该混合物或合金包含至少第一和第二聚合物，第一聚合物的Tg为-20℃或更低。第二聚合物的Tg为60℃或更高；一种、两种或更多种包含至少第一聚合物嵌段和第二聚合物嵌段的嵌段共聚物，第一聚合物嵌段的Tg为-20℃或更低，第二聚合物嵌段的Tg为60℃或更高；及所述第一和第二聚合物与所述嵌段共聚物的混合物。

粘合剂聚合物的选择应考虑MIM原料的其他材料的选择，特别是关于整个原料的合适的流变行为的实现，允许顺利进行挤出成型。这尤其包括选择合适量的粘合剂聚合物B1和选择具有合适熔体流动速率的材料。粘合剂聚合物B1的熔体流动速率(MFR，也称为熔体指数MI，指的是熔体体积率MVR乘以聚合物的密度)为15或更高但70或更低(表示为g/10分钟并根据ISO 1133在190℃和2.16kg的负荷下测量)，更优选20-65，再更优选25-60，例如32-58。同时，粘合剂聚合物B1的熔点(根据ISO 11357-1/-3在10℃/分钟下测量)可以选择在120-240℃，优选130-185℃的范围内。同时满足这些标准的材料包括Celanese的聚甲醛共聚物Hostaform^TM C52021和C27021或Kolon Plastics,Inc的聚甲醛共聚物Kocetal K900和K700。

粘合剂聚合物B1可以仅由聚合物组成，但也可以是两种或更多种聚合物的混合物或合金。在一个实施方案中，该一种或多种粘合剂聚合物具有20℃或更低，优选0℃或更低的通过DSC方法测定的玻璃化转变温度Tg。

聚合物增溶剂B2

粘合剂组合物包含聚合物增容剂作为第二主要组分。聚合物增容剂是与粘合剂聚合物B1结构不同的组分，因为它是具有能够与可烧结颗粒的表面相互作用的官能团的聚合物。考虑到可烧结颗粒通常由对氧具有亲和力的材料构成，存在于聚合物增容剂中的官能团优选包含氧原子。然而，聚合物增容剂B2不同于如以上针对粘合剂聚合物B1所定义的聚甲醛均聚物、聚甲醛共聚物、聚氧乙烯均聚物或聚氧乙烯共聚物。

聚合物增容剂通常是用具有能够与可烧结颗粒的表面相互作用的官能团的化合物改性，特别是接枝改性的热塑性聚合物。这些基团优选选自羟基-OH，醚基-O-，氧(羰基)基C＝O，酯基-C(O)O-，羧酸基团C(O)OH(通常不是(甲基)丙烯酸酯的羧酸基团)，羧酸酐基团-C(O)-OC(O)-，硫代或硫醇基团，酰胺基团C(O)N(R1R2)(其中R1和R2选自氢原子和C1-6烷基)，氨基甲酸酯基，脲基和硅烷基，通常具有式-SiR1R2R3(其中R1、R2和R3选自氢原子和C1-6烷基)。进一步优选地，聚合物增容剂是可以通过改性选自α-烯烃均聚物和共聚物(特别是乙烯、丙烯的均聚物和共聚物，及其混合物和合金)的热塑性聚合物而获得的聚合物，但是热塑性聚合物也可以是缩合均聚物或共聚物，例如聚酰胺，聚酯或聚氨酯，特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯，聚乳酸，聚萘二甲酸丁二醇酯等。此外，聚合物增溶剂可以是改性的苯醚聚合物或共聚物，改性的苯乙烯聚合物或共聚物，以及本领域技术人员熟知的改性的其他通用工程聚合物。优选地，聚合物增溶剂是改性聚烯烃，例如改性聚乙烯、改性聚丙烯或改性乙烯/丙烯共聚物。

在本文中，“改性的”表示聚合物增溶剂可通过使热塑性聚合物与试剂反应以便将一个或多个能够与可烧结颗粒的表面相互作用的官能团引入聚合物主链和/或侧链中而获得。该改性可以通过将包括羟基，醚基，氧基，酯基(优选不包括(甲基)丙烯酸酯的酯基)，除(甲基)丙烯酸的羧酸基以外的羧酸基、羧酸酐基如马来酸酐基、硫醇基，氨基甲酸酯基，脲基，酰胺基和硅烷基的的基团引入聚合物的主链和/或侧链中来实现。特别优选的是通过羧酸酐对聚烯烃(优选聚乙烯或聚丙烯，更优选聚丙烯)进行改性，例如通过将马来酸酐接枝到聚丙烯而获得的。

进行这种改性的方法是技术人员众所周知的，例如，在Polymer Testing,Volume22,Issue 2,April 2003,第191-195页中描述的将马来酸酐接枝到聚乙烯/聚丙烯共混物中。此外，这样的聚合物是可商购的，例如DuPontTM的

P和E系列，例如

P353。马来酸酐改性的聚乙烯和聚丙烯也可从Clariant的Licocene^TM系列产品获得，例如Licocene^TM PP MA 6452，Licocene^TM PE MS 431或Licocene^TM PE MA 4221，以及Honeywell的AC系列产品(例如A-C^TM 907P)。

聚合物增容剂优选是既具有熔点(根据ASTM D3418确定)又具有Vicat软化点(根据ASTM D1525确定)或者熔点在50℃或更高至300℃或更低，更优选80℃或更高至250℃或更低，进一步优选100℃或更高至200℃或更低，还更优选120℃或更高，例如130℃或更高，但200℃或更低的范围的热塑性材料。这确保了聚合物增容剂在用于加工原料的温度下软化或熔化。这些要求也可以通过选择合适的商业产品满足。

优选地，聚合物增溶剂不是(甲基)丙烯酸类聚合物。顺便提及，在本发明中，术语“(甲基)丙烯酸类聚合物”用于表示具有由丙烯酸或甲基丙烯酸或其酯(也称为(甲基)丙烯酸酯)获得的重复单元的聚合物。这些酯通常是具有C1-C10线性、环状或支化烷基链的那些(其中C1-C10表示酯结构部分中的碳原子总数为1-10)。

聚合物增溶剂B2可以仅由聚合物组成，也可以是两种或更多种聚合物的混合物或合金。

在一个实施方案中，聚合物增容剂由一种或多种具有通过DSC方法测定的20℃或更低，优选0℃或更低的Tg的聚合物形成。该实施方案可以与使用一种或多种也具有20℃或更低，优选20℃或更低的Tg的粘合剂聚合物B1组合。

任选的脱模剂B3

脱模剂B3是任选的，因此可以存在或可以不存在。脱模剂是不同于聚合物粘合剂B1和聚合物增溶剂B2的化合物，其用于改进通过注射成型由模具形成的生坯的脱模性。

在一个实施方案中，脱模剂是蜡或在室温下具有半固体稠度的其他材料，但是其在例如80℃或更低，例如100℃或更低或者120℃或更低的温度下熔化并提供润滑。因此，脱模剂的熔点和/或VICAT软化温度优选低于粘合剂聚合物B1和聚合物增容剂B2两者的熔点和/或VICAT软化温度，或与粘合剂聚合物B1和聚合物增容剂B2两者的熔点和/或VICAT软化温度相同，或比粘合剂聚合物B1和聚合物增容剂B2两者的熔点和/或VICAT软化温度高40℃或更低，优选30℃或更低。因此，这些组分B1和B2通常具有80℃或更高，优选100℃或更高或者120℃或更高的熔点或VICAT软化温度。因此，组分B1、B2和任选组分B3的熔点和/或VICAT软化温度通常彼此不同。

脱模剂的优选实施方案是由羧酸酰胺，亚烷基双酰胺如亚乙基双硬脂酰胺，根据ASTM D-127的熔点为160℃或更低的α-烯烃蜡，优选选自聚乙烯蜡和聚丙烯蜡，醇，优选具有8-30个碳原子的那些，羧酸，优选具有8-30个碳原子的那些如硬脂酸或山萮酸，羧酸酯，优选在源自羧酸的结构部分中具有8-30个碳原子且在源自醇的结构部分中具有1-10个碳原子的那些，聚四氢呋喃，氧化聚乙烯，氧化聚丙烯，聚己内酰胺，聚乙二醇，优选具有10000或更低，更优选5000或更低，例如250或更低的重均分子量，纤维素，和具有5-18个碳原子的内酰胺如月桂内酰胺组成的组中那些。可以使用这些脱模剂中的一种或多种。

在一个实施方案中，脱模剂B3是非聚合物，分子量为3000或更小，优选1000或更小，例如500或更小。该实施方案的优选实例包括脂肪酸、脂肪酸酰胺和亚烷基双酰胺。

其他任选添加剂B4

一种或多种其他任选添加剂B4通常形成粘合剂组合物B的10重量％或更少，但是它们也可以形成粘合剂组合物的5重量％或3重量％。粘合剂组合物也可以不含其他组分B4，则可以由B1和B2组成，或者可以由B1、B2和B3组成。

其他任选添加剂B4的实例包括在MIM原料中常用的除B1、B2和B3以外的无机或有机物质，例如润滑剂，湿润剂，流变改性剂，着色剂如颜料或染料，或分散剂。值得注意的是，任选添加剂B4不是组分B1、B2或B3中任何一个所包含的化合物。

粘合剂组合物的组成组分的相对量

粘合剂组合物包括MIM原料中存在的除可烧结颗粒外的任何组分。本发明MIM原料的粘合剂组合物包含组分B1、B2、任选的B3和任选的B4。

在一个实施方案中，粘合剂组合物由粘合剂聚合物B1和聚合物增容剂B2组成。在另一个实施方案中，粘合剂组合物形成为90重量％或更多，优选95重量％或更多，更优选98重量％或更多(相对于粘合剂组合物的总重量)的粘合剂聚合物B1和聚合物增容剂B2以及脱模剂B3(如果存在)，或由他们组成。然而，粘合剂组合物也可以由粘合剂聚合物B1，聚合物增容剂B2和脱模剂B3组成。

下文提供组分B1、B2、B3和B4的优选量，所有都是以相对于粘合剂组合物总重量的重量％表示：

粘合剂聚合物B1：65或更高，更优选70或更高，例如71或更高，进一步优选73或更高，但95或更低，更优选93或更低；

聚合物增溶剂B2：30或更低，更优选25或更低，进一步优选20或更低，仍进一步优选15或更低，但3或更高，更优选5或更高，进一步优选6或更高或者7或更高。

任选的脱模剂B3：0或更高，更优选1或更高，更优选3或更高，再更优选5或更高，但25或更低，更优选15或更低，进一步优选12或更低。

任选的添加剂B4：5或更低，更优选3或更低，进一步优选2或更低或者1或更低。在一个实施方案中，不存在其他任选添加剂B4。在另一个实施方案中，该其他任选添加剂B4的量为0.1重量％或更高。

原料的组成和性质

本发明原料基本上由可烧结颗粒P和粘合剂组合物B组成。可烧结颗粒通常占原料体积的45-70％，其余部分由粘合剂组合物B形成。当以百分数表示时，可烧结颗粒相对于原料的重量的重量百分数通常是较高的数值，因为可烧结颗粒的密度通常高于粘合剂组合物的密度。

粘合剂组合物形成凝聚连续相，选择其组分以允许可烧结颗粒的合适分散状态并允许通过注射成型技术来加工原料。这尤其意味着在升高的温度下合适的粘度(如通过在190℃和2.16kg的负荷下的熔体流动速率MFR表示，如稍后实施例所述)。如果原料的粘度太高，将难以通过注射成型加工，并且将需要强大的力，甚至会阻塞注射成型设备。然而，如果粘度太低，则可烧结颗粒将由于重力而沉降并积聚在注模的底部，并且还可能难以获得稳定的分散态。

原料的粘度/MFR是原料的总组成的结果，尤其是粘合剂组合物B，因为事实上颗粒通常是在注射成型温度下没有明显粘度的固体，而粘合剂组合物在注射成型温度下软化或者或多或少是粘性熔体。鉴于粘合剂组合物的大部分通常是由粘合剂聚合物B1形成的，如上所述，选择具有合适粘度/MFR的材料作为粘合剂聚合物B1，还可以调节原料的粘度/MFR，例如获得在注塑成型操作中加工良好或优异的原料。原料的粘度/MFR当然也受到粘合剂组合物B的各组分的相对量及其在注射成型温度下的各自的粘度/MFR，以及固体负荷/可烧结颗粒的量影响。

优选选择原料的组成，以使原料的所得MFR(以在190℃和2.16kg的负荷下的克/10分钟表示，在以下实施例中概述的条件下测量)为100或更高，更优选200或更高，进一步优选250或更高，甚至进一步优选300或更高或者350或更高，但1400或更低，更优选1200或更低，进一步优选1000或更低或者900或更低，例如850或更低。原料的MFR因此可以例如在300-900或350-850g/10分钟的范围内。

粘合剂聚合物B1、聚合物增容剂B2和任选的脱模剂B3以及任选的其他添加剂B4的组分可以自由选择和组合，包括优选组分的组合。

在本发明的一方面，聚合物粘合剂B1是聚甲醛均聚物或聚甲醛共聚物，聚合物增溶剂B2是羧酸酐接枝的聚丙烯或羧酸酐接枝的聚丙烯/聚乙烯共聚物，羧酸酐优选是马来酸酐。在该实施方案中，任选的脱模剂B3优选存在并且进一步优选为亚烷基双酰胺如亚乙基双硬脂酰胺。

金属注射成型方法

本发明金属注射成型方法包括以下步骤：

A.将如上所述原料注入模具中；

B.从模具中取出注射成型的生坯；

C.使原料脱脂，从而通过催化、热或化学处理或其组合除去部分或基本上全部的粘合剂组合物，从而获得褐色体；和

D.烧结褐色体。

这些步骤是本领域技术人员已知的，并且当实施本发明方法时，也可以使用当前MIM方法中采用的典型条件和设备。

一旦形成生坯，就对其进行脱脂和烧结步骤。这些步骤去除了粘合剂组合物(脱脂处理)并在烧结过程中至少在其边界处熔合可烧结颗粒P。，它产生与生坯相比尺寸较小的三维物体。

除去全部或基本上全部的粘合剂组合物的步骤称为脱脂。可以以各种方式来实现该脱脂，例如通过溶剂处理(使用适当的溶剂如极性、质子或非质子溶剂，例如乙酸乙酯、丙酮、乙醇、甲醇、异丙醇)、通过用酸如硝酸(作为液体、溶液或气体形式)处理在升高的温度如90℃或更高，或者优选110℃或更高下催化地或热地选择性去除粘合剂组合物。

优选地，进行催化脱脂、溶剂脱脂(粘合剂组合物的溶剂萃取)或热脱脂，更优选热脱脂。

对于溶剂脱脂，任选地可包括少量(例如粘合剂组合物的10重量％或更少，或5％或更少)的聚合物骨架材料，以降低烧结前部件破坏的风险。该骨架聚合物不溶于用于去除粘合剂的溶剂并在烧结之前为部件提供初步支撑。然后在烧结步骤中热去除骨架聚合物。合适的骨架聚合物是本领域公知的，实例包括LDPE、HDPE或热塑性天然橡胶。

在热脱脂步骤中，将生坯放入炉中并通常在惰性气氛或还原性(例如氢)气氛中缓慢加热足够的时间以避免可烧结颗粒和/或粘合剂组合物组分的氧化。惰性或还原性气氛的使用是任选的，可以省略，特别是对于氧化物和陶瓷。相反，对于易于氧化的材料并且为了避免粘合剂组分的快速烧尽，可优选使用惰性气氛或低温。

热脱脂处理需要在足以使粘合剂组合物的聚合物组分解聚和/或蒸发的温度下进行。

在催化脱脂步骤中，将生坯与催化活性物质接触，可能在升高的温度下。例如，这可以是气态酸性环境，例如在约110-140℃(例如115-135℃)的氮气氛中使用硝酸或草酸。如果粘合剂聚合物B1是聚甲醛或聚氧乙烯均聚物或它们的共聚物，则这是特别优选的，因为这样会形成可容易去除的气态甲醛和乙醛。当然，本领域技术人员还可以基于常识来选择其他催化活性物种和反应条件。通常，温度应低于粘合剂组合物的熔点或VICAT软化温度。

脱脂步骤C的整个持续时间通常为2小时或更长，优选4小时或更长。脱脂处理可以在惰性气氛(例如氮气或氦气)，还原性气氛(例如氢气)或含氧气氛(例如空气)中进行，可能还包含活性物种如气态硝酸或草酸。在最简单的方式中，脱脂在空气中进行。然而，一些可烧结颗粒在高温下在含氧气氛中容易氧化，因此对于这种可烧结颗粒P，可优选在惰性气氛或还原气氛中的脱脂步骤。例如，这适用于铁颗粒。相反，氧化物种如氧化铝或二氧化钛或陶瓷可在空气中脱脂。

在脱脂处理之后或与脱脂处理相连续地进行烧结处理。在该步骤中，将脱脂处理后得到的褐色体进行烧结，以与可烧结颗粒的外边界连接，例如通过部分熔化。

烧结处理期间的温度取决于可烧结颗粒的材料，并且需要足够的温度以引起颗粒的部分熔合或聚结，但是需要足够低的温度以避免颗粒的完全熔合或熔化，其会导致3维结构的破坏。通常，在600-1600℃范围内的温度是有用的，优选烧结过程的温度包括最高温度为1100-1500℃。

烧结步骤可以在真空或惰性气氛(例如氮气、氩气或氦气)、还原性气氛(例如氢气)中进行。为了避免可烧结颗粒的氧化，应当避免在烧结气氛中存在氧，特别是在颗粒不是由玻璃或陶瓷制成的情况下。

由于本发明原料的良好流动性和相容性，与使用现有技术MIM原料通过相同方法制备的现有技术制品相比，所获得的烧结制品没有或更少出现偏析和/或缺陷。

实施例

通过以下实施例举例说明本发明。然而，本发明不限于以下实施例，这些实施例仅出于说明性目的而给出，并不旨在以任何方式限制本发明。

实验

原料的熔体流动速率(MFR)在来自

的MI-2中测量，毛细管直径为2092mm，长度为800mm。在190℃，5分钟的预热和21.6kg的负荷下进行测量。MFR值计算为两次单独测量的平均值。样品量为18g。该方法在所有重要方面均符合ISO 1133。

TS条和大型去皮组件在Battenfield 400-130中注射成型。测量、称重并目测模制部件。将模制部件在HNO₃(g，600ml/h)中在120℃下脱脂8小时。在H₂中在1375℃下烧结1.5小时。

将原料(粘合剂组合物+可烧结颗粒)混合，计算可烧结颗粒(金属粉末)的含量相对于原料的体积为53.5体积％。这相当于87.4重量％。所使用的金属粉末是粒度D50＜45微米的不锈钢174PH。将原料在190℃的连续生产螺旋混合器中混合，然后造粒。

实施例1

该实施例说明了粘合剂聚合物B1和聚合物增容剂的不同相对量如何影响MFR，并因此影响其在注射成型方法中使用的能力。

粘合剂聚合物B1是可从Celanese以商品名Hostaform^TM C27021获得的聚甲醛(POM1)，MFR为39g/10分钟，熔点为166℃。

聚合物增容剂B2是马来酸酐接枝的聚丙烯聚合物(MAH PP)，可从DuPont以商品名Fusabond^TM P353获得。熔点为135℃。接枝效率为1.4重量％。

脱模剂B3是乙烯-双硬脂酰胺(EBS)。

粘合剂组合物中各组分的相对量列于表1。实施例1-6的材料的烧结密度列于表2。

表1原料POM Hostaform C27021、MAH PP(Fusabond P353)和脱模剂的可注射成型性和MFR。

评价标准如下，并在以下测试中使用：

+大量偏析和降解

++较多偏析线，表面无光泽

+++少量偏析线，表面无光泽

++++没有偏析线，表面无光泽

+++++没有偏析线，表面光亮

所有实施例和对比例的组合物都可以成功地用于MIM方法中，尽管固体负荷高。如果根据上述优选的和更优选的实施方案调节粘合剂聚合物B1和聚合物增容剂B2的相对量，则可获得更好的模塑性结果。关于MFR，这同样适用。同样明显的是，脱模剂的量对MFR有影响，较高量的脱模剂通常导致MFR增加。

表2.实施例1-6的烧结密度

原料批次	工具因子	烧结密度(g/cm<sup>3</sup>)
			实施例1-6	1.218	760

在此，工具因子TF定义为TF＝LF/LE，其中，LE是工具腔的长度，LF是烧结组件的长度。

实施例2

为了研究粘合剂聚合物B1的变化的影响，使用聚甲醛Hostaform C52021(POM 2)，熔点为166℃，MFR为55g/10分钟，制备进一步的原料。使用相同的聚合物增容剂B2(马来酸酐接枝的PP(MAH PP)，Fusabond P353)和相同的脱模剂B3(EBS)。表3示出了各自的组成。

表3.原料POM 2(Hostaform C52021)、MAH PP(Fusabond P353)和脱模剂EBS的可注射成型性和MFR：

实施例3

制备并测试了组成不同的原料，包括POM 1作为粘合剂聚合物B1和不同类型的马来酸酐接枝的PP和PE(MAH PP/PE)。列于表4。

聚甲醛得自德国Sulzbach的Ticona GmbH，而马来酸酐接枝的PP得自Du Pont、Clariant和Honeywell。POM为88％，MAH PP/PE为8％，脱模剂为7％。使用EBS作为脱模剂。

表4.原料POM 1、不同类型的MAH接枝的化合物和脱模剂的MFR

表3中提供的结果清楚地突出了选择具有合适MFR的聚合物增容剂的重要性，例如导致整个原料的合适MFR。

实施例4

在该实施例中，粘合剂聚合物B1的性质是变化的。变量聚甲醛(POM)HostaformC27021、Celanese的Hostaform C52021和Kolon Plastics Inc.的Kocetal 900的试验。

作为聚合物增溶剂B2，使用得自Du Pont的马来酸酐接枝的PP(MAH PP)FusabondP353。

POM含量为85％，MAH PP为8％，脱模剂EBS为7％。表5总结了组成和模塑性测试的结果：

POM 1和POM 2如上所述。

POM 3是产品Kocetal K900(聚缩醛共聚物，MFR 42g/10分钟，MP 165℃)。

POM 4是产品Kocetal K700(聚缩醛共聚物，MFR 27g/10分钟，MP 166℃)。

POM 5是产品Kocetal K500(聚缩醛共聚物，MFR 14g/10分钟，MP 166℃)。

POM 6是产品Kocetal K300(聚缩醛共聚物，MFR 9g/10分钟，MP 166℃)。

POM 7是产品Kocetal K100(聚缩醛共聚物，MFR 3g/10分钟，MP 165℃)。

表5.原料的MFR，不同POM类型作为粘合剂聚合物B1(88％)，MAH PP(FusabondP353)作为聚合增容剂B2的和EBS作为脱模剂B3：

从上述可得出，具有合适MFR的合适粘合剂B1的选择允许获得最适于具体MIM方法的原料。值得注意的是，原料的所需性质/MFR在一定程度上随用于注射成型步骤的设备(例如喷嘴直径)和工艺条件(例如注射成型温度)而变化。因此，本领域技术人员可以使用本说明书中给出的指导通过常规活动来改变和适当地调整这些参数。

实施例5

为了研究金属粉末的粒度如何影响MFR和注射成型性能，在本实施例中使用EpsonAtmix cooperation的17-4PH粉末。平均粒度(D50)经测量为13μm。

作为粘合剂聚合物B1的是如上所述的POM 1或POM 2。聚合物增溶剂B2，马来酸酐接枝的PP(MAH PP)Fusabond P353和脱模剂EBS。含量为85％POM，8％MAH PP和7％脱模剂，固体负荷是变化的。组成和结果列于表6。

表6：组成和MFR结果。

结果表明，除了粘合剂聚合物B1和聚合物增容剂B2的种类和量外，固体负荷也对MFR有影响。结果进一步表明，在本发明的优选MFR范围内，在各种固体负荷下可以实现优异的模塑性，通过本发明可以实现高固体负荷，特别是对于直径小的颗粒，同时仍然允许获得可良好加工的原料(注意，实施例1-4中的固体负荷为原料的53.5体积％，实施例1-4中的颗粒尺寸为D50＜45微米)。

实施例因此证明，本发明粘合剂组合物允许获得具有不同粒径的颗粒和不同固体负荷的可良好加工的原料，因此是非常通用的。它还表明，本发明原料可以利用不同尺寸的可烧结颗粒，由颗粒尺寸变化引起的任何性质变化都可以通过适当的选择形成粘合剂组合物B的组分及其相对量而补偿至合理的程度。

Claims

1.用于注射成型方法的原料，由可烧结颗粒P和粘合剂组合物B组成：

可烧结颗粒P由金属、金属合金、金属陶瓷、陶瓷材料、玻璃或它们中任何的混合物制成；

粘合剂组合物B包含

粘合剂聚合物B1；

聚合物增溶剂B2，和

任选地，脱模剂B3。

2.根据权利要求1所述的原料，其中粘合剂聚合物B1是一种或多种选自聚甲醛均聚物、聚甲醛共聚物、聚氧乙烯均聚物、聚氧乙烯共聚物、聚乙烯均聚物、聚乙烯共聚物、聚丙烯均聚物和聚丙烯共聚物的聚合物，优选一种或多种选自聚甲醛均聚物、聚甲醛共聚物、聚氧乙烯均聚物和聚氧乙烯共聚物的聚合物。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的原料，其中粘合剂聚合物增容剂是具有或被改性为具有至少一个能够与可烧结颗粒的表面相互作用的官能团的热塑性聚合物。

4.根据权利要求3所述的原料，其中热塑性聚合物的改性通过接枝改性进行。

5.根据权利要求3和4中任一项所述的原料，其中能够与金属颗粒表面相互作用的官能团选自羟基、醚基、氧基、酯基、羧酸基、羧酸酐基、硫醇基、酰胺基、氨基甲酸酯基、脲基和硅烷基。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的原料，其中相对于粘合剂组合物B的总重量，聚合物增溶剂B2的量为5-25重量％。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的原料，其中存在任选的脱模剂，其优选以相对于粘合剂组合物B的总量为1-10重量％的量存在。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的原料，其中脱模剂选自羧酸酰胺，亚烷基双酰胺如亚乙基双硬脂酰胺，根据ASTM D-127的熔点为160℃或更低的α-烯烃蜡，优选选自聚乙烯蜡和聚丙烯蜡，醇，优选具有8-30个碳原子的那些，羧酸，优选具有8-30个碳原子的那些，例如硬脂酸或山萮酸，羧酸酯，优选在源自羧酸的结构部分中具有8-30个碳原子且在源自醇的结构部分中具有1-10个碳原子的那些，聚四氢呋喃，氧化聚乙烯，氧化聚丙烯，聚己内酰胺，聚乙二醇，优选具有10000或更低，优选5000或更低，例如2500或更低的重均分子量，以及具有5-18个碳原子的内酰胺，例如月桂内酰胺。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的原料，其中可烧结颗粒P由金属或金属合金制成，其中可烧结颗粒优选由选自铜、铁、铁基合金和铜基合金，更优选不锈钢的材料制成。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的原料，其中通过激光散射法确定的可烧结颗粒的重均粒径D50为5-50μm、20-50μm或5-20μm。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的原料，其中粘合剂聚合物B1的量为65-95重量％，优选70-95重量％，更优选73-95重量％，聚合物增溶剂B2的量为5-25重量％，脱模剂B3的量为0-20重量％，所有均相对于粘合剂组合物B的总重量，其中优选粘合剂聚合物B1、聚合物增溶剂B2和任选的脱模剂B3的总量占粘合剂组合物B的95-100重量％。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的原料，其包含45-70体积％的量的可烧结颗粒P，其余部分由粘合剂组合物B形成，和/或其具有250-900g/10分钟的熔体流动速率(MFR)。

13.根据权利要求1-12所述的原料，其为细丝形式或丸粒形式。

14.根据权利要求1-13中任一项所限定的原料在金属注射成型方法中的用途。

15.金属注射成型方法，包括以下步骤

A.将权利要求1-13中任一项所限定的原料注入模具中；

B.从模具中取出注射成型的生坯；

C.使原料脱脂，从而通过催化、热或化学处理或它们的组合除去基本上所有的粘合剂组合物，从而获得褐色体，和

D.烧结褐色体。