DE10019447A1 - Bindemittel für anorganische Materialpulver zur Herstellung metallischer und keramischer Formkörper - Google Patents
Bindemittel für anorganische Materialpulver zur Herstellung metallischer und keramischer FormkörperInfo
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Abstract
Das Bindemittel B für anorganische Materialpulver enthält eine Mischung aus DOLLAR A b1 80 bis 99,5 Gew.-% eines Polyoxymethylenhomo- oder Copolymerisats B1 und DOLLAR A b2 0,5 bis 20 Gew.- eines mit B1 nicht mischbaren Polymersystems B2 aus DOLLAR A b21 5 bis 100 Gew.-% Polytetrahydrofuran B21 und DOLLAR A b22 0 bis 95 Gew.-% mindestens eines Polymers B22 aus C¶2-8¶-Olefinen, vinylaromatischen Monomeren, Vinylestern aliphatischer C¶1-8¶-Carbonsäuren, Vinyl-C¶1-8¶-alkylethern oder C¶1-12¶-Alkyl(meth)acrylaten.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Bindemittel für anorganische Materialpulver,
diese Bindemittel enthaltende thermoplastische Massen für die Herstellung
anorganischer Formkörper, Verfahren zu ihrer Herstellung, ihre Verwendung und
Verfahren zur Herstellung von Formkörpern daraus.
Metallische und keramische Formkörper können durch Spritzgießen von
thermoplastischen Massen hergestellt werden, die neben Metall- oder
Metalloxidpulvern ein organisches Bindemittel aufweisen. Es handelt sich um
hochgefüllte organische Polymerformmassen. Nach dem Spritzgießen,
Extrudieren oder Verpressen der thermoplastischen Masse zu einem Grünkörper
wird das organische Bindemittel entfernt, und der erhaltene entbinderte
Grünkörper wird gesintert.
EP-A-0 465 940 betrifft derartige thermoplastische Massen für die Herstellung
metallischer Formkörper, die neben einem sinterbaren pulverförmigen Metall oder
einer pulverförmigen Metalllegierung oder deren Mischungen eine Mischung aus
Polyoxymethylenhomo- oder -copolymerisaten und einem damit nicht mischbaren
Polymerisat als Bindemittel enthalten. Als zusätzliches Polymerisat kommen
Polyolefine, insbesondere Polyethylen und Polypropylen, wie auch Polymerisate
von Methacrylsäureestern wie PMMA in Betracht. Die Entbinderung kann durch
Behandlung in einer gasförmigen säurehaltigen Atmosphäre bei erhöhter
Temperatur erfolgen.
DE-A-40 00 278 betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines anorganischen
Sinterformteils. Dazu wird ein Gemisch aus einem sinterbaren anorganischen
Pulver und Polyoxymethylen als Bindemittel zu einem Grünkörper verformt. Das
Bindemittel wird durch Behandeln des Grünkörpers mit einer gasförmigen,
Bortrifluorid enthaltenden Atmosphäre entfernt. Anschließend wird der so
behandelte Grünkörper versintert. Beispiele für sinterfähige Pulver sind oxidische
Keramikpulver wie Al2O3, ZrO2, Y2O3, wie auch nicht oxidische Keramikpulver
wie SiC, Si3N4.
Die verwendeten Bindemittelsysteme lassen sich jedoch nicht in allen Fällen
völlig rückstandsfrei entfernen.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Bindemittel kann in ihrer nicht immer
zufriedenstellenden Fließfähigkeit liegen, sofern sie zu hoch gefüllten
thermoplastischen Massen verarbeitet wurden. Insbesondere bei komplexen
Spritzgußteilen kann sich hierdurch unter Umständen eine mangelnde Ausfüllung
der Form ergeben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung eines
verbesserten Bindemittels für anorganische Materialpulver, das die Nachteile der
bekannten Bindemittel vermeidet. Insbesondere soll es bei der Restentbinderung
rückstandsfrei entfernbar sein, auch in den Fällen, in denen die bekannten
Bindemittel unzureichend sind. Zudem soll es eine hohe Fließfähigkeit aufweisen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Bindemittel B für
anorganische Materialpulver, enthaltend eine Mischung aus
- 1. b1 80 bis 99,5 Gew.-% eines Polyoxymethylenhomo- oder -copolymerisats B1 und
- 2. b2 0,5 bis 20 Gew.-% eines mit B1 nicht mischbaren Polymersystems B2 aus
- 3. b21 5 bis 100 Gew.-% Polytetrahydrofuran B21 und
- 4. b22 0 bis 95 Gew.-% mindestens eines Polymers B22 aus C2-8- Olefinen, vinylaromatischen Monomeren, Vinylestern aliphatischer C1-8-Carbonsäuren, Vinyl-C1-8-alkylethern oder C1-12- Alkyl(meth)acrylaten.
Es wurde erfindungsgemäß gefunden, daß durch Mitverwendung von
Polytetrahydrofuran in Polyoxymethylenhomo- oder -copolymerisate enthaltenden
Bindemitteln diese eine verbesserte Fließfähigkeit aufweisen und bei der
Entbinderung rückstandsfrei entfernt werden können. So lassen sich insbesondere
komplex geformte Spritzgußkörper problemlos herstellen und entbindern. Der
Aufwand für eine Reinigung der Sinteröfen entfällt.
Die einzelnen Komponenten des Bindemittels B werden im folgenden näher
beschrieben.
Als Komponente B1 werden Polyoxymethylenhomo- oder -copolymerisate in einer
Menge von 80 bis 99,5 Gew.-%, vorzugsweise 85 bis 98 Gew.-%, bezogen auf die
Gesamtmenge des Bindemittels B, eingesetzt.
Die Polyoxymethylenhomo- oder -copolymerisate sind an sich bekannt. Die
Homopolymere werden im allgemeinen durch Polymerisation von Formaldehyd
oder Trioxan hergestellt, vorzugsweise in Gegenwart von geeigneten
Katalysatoren.
Erfindungsgemäß bevorzugte Polyoxymethylencopolymere enthalten neben den
wiederkehrenden Einheiten -OCH2- noch bis zu 50, vorzugsweise 0,1 bis 20 und
insbesondere 0,3 bis 10 mol-% an wiederkehrenden Einheiten der Formel -O-
CR1R2-CR3R4- (R5-)n-, wobei R1 bis R4 unabhängig voneinander
Wasserstoffatome, C1-4-Alkylreste oder Halogensubstituierte C1-4-Alkylreste
bedeuten. R5 bedeutet eine Einheit CH2-, CH2O-, eine durch C1-4-Alkyl oder
Halogen substituierte C1-4-Alkyl-substituierte Methylengruppe oder eine
entsprechende Oxymethylengruppe. n hat einen Wert im Bereich von 0 bis 3.
Vorzugsweise können diese Gruppen durch Ringöffnung von zyklischen Ethern in
die Copolymere eingeführt werden. Bevorzugte zyklische Ether sind in
EP-A-0 465 940 genannt. Beispiele dafür sind Ethylenoxid, 1,2-Propylenoxid,
1,2-Butylenoxid, 1,3-Butylenoxid, 1,3-Dioxan, 1,3-Dioxolan und Dioxepan.
Zudem können lineare Oligo- oder Polyformale wie Polydioxolan oder
Polydioxepan als Comonomere genannt werden. Zudem können
Oxymethylenterpolymerisate eingesetzt werden, die beispielsweise durch
Umsetzung von Trioxan mit einem der vorstehend beschriebenen zyklischen
Ether und mit einer Bisglycidyl-Verbindung erhalten werden können, wie sie in
EP-A-0 465 940 beschrieben sind. Bevorzugte Monomere dieser Art sind
Ethylendiglycid, Diglycidylether und Diether aus Glycidylen und Formaldehyd,
Dioxan oder Trioxan im Molverhältnis 2 : 1 sowie Diether aus 2 Mol
Glycidylverbindung und 1 Mol eines aliphatischen Diols mit 2 bis 8 C-Atomen
wie Diglydylether von Ethylenglycol, 1,4-Butandiol, 1,3-Butandiol, Cyclobutan-
1,3-diol, 1,2-Propandiol und Cyclohexan-1,4-diol.
Verfahren zur Herstellung der Polyoxymethylenhomo- und -copolymerisate sind
dem Fachmann bekannt.
Die bevorzugten Polyoxymethylenhomo- oder -copolymerisate haben
Schmelzpunkte von mindestens 150°C und Molekulargewichte
(Gewichtsmittelwert) im Bereich von 5.000 bis 150.000, vorzugsweise von 7.000
bis 60.000.
Als Komponente B2 werden mit der Komponente B 1 nicht mischbare
Polymersysteme in einer Menge von 0,5 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 2 bis
15 Gew.-%, bezogen auf das Bindemittel B eingesetzt.
Das Polymersystem B2 wiederum ist aus 50 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis
90 Gew.-%, Polytetrahydrofuran als Komponente B21 und 0 bis 95 Gew.-%,
vorzugsweise 10 bis 90 Gew.-%, mindestens eines Polymers B22 aus C2-8-
Olefinen, vinylaromatischen Monomeren, Vinylestern aliphatischer C1-8-
Carbonsäuren, Vinyl-C1-8-Alkylethern oder C1-12-Alkyl(meth)acrylaten aufgebaut.
Die Mengen beziehen sich dabei auf das Polymersystem B2.
Das als Komponente B21 eingesetzte Polytetrahydrofuran ist an sich bekannt und
kann nach bekannten Verfahren erhalten werden.
Vorzugsweise hat das Polytetrahydrofuran einen Schmelzpunkt von mindestens
15°C und ein Molekulargewicht (Gewichtsmittelwert) im Bereich von 500 bis
2500, vorzugsweise von 1000 bis 2000.
Die Komponente B22 ist ausgewählt aus Polymeren von C2-8-Olefinen, bevorzugt
C2-4-Olefinen wie Ethylen und Propylen, vinylaromatischen Monomeren wie
Styrol und α-Methylstyrol, Vinylestern aliphatischer C1-8-Carbonsäuren wie
Vinylacetat und Vinylpropionat, Vinyl-C1-8-Alkylethern wie Vinylmethylether
und Vinylethylether und C1-12-Alkyl(meth)acrylaten wie Methylmethacrylat oder
Ethylmethacrylat. Bevorzugt ist die Komponente B22 mindestens ein Polymer
von Ethylen-, Propylen- oder Ethylmethacrylat.
Die Polymere der Komponente B22 können nach an sich bekannten
Polymerisationsverfahren, vorzugsweise radikalisch, beispielsweise durch
Emulsions-, Perl-, Lösungs- oder Substanzpolymerisation hergestellt werden. Als
Initiator kommen, abhängig von den Monomeren und dem Polymerisationstyp,
Radikal-Initiatoren wie Peroxyverbindungen und Azoverbindungen in Betracht,
wobei die Initiatormengen im allgemeinen im Bereich von 0,001 bis 0,5 Gew.-%,
bezogen auf die Monomeren, liegen. Geeignete Polymerisationsverfahren sind in
EP-A-0 465 940 beschrieben.
Die erfindungsgemäßen Bindemittel B werden in thermoplastischen Massen für
die Herstellung anorganischer Formkörper eingesetzt. Diese Massen enthalten
- 1. a 40 bis 85 Vol.-%, vorzugsweise 45 bis 70 Vol.-%, mindestens eines anorganischen sinterbaren Pulvers A,
- 2. b 15 bis 60 Vol.-%, vorzugsweise 29 bis 54 Vol.-%, mindestens eines Bindemittels B, wie es vorstehend beschrieben ist,
- 3. c 0 bis 7 Vol.-%, vorzugsweise 1 bis 4 Vol.-%, mindestens eines Dispergierhilfsmittels C,
wobei die Summe der Komponenten A, B und C 100 Vol.-% ergibt.
Das anorganische sinterbare Pulver A kann aus allen bekannten geeigneten
anorganischen sinterbaren Pulvern ausgewählt werden. Vorzugsweise ist es
ausgewählt aus Metallpulvern, Metalllegierungspulvern, Metallcarbonylpulvern,
keramischen Pulvern und Gemischen davon.
Als Metalle, die in Pulverform vorliegen können, seien beispielsweise Eisen,
Kobalt, Nickel und Silicium genannt. Legierungen sind beispielsweise
Leichtmetalllegierungen auf der Basis von Aluminium und Titan sowie
Legierungen von Kupfer oder Bronze. Auch Hartmetalle wie Wolframcarbid,
Borcarbid oder Titannitrid kommen in Kombination mit Metallen wie Kobalt und
Nickel in Betracht. Letztere können insbesondere bei der Herstellung von
metallgebundenen Hartschneidewerkzeugen (sogenannten Cermets) eingesetzt
werden. Geeignete anorganische Pulver sind ferner oxidische Keramikpulver, wie
Al2O3, ZrO2, Y2O3, aber auch nicht oxidische Keramikpulver wie SiC, Si3N4.
Geeignete Pulver sind beispielsweise in EP-A-0 465 940, EP-A-0 710 516,
DE-A-39 36 869, DE-A-40 00 278 und EP-A-0 114 746 sowie der darin zitierten
Literatur beschrieben.
Die Korngrößen der Pulver betragen vorzugsweise 0,1 bis 50 µm, besonders
bevorzugt 0,2 bis 8 µm. Die Metallpulver, Metalllegierungspulver,
Metallcarbonylpulver, keramischen Pulver können auch im Gemisch eingesetzt
werden.
Aufgrund der hohen Fließfähigkeit des erfindungsgemäßen Bindemittels ist eine
hohe Beladung des Bindemittels mit dem Pulver A möglich, ohne daß die
Fließfähigkeit zu stark beeinträchtigt wird.
Das als Komponente C gegebenenfalls vorliegende Dispiergierhilfsmittel kann
aus bekannten Dispergierhilfsmitteln ausgewählt sein. Beispiele sind oligomeres
Polyethylenoxid mit einem mittleren Molekulargewicht von 200 bis 600,
Stearinsäure, Stearinsäureamid, Hydroxystearinsäure, Fettalkohole,
Fettalkoholsulfonate und Blockcopolymere von Ethylen- und Propylenoxid, wie
auch besonders bevorzugt Polyisobutylen. Besonders bevorzugt wird
Polyisobutylen in einer Menge von 1 bis 6 Vol%, bezogen auf die
Komponenten A, B und C, eingesetzt.
Zusätzlich können die thermoplastischen Massen auch übliche Zusatzstoffe und
Verarbeitungshilfsmittel, die die rheologischen Eigenschaften der Mischungen bei
der Verformung günstig beeinflussen, enthalten.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen thermoplastischen Massen erfolgt
erfindungsgemäß durch Aufschmelzen der Komponente B und Einmischen der
Komponenten A und gegebenenfalls C. Beispielsweise kann die Komponente B in
einem Zweischneckenextruder bei Temperaturen von vorzugsweise 150 bis
220°C, insbesondere 170 bis 200°C aufgeschmolzen werden. Die Komponente A
wird anschließend bei Temperaturen im gleichen Bereich in der erforderlichen
Menge zu dem Schmelzestrom der Komponente B dosiert. Vorteilhafterweise
enthält die Komponente A auf der Oberfläche das oder die
Dispergierhilfsmittel C.
Eine besonders bevorzugte Vorrichtung zur Dosierung der Komponente A enthält
als wesentliches Element eine in einem heizbaren Metallzylinder befindliche
Förderschnecke, die die Komponente A in die Schmelze der Komponente B
fördert.
Das vorstehend beschriebene Verfahren hat gegenüber der Mischung der
Komponenten bei Raumtemperatur und anschließender Extrusion unter
Temperaturerhöhung den Vorteil, daß eine Zersetzung des als Bindemittel
eingesetzten Polyoxymethylens infolge der bei dieser Variante auftretenden hohen
Scherkräfte weitgehend vermieden wird.
Die erfindungsgemäßen thermoplastischen Massen können zur Herstellung von
Formkörpern aus dem Pulver A verwendet werden. Dabei handelt es sich
insbesondere um metallische oder keramische Formkörper, wobei es sich bei den
metallischen Formkörpern auch um Formkörper aus Metalllegierungen handeln
kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung von
Formkörpern aus den beschriebenen Pulvern A durch
- 1. Verformen einer thermoplastischen Masse, wie sie vorstehend beschrieben ist, durch Spritzgießen, Extrudieren oder Verpressen zu einem Grünkörper,
- 2. Entfernen des Bindemittels durch Behandeln des Grünkörpers bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 180°C für 0,1 bis 24 Stunden mit einer gasförmigen säurehaltigen Atmosphäre,
- 3. nachfolgendes Erhitzen für 0,1 bis 12 Stunden auf eine Temperatur im Bereich von 250 bis 500°C und
- 4. nachfolgend Sintern des so erhaltenen entbinderten Grünkörpers.
Für die Verformung durch Spritzguß können die üblichen Schnecken- und
Kolbenspritzgußmaschinen eingesetzt werden. Die Verformung erfolgt im
allgemeinen bei Temperaturen von 175 bis 200°C und Drücken von 3.000 bis
20.000 kPa in Formen, die eine Temperatur von 60 bis 120°C aufweisen.
Die Extrusion zu Rohren, Stangen und Profilen erfolgt vorzugsweise bei
Temperaturen von 170 bis 200°C.
Zur Entfernung des Bindemittels werden die nach der Verformung erhaltenen
Grünkörper mit einer gasförmigen, säurehaltigen Atmosphäre behandelt.
Entsprechende Verfahren sind beispielsweise in DE-A-39 29 869 und
DE-A-40 00 278 beschrieben. Diese Behandlung erfolgt erfindungsgemäß
vorzugsweise bei Temperaturen im Bereich von 20 bis 180°C über einen Zeitraum
von vorzugsweise 0,1 bis 24 Stunden, vorzugsweise 0,5 bis 12 Stunden.
Geeignete Säuren für die Behandlung in dieser ersten Stufe des
erfindungsgemäßen Verfahrens sind beispielsweise anorganische, bei
Raumtemperatur bereits gasförmige, zumindest aber bei der
Behandlungstemperatur verdampfbare Säuren. Beispiele sind
Halogenwasserstoffsäuren und Salpetersäure. Geeignete organische Säuren sind
solche, die bei Normaldruck eine Siedetemperatur von weniger als 130°C
aufweisen, wie Ameisensäure, Essigsäure oder Trifluoressigsäure und deren
Mischungen.
Weiterhin können als Säure BF3 und dessen Addukte an anorganische Ether
eingesetzt werden. Die erforderliche Behandlungsdauer hängt von der
Behandlungstemperatur und der Konzentration der Säure in der
Behandlungsatmosphäre wie auch von der Größe des Formkörpers ab.
Wird ein Trägergas verwendet, so wird dies im allgemeinen vorher durch die
Säure geleitet und mit dieser beladen. Das so beladene Trägergas wird dann auf
die Behandlungstemperatur gebracht, die zweckmäßigerweise höher als die
Beladungstemperatur ist, um eine Kondensation der Säure zu vermeiden.
Bevorzugt wird die Säure über eine Dosiereinrichtung dem Trägergas zugemischt
und die Mischung soweit erwärmt, daß die Säure nicht mehr kondensieren kann.
Die Säurebehandlung wird vorzugsweise solange durchgeführt, bis der
Polyoxymethylenanteil des Bindemittels zumindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise
mindestens 90 Gew.-% entfernt ist. Dies läßt sich beispielsweise anhand der
Gewichtsabnahme überprüfen. Anschließend wird das so erhaltene Produkt
vorzugsweise für 0,1 bis 12, besonders bevorzugt 0,3 bis 6 Stunden auf eine
Temperatur von vorzugsweise 250 bis 700°C, besonders bevorzugt 250 bis
600°C erhitzt, um den vorhandenen Rest des Bindemittels vollständig zu
entfernen.
Das so vom Bindemittel befreite Produkt kann in üblicher Weise durch Sintern in
den gewünschten Formkörper, insbesondere metallischen oder keramischen
Formkörper überführt werden.
Die erfindungsgemäßen thermoplastischen Massen weisen neben der
rückstandsfreien Entbinderung, der hohen Fließfähigkeit und hohen Beladbarkeit
mit den Pulvern A zudem den Vorteil auf, daß die daraus hergestellten
Grünkörper bzw. metallischen oder keramischen Formkörper auch bei großen
Wandstärken frei von Rissen und Poren sind. Zudem liegt ein Vorteil darin, daß
die Entfernung des Bindemittels in zwei Stufen erfolgen kann. Zunächst wird das
Polyoxymethylen bei relativ niedrigen Temperaturen durch hydrolytischen Abbau
entfernt, wobei der größte Teil des Polymersystems B2 verbleibt. Die danach
erhaltenen Produkte (Weißkörper) sind relativ stabil und können problemlos
gehandhabt oder transportiert werden. Die Entfernung des Restes des
Polymersystems B2 kann dann bei erhöhten Temperaturen erfolgen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.
In den nachfolgenden Beispielen wurden unterschiedliche Polyoxymethylen
enthaltende Bindemittel eingesetzt. Die Masse 1B wies die folgende
Zusammensetzung auf:
56,5 Vol% einer Mischung aus 92 Gew.-% Carboxyleisen und 8 Gew.-% Carboxylnickel
37,3 Vol.-% Polyoximethylen
6,2 Vol.-% Polyolefin
56,5 Vol% einer Mischung aus 92 Gew.-% Carboxyleisen und 8 Gew.-% Carboxylnickel
37,3 Vol.-% Polyoximethylen
6,2 Vol.-% Polyolefin
Die zweite Masse 2B wies die folgende Zusammensetzung auf:
64,8 Vol.-% eines vorlegierten Pulvers der Legierung 316L
32,5 Vol-% Polyoximethylen
2,7 Vol.-% Polyolefin
64,8 Vol.-% eines vorlegierten Pulvers der Legierung 316L
32,5 Vol-% Polyoximethylen
2,7 Vol.-% Polyolefin
Zudem wurde folgende Masse 3B untersucht, die zur Herstellung von Keramiken
dient:
81,6 Gew.-% Zirkonoxid
14,2 Gew.-% Polyoximethylen
1,7 Gew.-% Dispergator
2,5 Gew.-% Polybutandiolformal
81,6 Gew.-% Zirkonoxid
14,2 Gew.-% Polyoximethylen
1,7 Gew.-% Dispergator
2,5 Gew.-% Polybutandiolformal
In diesen Basismaterialien nach dem Stand der Technik wurden in den folgenden
Versuchen unterschiedliche Mengen der neben Polyoxymethylen vorliegenden
Polymersysteme durch Polytetrahydrofuran ersetzt. In den nachfolgenden
Tabellen ist angegeben, welcher Gewichtsanteil (in Gew.-%) der Menge des
neben Polyoxymethylen vorliegenden Polymersystems durch Polytetrahydrofuran
(PTHF) ersetzt wurde. Sodann wurde die Fließfähigkeit bestimmt. Als Maß für
die Fließfähigkeit wurde der sogenannte Schmelzindex (MFI) herangezogen. Der
Schmelzindex wurde bei 190°C mit einer Belastung von 21,9 kg bzw. 10 kg in Nr. V9
und 10 bestimmt.
Die unterschiedlichen Zusammensetzungen sind in der nachstehenden Tabelle
aufgeführt.
Die Ergebnisse aus Tabelle 1 zeigen, daß die Fließfähigkeit um ein Mehrfaches
steigt, wenn die gleiche oder eine ähnlich große Menge des neben
Polyoxymethylen vorliegenden Polymersystems durch PTHF ersetzt wird.
Um einen möglichst praxisnahen Vergleich der Fließfähigkeit und damit der
Verarbeitbarkeit der erfindungsgemäßen thermoplastischen Massen zu
ermöglichen, wurde ein Teil der vorstehenden Massen mit einer sogenannten
Fließspirale getestet. Dabei handelt es sich um ein Werkzeug mit einem
spiralförmigen Fließweg. Dieses Spritzgußwerkzeug wurde auf einer
handelsüblichen Spritzgußmaschine (Engel cc 90) unter Standardbedingungen
abgespritzt. Dabei wurden die Spritzbedingungen wie Zylinder- und
Düsentemperatur, Plastifizierzeit, Einspritzgeschwindigkeit und
Werkzeugtemperatur unverändert gehalten, um den unter identischen
Bedingungen zurückgelegten Weg des Materials bestimmen zu können. Dieser
zurückgelegte Weg (in cm) ist somit ein praxisnaher Test für die Fließfähigkeit
des Materials unter Produktionsbedingungen. Die Ergebnisse sind in der
nachstehenden Tabelle 2 zusammengefaßt.
Mit den erfindungsgemäßen thermoplastischen Massen konnte auch unter
produktionsähnlichen Bedingungen eine deutliche Verbesserung der
Fließfähigkeit erreicht werden. Mit den thermoplastischen Massen, die PTHF
enthielten, war zudem ein besseres Ausformen der Fließspirale festzustellen.
Hervorgerufen durch die polymeren Bestandteile der Massen 1B und 2B, die
während der katalytischen Entbinderung nicht angegriffen werden, kann es beim
Aufheizen der spritzgegossenen und entbinderten Teile in Sinterofen mitunter zu
erheblichen Verschmutzungen im Sinterofen kommen.
Verantwortlich dafür sind wahrscheinlich die nicht katalytisch entbinderbaren
Komponenten der Massen 1B und 2B. Eine solche Verschmutzung trat zum
Beispiel mitunter in den Abgasventilen des Ofens auf.
Durch die Verwendung von PTHF als Polymer neben POM konnten solche
Verschmutzungen weitestgehend vermieden werden.
Claims (10)
1. Bindemittel B für anorganische Materialpulver, enthaltend eine Mischung
aus
- 1. b1 80 bis 99,5 Gew.-% eines Polyoxymethylenhomo- oder -copolymerisats B1 und
- 2. b2 0,5 bis 20 Gew.-% eines mit B1 nicht mischbaren Polymersystems B2 aus
- 3. b21 5 bis 100 Gew.-% Polytetrahydrofuran B21 und
- 4. b22 0 bis 95 Gew.-% mindestens eines Polymers B22 aus C2-8- Olefinen, vinylaromatischen Monomeren, Vinylestern aliphatischer C1-8-Carbonsäuren, Vinyl-C1-8-alkylethern oder C1-12- Alkyl(meth)acrylaten.
2. Bindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung
85 bis 98 Gew.-% der Komponente B1 und 2 bis 15 Gew.-% der
Komponente B2 enthält.
3. Bindemittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Komponente B2 aus 10 bis 90 Gew.-% der Komponente B21 und 10 bis
90 Gew.-% der Komponente B22 aufgebaut ist.
4. Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Komponente B22 mindestens ein Polymer von Ethylen, Propylen
oder Methyl(meth)acrylat ist.
5. Thermoplastische Masse für die Herstellung anorganischer Formkörper,
enthaltend,
- 1. a 40 bis 85 Vol.-% mindestens eines anorganischen sinterbaren Pulvers A,
- 2. b 15 bis 60 Vol.-% mindestens eines Bindemittels B gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4,
- 3. c 0 bis 5 Vol.-% mindestens eines Dispergierhilfsmittels C,
6. Thermoplastische Masse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das Pulver A ausgewählt ist aus Metallpulvern, Metalllegierungspulvern,
Metallcarbonylpulvern, keramischen Pulvern und Gemischen davon.
7. Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Massen nach Anspruch 5
oder 6 durch Aufschmelzen der Komponente B und Einmischen der
Komponenten A und gegebenenfalls C.
8. Verwendung von thermoplastischen Massen nach Anspruch 5 oder 6 zur
Herstellung von Formkörpern aus dem Pulver A.
9. Verwendung nach Anspruch 8 zur Herstellung von metallischen oder
keramischen Formkörpern.
10. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Pulvern A durch
- 1. Verformen einer thermoplastischen Masse gemäß Anspruch 5 oder 6 durch Spritzgießen, Extrudieren oder Verpressen zu einem Grünkörper,
- 2. Entfernen des Bindemittels durch Behandeln des Grünkörpers bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 180°C für 0,1 bis 24 Stunden mit einer gasförmigen säurehaltigen Atmosphäre,
- 3. Nachfolgendes Erhitzen für 0,1 bis 12 Stunden auf eine Temperatur im Bereich von 250 bis 500°C und
- 4. nachfolgend Sintern des so erhaltenen entbinderten Grünkörpers.
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