一种结构陶瓷的水基注射成型工艺
专利汇可以提供一种结构陶瓷的水基注射成型工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 结构陶瓷 的 水 基注射成型工艺，克服了 现有技术 有机物含量高，需要用水进行萃取脱除，生产周期长，产品合格率低，以及导致污染环境的问题，特征是将一定比例的纯水、陶瓷粉体、分散剂、触变剂以及成型剂加入 真空 混炼机中进行混炼，得到成分均匀且不含气泡的陶瓷水基膏料，将陶瓷水基膏料通过注射成型机注入模具中,升温 固化 成型,得到陶瓷坯注射件，然后将陶瓷坯注射件脱模、干燥、 烧结 ，有益效果是利用成型剂中的 单体 和交联剂在催化剂和引发剂的作用下发生凝胶化学反应交联固化为陶瓷坯体提供强度，同时利用触变剂改善陶瓷水基膏料的塑性利于注射成型，有机物少，不需要 脱脂 过程，缩短了生产周期，可以实现结构陶瓷的绿色环保制备。，下面是一种结构陶瓷的水基注射成型工艺专利的具体信息内容。
1.一种结构陶瓷的水基注射成型工艺，其特征在于，包括如下步骤:
步骤1，陶瓷水基膏料配备：
按照如下重量百分比进行陶瓷水基膏料配备：
纯水10 15%，
~
陶瓷粉体85 90%，
~
以下原料为基于陶瓷粉体重量百分比外加：
分散剂0.1 0.5%，
~
触变剂0.05 0.5%，
~
成型剂1 2%，
~
所述陶瓷粉体为95氧化铝或3Y氧化锆，
所述分散剂为聚甲基丙烯酸铵；
所述触变剂为水性聚酰胺蜡；
所述成型剂含有单体丙烯酰胺、交联剂亚甲基双丙烯酰胺、引发剂过硫酸铵、催化剂四甲基乙二胺和阻聚剂叔丁基邻苯二酚；
步骤2，真空控温炼泥：
将上述物料投入真空炼泥机进行混炼，混炼温度设定5～20℃，混炼时间为1～3小时，真空度设定为-0.01MPa(真空表示数)，得到成分均匀且不含气泡的陶瓷水基膏料；
步骤3，注射成型
将所述陶瓷水基膏料通过注射成型机注射进模具中升温固化成型,注射压力为3～
12MPa，模具温度控制在60℃ 90℃之间，保压5～10分钟，使陶瓷水基膏料发生凝胶固化反~
应，得到陶瓷坯注射件；
步骤4，脱模：
待凝胶固化反应完成后即可进行泄压脱模；
步骤5，干燥：
将得到的陶瓷坯注射件在烘箱中进行干燥脱水，120℃干燥2小时；
步骤6，烧结：
将干燥好的陶瓷坯注射件在烧结炉中烧结，烧结温度为1520℃～1650℃。
2.根据权利要求1所述的一种结构陶瓷的水基注射成型工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，95氧化铝陶瓷水基膏料配备：
按照如下重量百分比进行95氧化铝陶瓷水基膏料配备：
纯水10%，
95氧化铝配方粉90%，
以下原料为基于95氧化铝粉体重量百分比外加：
聚甲基丙烯酸铵0.2%，
水性聚酰胺蜡0.1%，
丙烯酰胺:1.5%，
亚甲基双丙烯酰胺:0.15%，
10%过硫酸铵水溶液:0.001%，
四甲基乙二胺:0.001%，
叔丁基邻苯二酚0.001%，
步骤2，真空控温炼泥：
将上述物料投入真空炼泥机进行混炼，混炼温度设定为5℃，混炼时间为1小时，真空度设定为-0.01MPa,得到成分均匀且不含气泡的95氧化铝陶瓷水基膏料；
步骤3，注射成型：
将氧化铝陶瓷水基膏料注射进模具中，注射压力为12MPa，模具温度为60℃，保压5分钟，使陶瓷水基膏料发生凝胶固化反应；得到95氧化铝陶瓷坯注射件；
步骤4，脱模：
待凝胶固化反应完成后即可进行泄压脱模；
步骤5，干燥：
将得到的陶瓷坯注射件在烘箱中120℃干燥2小时；
步骤6，烧结：
然后在1650℃烧结得到致密氧化铝陶瓷，密度为3.85g/cm3。
3.根据权利要求1所述的一种结构陶瓷的水基注射成型工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，3Y氧化锆陶瓷水基膏料制备：
按照如下重量百分比进行3Y氧化锆陶瓷水基膏料配备：
纯水10%，
3Y氧化锆粉90%，
以下原料为基于3Y氧化锆粉体质量外加：
聚甲基丙烯酸铵0.4%，
水性聚酰胺蜡0.2%，
丙烯酰胺:2.0%，
亚甲基双丙烯酰胺:0.2%，
10%过硫酸铵水溶液:0.001%，
四甲基乙二胺:0.001%，
叔丁基邻苯二酚0.001%，
步骤2，真空控温炼泥：
将上述物料投入真空炼泥机进行混炼，混炼温度设定为20℃，混炼时间为3小时，真空度设定为-0.01MPa，得到成分均匀且不含气泡的3Y氧化锆陶瓷水基膏料；
步骤3，注射成型：
然后将3Y氧化锆陶瓷水基膏料注射进模具中，注射压力为3MPa，模具温度为90℃，保压
10分钟，使陶瓷水基膏料发生凝胶固化反应，得到3Y氧化锆陶瓷坯注射件；
步骤4，脱模：
待凝胶固化反应完成后即可进行泄压脱模；
步骤5，干燥：
将得到的陶瓷坯注射件在烘箱中120℃干燥2小时；
步骤6，烧结：
然后在1520℃烧结得到致密氧化锆陶瓷，密度为6.05g/cm3。
一种结构陶瓷的水基注射成型工艺
技术领域
背景技术
但是干法成型存在对大型及复杂形状坯体生产困难、模具磨损大、加工复杂和成本高的缺点。
发明内容
按照如下重量百分比进行陶瓷膏料配备：
纯水10 15%，
~
陶瓷粉体85 90%，
~
以下原料为基于陶瓷粉体重量百分比外加：
分散剂0.1 0.5%，
~
触变剂0.05 0.5%，
~
成型剂1 2%，
~
所述陶瓷粉体为95氧化铝或3Y氧化锆，
所述分散剂为聚甲基丙烯酸铵；
所述触变剂为水性聚酰胺蜡；
所述成型剂含有单体丙烯酰胺、交联剂亚甲基双丙烯酰胺、引发剂过硫酸铵、催化剂四甲基乙二胺和阻聚剂叔丁基邻苯二酚；
步骤2，真空控温炼泥：
将上述物料投入真空炼泥机进行混炼，混炼温度设定5～20℃，混炼时间为1～3小时，真空度设定为-0.01MPa(真空表示数)，得到成分均匀且不含气泡的陶瓷水基膏料；
步骤3，注射成型
将所述陶瓷水基膏料通过注射成型机注射进模具中升温固化成型,注射压力为3～
12MPa，模具温度控制在60℃ 90℃之间，保压5～10分钟，使陶瓷水基膏料发生凝胶固化反~
应，得到陶瓷坯注射件；
步骤4，脱模：
待凝胶固化反应完成后即可进行泄压脱模；
步骤5，干燥：
将得到的陶瓷坯注射件在烘箱中进行干燥脱水，120℃干燥2小时；
步骤6，烧结：
将干燥好的陶瓷坯注射件在烧结炉中烧结，烧结温度为1520℃～1650℃。
按照如下重量百分比进行95氧化铝陶瓷水基膏料配备：
纯水10%，
95氧化铝配方粉90%，
以下原料为基于95氧化铝粉体重量百分比外加：
聚甲基丙烯酸铵0.2%，
水性聚酰胺蜡0.1%，
丙烯酰胺:1.5%，
亚甲基双丙烯酰胺:0.15%，
10%过硫酸铵水溶液:0.001%，
四甲基乙二胺:0.001%，
叔丁基邻苯二酚0.001%，
步骤2，真空控温炼泥：
将上述物料投入真空炼泥机进行混炼，混炼温度设定为5℃，混炼时间为1小时，真空度设定为-0.01MPa,得到成分均匀且不含气泡的95氧化铝陶瓷水基膏料；
步骤3，注射成型：
将氧化铝陶瓷水基膏料注射进模具中，注射压力为12MPa，模具温度为60℃，保压5分钟，使陶瓷水基膏料发生凝胶固化反应；得到95氧化铝陶瓷坯注射件；
步骤4，脱模：
待凝胶固化反应完成后即可进行泄压脱模；
步骤5，干燥：
将得到的陶瓷坯注射件在烘箱中120℃干燥2小时；
步骤6，烧结：
3
然后在1650℃烧结得到致密95氧化铝陶瓷，密度为3.85g/cm。
按照如下重量百分比进行3Y氧化锆陶瓷水基膏料配备：
纯水10%，
3Y氧化锆粉90%，
以下原料为基于3Y氧化锆粉体质量外加：
聚甲基丙烯酸铵0.4%，
水性聚酰胺蜡0.2%，
丙烯酰胺:2.0%，
亚甲基双丙烯酰胺:0.2%，
10%过硫酸铵水溶液:0.001%，
四甲基乙二胺:0.001%，
叔丁基邻苯二酚0.001%，
步骤2，真空控温炼泥：
将上述物料投入真空炼泥机进行混炼，混炼温度设定为20℃，混炼时间为3小时，真空度设定为-0.01MPa，得到成分均匀且不含气泡的3Y氧化锆陶瓷水基膏料；
步骤3，注射成型：
然后将3Y氧化锆陶瓷水基膏料注射进模具中，注射压力为3MPa，模具温度为90℃，保压
10分钟，使陶瓷水基膏料发生凝胶固化反应，得到3Y氧化锆陶瓷坯注射件；
步骤4，脱模：
待凝胶固化反应完成后即可进行泄压脱模；
步骤5，干燥：
将得到的陶瓷坯注射件在烘箱中120℃干燥2小时；
步骤6，烧结：
然后在1520℃烧结得到致密氧化锆陶瓷，密度为6.05g/cm3。
（2）本发明采用的阻聚剂叔丁基邻苯二酚是一种温敏性的阻聚剂，在低于60℃时可以有效地阻止单体丙烯酰胺和交联剂亚甲基双丙烯酰胺发生自由基聚合反应，陶瓷水基膏料没有发生凝胶化学反应固化的风险；而在高于60℃时阻聚剂叔丁基邻苯二酚失效，单体丙烯酰胺和交联剂亚甲基双丙烯酰胺在引发剂过硫酸铵和催化剂四甲基乙二胺的作用下通过自由基聚合反应形成三维网状凝胶固化；同时由于将反应温度设定为60～90℃，可以有效防止水在100℃变成水蒸气挥发所产生的气孔缺陷；
（3）本发明制备的致密95氧化铝陶瓷，密度可达3.85g/cm3，本发明制备的致密3Y氧化锆陶瓷，密度可达6.05g/cm3，本发明制备的致密95氧化铝陶瓷和致密3Y氧化锆陶瓷可广泛应用于航天、化工、能源和环保等工业领域。
具体实施方式
步骤1：陶瓷水基膏料配备
按照如下重量百分比进行陶瓷水基膏料配备：
纯水10 15%，
~
陶瓷粉体85 90%，
~
以下原料为基于陶瓷粉体重量百分比外加：
分散剂0.1 0.5%，
~
触变剂0.05 0.5%，
~
成型剂1 2%，
~
所述陶瓷粉体为95氧化铝或3Y氧化锆，
所述分散剂为聚甲基丙烯酸铵，该分散剂可以改善陶瓷粉体的分散性和提高陶瓷膏料的固含量；
所述触变剂为水性聚酰胺蜡，该触变剂的作用是有效改善水基陶瓷膏料的塑性，在高固含量条件下利于注射；
所述成型剂含有单体丙烯酰胺、交联剂亚甲基双丙烯酰胺、引发剂过硫酸铵、催化剂四甲基乙二胺和阻聚剂叔丁基邻苯二酚；
步骤2，真空控温炼泥
将上述物料投入真空炼泥机进行混炼，混炼温度设定5～20℃，混炼时间为1～3小时，真空度设定为-0.01MPa(真空表示数)，得到成分均匀且不含气泡的陶瓷水基膏料；
步骤3，注射成型
然后将所述陶瓷水基膏料通过注射成型机注射进模具中升温固化成型,注射压力为3～12MPa，模具温度控制在60℃ 90℃之间，保压5～10分钟，使陶瓷水基膏料发生凝胶固化~
反应，得到陶瓷坯注射件；
在本步骤中，由于阻聚剂叔丁基邻苯二酚在高于60℃即失效,陶瓷水基膏料中成型剂中的单体丙烯酰胺、交联剂亚甲基双丙烯酰胺、引发剂过硫酸铵和催化剂四甲基乙二胺通过自由基聚合反应形成三维网状凝胶固化,同时由于该反应为放热反应,为防止水在100℃变成水蒸气挥发产生气孔缺陷，所以反应温度应低于90℃；
步骤4，脱模：
待凝胶固化反应完成后即可进行泄压脱模；
步骤5，干燥：
将得到的陶瓷坯注射件在烘箱中进行干燥脱水，120℃干燥2小时；
步骤6，烧结：
然后将干燥好的陶瓷坯注射件在烧结炉中烧结，烧结温度为1520℃～1650℃。
步骤1，95氧化铝陶瓷膏料配备：
按照如下重量百分比进行95氧化铝陶瓷膏料配备：
纯水10%，
95氧化铝配方粉90%，
以下原料为基于95氧化铝粉体重量百分比外加：
聚甲基丙烯酸铵0.2%，
水性聚酰胺蜡0.1%，
丙烯酰胺:1.5%，
亚甲基双丙烯酰胺:0.15%，
10%过硫酸铵水溶液:0.001%，
四甲基乙二胺:0.001%，
叔丁基邻苯二酚0.001%，
步骤2，真空控温炼泥：
将上述物料投入真空炼泥机进行混炼，混炼温度设定为5℃，混炼时间为1小时，真空度设定为-0.01MPa,得到成分均匀且不含气泡的95氧化铝陶瓷水基膏料；
步骤3，注射成型：
然后将氧化铝陶瓷水基膏料注射进模具中，注射压力为12MPa，模具温度为60℃，保压5分钟，使陶瓷水基膏料发生凝胶固化反应；得到95氧化铝陶瓷坯注射件；
步骤4，脱模：
待凝胶固化反应完成后即可进行泄压脱模。；
步骤5，干燥
将得到的陶瓷坯注射件在烘箱中120℃干燥2小时；
步骤6，烧结：
然后在1650℃烧结得到致密氧化铝陶瓷，密度为3.85g/cm3。
步骤1，3Y氧化锆陶瓷水基膏料制备：
按照如下重量百分比进行3Y氧化锆陶瓷水基膏料配备：
纯水10%，
3Y氧化锆粉90%，
以下原料为基于3Y氧化锆粉体质量外加：
聚甲基丙烯酸铵0.4%，
水性聚酰胺蜡0.2%，
丙烯酰胺:2.0%，
亚甲基双丙烯酰胺:0.2%，
10%过硫酸铵水溶液:0.001%，
四甲基乙二胺:0.001%，
叔丁基邻苯二酚0.001%，
步骤2，真空控温炼泥：
将上述物料投入真空炼泥机进行混炼，混炼温度设定为20℃，混炼时间为3小时，真空度设定为-0.01MPa，得到成分均匀且不含气泡的3Y氧化锆陶瓷水基膏料；
步骤3，注射成型：
然后将3Y氧化锆陶瓷水基膏料注射进模具中，注射压力为3MPa，模具温度为90℃，保压
10分钟，使陶瓷水基膏料发生凝胶固化反应，得到3Y氧化锆陶瓷坯注射件；
步骤4，脱模：
待凝胶固化反应完成后即可进行泄压脱模。；
步骤5，干燥：
将得到的陶瓷坯注射件在烘箱中120℃干燥2小时；
步骤6，烧结：
然后在1520℃烧结得到致密氧化锆陶瓷，密度为6.05g/cm3。
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