粘结剂在陶瓷、金属成型复杂几何形状中具有重要的作用，尤其在陶瓷注射成型中作用更加显著，直接影响着陶瓷粉体的流变性、成型性、脱脂过程、产品尺寸精度等。粘结剂的主要作用是作为载体，粘结粉体并与之充分混合分散，加热后能产生很好的流动性。下面小编简要介绍粉体粘结剂及应用。

一、粘结剂特性

1、流动特性

粘结剂的主要特性之一是与粉体混合并赋与其流动性。流动性的好坏与粘结剂的分子量大小和分布有关。

通常情况下，低分子量的粘结剂粘度较低，流动性好；高分子量粘结剂粘度较高，流动性较差。

粘结剂在陶瓷注射成型中具有重要应用

2、粘结剂与粉体的作用关系

粘结剂能够很好地润湿粉体，并对粉体有效好的粘附作用，同时产生较好的流动特性。通常为了改善粘结剂的润湿性能，要加入一些表面活性物质，如钛酸盐、硬脂酸盐、磷酸盐、硅烷等，它们在粉体与粘结剂之间产生中间界面桥梁，减少混合物的粘度，增加其流动性。同时，粘结剂通过润湿颗粒以产生毛细管力吸附颗粒，保持坯体不变形。为了保证坯料的稳定性，粘结剂与粉体不发生化学反应，即粉体相对于粘结剂是惰性的。

3、粘结剂是由多组份有机物组成

单一有机粘结剂很难满足流动性要求，且多组份中的某一组份被脱脂移出后，形成开口气孔，有利于剩余的粘结剂的排除。实践证明，多组份比单一组成粘结剂的脱脂速度要快得多缺陷少得多。另外，多组份粘结剂的有机聚合物之间是相容的。

陶瓷注射成型工艺流程图

以陶瓷注射成型为例，多组份有机合物组成的粘结剂对脱脂更为有利。

陶瓷注射成型粘结剂种类

4、粘结剂具有较高的导热性和较低的热膨胀系数

较高的导热性能可以避免因热应力而产生缺陷；而较低的热膨系数可以减少坯体所受热冲击，减少缺陷。

此外，粘结剂还必须具有无毒害，不污染环境，不挥发，不吸潮，循环加热性能不变化等。

二、粘结剂的种类

目前，粘结剂根据主要组元和性质可分为：热固性系统，热塑性系统，水溶性系统。几种典型的粘结剂组成见下表：

几种典型的粘结剂组成

1、热固性系统粘结剂

热固性系统就是在粘结剂系统里引入了热固性聚合物，加热形成交叉状构造， 冷却后变成永久干脆。

热固性系统粘结剂优点是：脱脂过程中能够减少成型坯体的变形以及提供反应烧结所需的大量的碳。

缺点是：流动性和成型性差，混料困难，脱脂时间长。

如美国福特公司反应烧结SiC陶瓷注射成型配方摩尔比为：SiC粉体为47%， 酚糖醛—酚甲醛共聚物为47%，石墨为5%，硬脂酸锌1%。

2、热塑性系统粘结剂

热塑性系统是在粘结剂系统里引入了热塑性聚合物，加热时热塑性聚合物在链长方向上以单一基团重复排列而不交叉。其粘度可根据聚合物分子量的大小， 分布以及成型温度来调节。

此类聚合物很多常见有：石蜡、聚乙烯、 聚丙烯、无规聚丙烯、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。

热塑性系统粘结剂优点是：流动性较好，并能选择其分子量的大小及分布来调节其脱脂阶段的热降解性，成为目前的主流品种，得到广泛应用。

3、水溶性系统粘结剂

水溶性粘结体系是从固态聚合物溶液体系中发展起来的粘结剂，主要由低分子量的固态结晶化学物质构成，再加入少量聚合物。结晶化学物质受热时熔化， 并将聚合物溶解，在其重结晶温度下溶液变成固态。通过调整聚合物的含量，可以自由调整的粘度和强度。此类粘结剂有甲基纤维粘结剂，琼脂基粘结剂。

水溶性粘结体系粘结剂优点是：可以用溶剂（包括水）选择性溶解化学物质。

缺点是在溶剂中溶解时易产生溶胀现象，造成坯体开裂，因此，目前没有广泛推广。

三、粘结剂应用

1、在陶瓷注射成型中的应用

粘结剂是陶瓷注射成型技术的核心，增加陶瓷粉体流动性，成型后脱模，具有中的作用。目前比较先进的粘结剂是聚醛树脂和水溶性粘结剂。德国巴斯夫公司和荷兰ECN公司各自独立开发出一种由蜡和聚醛聚合物组成的新型粘结剂。

陶瓷注射成型机

2、在金属注射成形中的应用

粘结剂在金属注射成型中主要功能是增强流动与成型，有利于金属坯体保持的复杂几何形状，增强金属粉体流动性，降低注射压力，减少磨损，延长模具及设备的使用寿命。

粘结剂在金属注射成形中的应用

参考文献：1、谢志鹏，陶瓷注射成型的研究。

2、杨现锋，陶瓷注射成型脱脂工艺基础研究。

作者：李波涛