用于坯体的冷等静压的成膜组合物及其制备方法和用途与流程
- 国知局
- 2024-09-11 14:15:03
本发明涉及一种用于坯体冷等静压的成膜组合物,尤其用于陶瓷坯体、粉末冶金坯体、永磁体坯体或高强度石墨材料坯体的冷等静压的成膜组合物,属于材料成型领域。
背景技术:
1、冷等静压技术(cold isostatic pressing,简称cip)是在常温下,通常用橡胶或塑料作包套模具材料,以液体(通常为煤油)为压力介质用于陶瓷、粉末冶金、高强石墨材料等的粉体材料成型而形成坯体。用于增加坯体密度,以制备高性能、高密度的陶瓷材料、金属(或合金)以及高强度石墨材料。通常使用压力为40mpa-630mpa,温度为室温。
2、现有技术对于陶瓷坯体的冷等静压处理时,为防止液压介质进入陶瓷等物件,必须用塑料膜、塑料套、塑料袋或橡胶膜将陶瓷坯体包覆封装。之后才能将其投入到液压介质(例如煤油)中加压处理。等静压完成之后再将这些包覆材料去除,从而获得致密的陶瓷坯体。此过程不仅消耗大量橡胶或塑料薄膜,同时沾有油污的橡胶或塑料后期处理成本极高,对环境造成污染。
3、cn111150729a公开了成膜组合物,但是,它是用于药物、食品和保健品的成膜体系。
4、cn115196978a公开了在等静压处理之前涂覆粘结剂涂层的技术方案,但是没有公开替代塑料薄膜的技术。
5、cn107216155a和cn114874012a公开了陶瓷粉末与作为粘结剂的低分子量聚乙烯醇和低分子量酚醛树脂2123(数均分子量1500)进行混合而完成粉末微粒的包覆,以便提高坯体的初始强度和形状。
6、cn115837461a公开了一种低氧含量钢结硬质合金的制备方法,该方法包括将高分子化合物(例如酚醛树脂、醇酸树脂)溶液m1与钢结硬质合金复合粉末混合均匀和干燥,得到高分子化合物薄膜包覆的钢结硬质合金复合粉末,然后将复合粉末进行冷压或冷等静压处理,获得钢结硬质合金冷压生坯;所述钢结硬质合金冷压生坯进行烧结处理,获得钢结硬质合金真空烧结或低压烧结坯锭。
7、cn111739729a公开了一种烧结钕铁硼的制造方法,包括如下步骤:1)真空熔炼钕铁硼永磁合金,然后进行氢破碎(hd)及气流磨粉碎;得到2-5微米钕铁硼合金粉末;2)将有机物包覆剂溶解在有机溶剂中,搅拌均匀,配制成有机物包覆溶液;所述有机物包覆剂包括防氧化剂、粘结剂、润滑剂、偶联剂和表面活性剂;3)在惰性气体保护下,将步骤1)中所述的钕铁硼合金粉末混入有机物包覆溶液,制成包覆的钕铁硼合金粉末;4)将步骤3)中所述包覆的钕铁硼合金粉末加入制坯模具中,进行磁场成型,得到生坯;5)将生坯进行真空脱脂和烧结,及时效处理制得钕铁硼永磁材料成品。
8、中国实用新型专利cn201020536y公开了粉末冶金冷等静压成型用塑料包套,它由聚乙烯膜制成。
9、目前,陶瓷坯体的等静压处理首先需要用塑料和橡胶封装材料包覆陶瓷坯体,在液压缸中进行等静压,之后再将包覆材料去除。该过程不但生产工序复杂,而且包覆材料使用后附有油类介质污染物,后期处理成本高,对环境造成污染。现有工艺进行的陶瓷坯体等静压处理效果有待改进。
技术实现思路
1、为了克服现有技术中存在的问题,本技术提供了一种成膜组合物或双涂层体系,它用于各种形状(例如球形,弹簧形,或异形等)坯体的冷等静压处理或工艺。
2、在本技术中,所述坯体是或包括:陶瓷坯体、(粉末冶金)金属坯体(或合金坯体)、永磁体坯体或高强石墨材料坯体等。金属坯体或(粉末冶金)金属坯体是指粉末冶金压制工艺成型中的金属坯体。永磁体坯体是指除了(粉末冶金)金属坯体之外的永磁体坯体。
3、(陶瓷、金属、永磁体或高强石墨材料)坯体或素坯一般是由(陶瓷、金属、永磁体或高强石墨材料)粉末和粘结剂的混合物进行压制而成。本发明成膜组合物或双涂层体系作用的对象为坯体,并非粉末材料。
4、根据本发明的第一个实施方案,提供了(较高分子量)水溶性聚合物(i)用于坯体(例如陶瓷坯体)的冷等静压工艺中的用途,或提供了含有(较高分子量)水溶性聚合物(i)的成膜组合物用于坯体的冷等静压工艺或冷等静压处理中的用途。其中使用一种(含有水溶性聚合物的)成膜组合物来涂覆或封装或浸渍坯体(例如陶瓷坯体),然后让表面涂覆了或包覆了成膜组合物(涂层或涂膜)的坯体进行冷等静压。该成膜组合物包括,主要由以下组分组成,或由以下组分组成:1)(较高分子量)水溶性聚合物(i),2)水溶性成膜助剂(ii),和3)水。
5、根据本发明的第二个实施方案,提供一种成膜组合物,即,用于坯体(例如陶瓷坯体)的冷等静压处理(或冷等静压工艺)中的成膜组合物(也可称作,涂层组合物,涂料组合物,涂覆组合物,或液体状成膜组合物)。该成膜组合物包括,主要由以下组分组成,或由以下组分组成:1)(较高分子量)水溶性聚合物(i),2)水溶性成膜助剂(ii),和3)水。
6、根据本发明的第三个实施方案,提供(用于坯体例如陶瓷坯体的冷等静压工艺中的)一种双涂层体系,它包括:1)基底涂料(或底涂层,或底涂层组合物),以及2)上述成膜组合物(作为表面涂料)。其中基底涂料(或基底涂层,或基底涂层组合物)包括或是:(较高分子量)水溶性聚合物(i)的水溶液(即,第一层涂层溶液a)。优选,在基底涂料中的(较高分子量)水溶性聚合物(i)是聚乙二醇(peg)。其中,2)上述成膜组合物作为第二道涂料或第二道涂层(即,第二层涂层溶液b,或称作表面涂料或涂层)。
7、优选,在本技术的上述第一个、第二个实施方案和第三个实施方案,提供了包含(较高分子量)水溶性聚合物(i)(即,成膜剂,或称作水溶性成膜聚合物)、水溶性成膜助剂(ii)和水的一种(液体状)成膜组合物(它在坯体例如陶瓷坯体的冷等静压工艺中代替塑料或橡胶包裹材料或包覆材料),即,提供了包含(较高分子量)水溶性聚合物(i)、水溶性成膜助剂(ii)和水的一种(液体状)成膜组合物的用途,它在坯体例如陶瓷坯体的冷等静压工艺中用于代替塑料或橡胶包裹材料来包覆或封装坯体(例如陶瓷坯体)。
8、(较高分子量)水溶性聚合物(i)
9、一般,上述(较高分子量)水溶性(成膜)聚合物(i)在室温下或在常温下是固体状,例如粉末状。
10、优选,作为成膜剂,考虑到成膜性能和膜层的强度,(较高分子量)水溶性聚合物(或,水溶性成膜聚合物)(i)的(数均)分子量是在7000-170000(道尔顿)之间,优选在8000-165000之间,优选在9000-163000之间,优选在10000-160000之间,优选在11000-155000之间,优选在12000-153000之间,优选在13000-151000之间,优选在15000-150000之间,优选在20000-145000之间,优选在30000-140000之间,优选在40000-130000之间,优选在50000-120000之间,优选在60000-110000之间,优选在70000-100000之间,如80000或90000。
11、优选,所述(较高分子量)水溶性聚合物(或,水溶性成膜聚合物)(i)或它的类型是选自于下列组分中的一种或两种或多种:聚乙烯醇(pva)及其共聚物,聚乙烯基吡咯烷酮(pvp)及其共聚物,聚乙二醇(peg)及其共聚物[例如聚乙二醇-聚丙二醇(无规或嵌段)共聚物(peg-ppg)],聚环氧乙烷及其共聚物,聚丙二醇(ppg)及其共聚物,水溶性酚醛树脂,水溶性聚氨酯树脂,水溶性聚丙烯酸酯(例如聚羟基甲基丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸羟乙酯)及其共聚物,聚丙烯酰胺及其共聚物(例如丙烯酰胺、n,n’-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯磺酸钠、丙烯酸四种单体的共聚物),聚乙烯基咪唑及其共聚物,聚乙烯基咪唑啉及其共聚物,聚苯乙烯磺酸及其共聚物,聚(2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸)及其共聚物,聚乙烯基膦酸及其共聚物,聚(n-羟乙基丙烯酰胺)及其共聚物,聚天冬氨酸及其共聚物,聚丙烯酸(盐,如钠盐)及其共聚物(例如丙烯酸/马来酸酐共聚物),聚马来酸酐及其共聚物,聚马来酸盐及其共聚物,聚季铵盐(例如聚二烯丙基二烷基氯化铵,聚丙烯酰胺基烷基氯化铵,聚丙烯酰氧基烷基氯化铵,聚二烯基丙二甲基氯化铵,或聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵)及其共聚物,聚酰胺酸盐(例如聚酰胺酸三乙胺盐)及其共聚物,或,聚乙烯基吡啶及其共聚物。上述水溶性聚合物具有在坯体表面上成膜的性能。
12、优选,考虑到更好的成膜性能和膜层强度(例如在尺寸较大的坯体上形成高强度的稳定膜层的性能)以及膜层致密性和更好的对于油类介质的阻隔性能,(较高分子量)水溶性聚合物(或,水溶性成膜聚合物)(i)是选自聚乙烯醇(pva)或其共聚物、聚乙烯基吡咯烷酮(pvp)或其共聚物、聚乙二醇(peg)或其共聚物、聚环氧乙烷或其共聚物、聚丙二醇(ppg)或其共聚物、水溶性酚醛树脂、水溶性聚氨酯树脂、水溶性聚丙烯酸酯(例如聚羟基甲基丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸羟乙酯)中的一种或两种或多种。
13、更优选,(较高分子量)水溶性聚合物(或,水溶性成膜聚合物)(i)是选自聚乙烯醇(pva)或其共聚物、聚乙烯基吡咯烷酮(pvp)或其共聚物、聚乙二醇(peg)或其共聚物、聚环氧乙烷或其共聚物、水溶性聚氨酯树脂、水溶性聚丙烯酸酯(例如聚羟基甲基丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸羟乙酯)中的一种或两种或多种。
14、水溶性成膜助剂(ii)
15、水溶性成膜助剂(ii)是:水溶性有机溶剂(iia),或,包含水溶性有机溶剂(iia)和(较低分子量)水溶性聚合物(iib)[(例如(液体)聚乙二醇]或由两者组成的一种混合物或结合物。一般,(较低分子量)水溶性聚合物(iib),例如较低分子量的(液体)聚乙二醇,在室温下或在常温下是液体状。一般,较低分子量水溶性聚合物(iib)本身或单独在坯体的表面上难以形成具有足够强度(可以承受冷等静压处理或工艺中的压力)的膜层,但它(在成膜组合物中)可以协助较高分子量水溶性聚合物(i)的流延和成膜。
16、优选,水溶性成膜助剂(ii)是:水溶性有机溶剂(iia);或,包含水溶性有机溶剂(iia)和(较低分子量)水溶性聚合物(iib)[例如(液体)聚乙二醇]的一种混合物或结合物或由两者(即iia和iib)组成的一种混合物或结合物。其中(较低分子量)水溶性聚合物[例如(液体)聚乙二醇](iib)的(数均)分子量为300(道尔顿)-6000(道尔顿)、优选为350-5500、优选为380-5200、优选为400-5000、优选为430-4700、优选为450(道尔顿)-4500(道尔顿),例如,500、600、700、800、900、1000、1500、2000、2500、3000、3500或4000。这里,(较低分子量)水溶性聚合物(iib)是以上(较高分子量)水溶性聚合物(i)所列出的那些水溶性聚合物类型(例如聚乙烯醇及其共聚物,聚乙烯基吡咯烷酮及其共聚物,等),仅仅是分子量不同,即,(iib)和(i)的类型可以相同但分子量不同。以上所述(较高分子量)水溶性聚合物(i)是在坯体表面上能够成膜(即容易形成膜)且所形成膜的强度能够(或足以)满足冷等静压的需要(或强度要求)的水溶性聚合物,而(较低分子量)水溶性聚合物(iib)是在坯体表面上不能成膜(即不容易形成膜)或能够成膜但所形成膜的强度不能满足冷等静压的需要(或强度要求)的水溶性聚合物,因此,(较低分子量)水溶性聚合物(iib)能够协助所述(较高分子量)水溶性聚合物(i)在坯体表面上能够成膜且所形成膜的强度能够(或足以)满足冷等静压的需要或强度要求。
17、当水溶性成膜助剂(ii)是包含水溶性有机溶剂(iia)和(较低分子量)水溶性聚合物(iib)或由两者组成的一种混合物或结合物时,水溶性有机溶剂(iia)和(较低分子量)水溶性聚合物(iib)的重量比是任何比例,例如(iia)与(iib)的重量比为0.01-100:1,优选0.025-50:1,优选0.033-30:1,优选0.04-25:1,优选0.05-20:1,优选0.066-15:1,优选0.08-12:1,优选0.1-10:1,优选0.2-5:1,优选0.25-4:1,优选0.33-3:1,优选0.4-2.5:1,优选0.5-2:1,优选0.75-1.5:1,优选0.8-1.25:1。
18、优选,在(单组分型)成膜组合物中,水的含量或用量足以溶解(较高分子量)水溶性聚合物(i)以便形成(较高分子量)水溶性聚合物(i)的水溶液,即,水的含量或用量预先用于将(较高分子量)水溶性聚合物(i)溶解,形成(较高分子量)水溶性聚合物(i)水溶液,然后将(较高分子量)水溶性聚合物(i)水溶液与水溶性有机溶剂和任选的其它组分(例如粘结剂、消泡剂)混合。
19、优选,在(双组分型)双涂层体系的基底涂料中,水的含量或用量足以溶解(较高分子量)水溶性聚合物(i)以便形成(较高分子量)水溶性聚合物(i)的水溶液,即,水的含量或用量预先用于将(较高分子量)水溶性聚合物(i)溶解,形成(较高分子量)水溶性聚合物(i)水溶液(即,第一层涂层溶液a,或,基底涂料)。另外,在双涂层体系的成膜组合物中,水的含量或用量是足以溶解(较高分子量)水溶性聚合物(i)以便形成(较高分子量)水溶性聚合物(i)的水溶液,即,水的含量或用量预先用于将(较高分子量)水溶性聚合物(i)溶解,形成(较高分子量)水溶性聚合物(i)水溶液。然后将(较高分子量)水溶性聚合物(i)水溶液与水溶性有机溶剂和任选的其它组分(例如粘结剂、消泡剂)混合,得到成膜组合物(即,第二层涂层溶液b)。在使用双涂层体系时,将基底涂料预先涂覆坯体(例如陶瓷坯体),然后进一步用成膜组合物涂覆已有底涂层的坯体(例如陶瓷坯体)。
20、“任选”表示有或没有。素坯与坯体具有相同的意义。
21、优选,该成膜组合物包括(或包含),主要由以下组分组成,或由以下组分组成:
22、1)2-40wt%,优选2.5-38wt%,优选3-37wt%,优选3.5-36wt%,优选4-35wt%,优选4.5-34wt%,优选5-33wt%,优选5.5-32wt%,优选6-31wt%,优选6.5-30wt%,优选7-29wt%,优选7.5-28wt%,优选8-27wt%,优选8.5-26wt%,优选9-25wt%,优选9.5-24wt%,优选10-23wt%,优选10.5-22wt%,例如11、12、14、15、17、18或20wt%,的(较高分子量)水溶性聚合物(i),该wt%基于该成膜组合物的总重量;
23、2)5-45wt%,优选5.5-44.5wt%,优选6-44wt%,优选6.5-43.5wt%,优选7-43wt%,优选7.5-42.5wt%,优选8-42wt%,优选8.5-41.5wt%,优选9-41wt%,优选9.5-40.5wt%,优选10-40wt%,优选10.5-39.5wt%,优选11-39wt%,优选11.5-38.5wt%,优选12-38wt%,优选12.5-37.5wt%,优选13-37wt%,优选13.5-36.5wt%,例如14、15、16、17、18、20、21、22、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34或35wt%,的水溶性成膜助剂(ii),该wt%基于该成膜组合物的总重量;
24、3)水,其中水的用量或含量(wt)是足以溶解所述(较高分子量)水溶性聚合物(i)(即上述组分1)。显然,既然在成膜组合物中水的用量或含量(wt)足以溶解所述(较高分子量)水溶性聚合物(i),那么,也能够足以溶解水溶性成膜助剂(ii)中的较低分子量的水溶性聚合物(iib)。
25、优选,在上述成膜组合物中或在上述基底涂料(或基底涂层组合物)中,水的含量或用量(wt)与(较高分子量)水溶性聚合物(i)的含量或用量(wt)之比,或,水与(较高分子量)水溶性聚合物(i)的重量之比,是1.5-20:1,优选1.55-18:1,优选1.6-16:1,优选1.65-14:1,优选1.7-12:1,优选1.75-10:1,优选1.8-9:1,优选1.85-8:1,优选1.9-7:1,优选1.95-6:1,优选2-5:1,优选1.55-4.5:1,优选1.6-4:1,优选1.65-3.8:1,优选1.7-3.5:1,优选1.75-3.4:1,优选1.8-3.3:1,例如,2:1、2.5:1、3:1或3.2:1。
26、一般,组分1)、组分2)和组分3)的重量之和是该成膜组合物的重量的85-100wt%,优选86-99.5wt%,更优选87-99wt%,优选88-98.5wt%,优选89-98%,优选90-97.5wt%,例如,91、92、93、94、95、96、97wt%。
27、另外,该成膜组合物还包括(或包含):
28、4)低于8wt%,优选0.01-8wt%,优选0.02-7.7wt%,优选0.025-7.5wt%,优选0.03-7wt%,优选0.04-6.5wt%,优选0.045-6wt%,优选0.05-5.8wt%,优选0.07-5.5wt%,优选0.08-5.2wt%,优选0.1-5wt%,优选0.12-4.8wt%,优选0.15-4.5wt%,优选0.18-4.2wt%,优选0.2-4wt%,优选0.22-3.8wt%,优选0.25-3.5wt%,优选0.28-3.3wt%,优选0.3-3wt%,例如0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9wt%,的粘结剂。该wt%基于该成膜组合物的总重量。
29、另外,该成膜组合物还包括(或包含):
30、5)低于0.4wt%,优选0.003-0.4wt%,优选0.0035-0.35wt%,优选0.004-0.3wt%,优选0.005-0.28wt%,优选0.006-0.25wt%,优选0.007-0.22wt%,优选0.008-0.2wt%,优选0.009-0.18wt%,优选0.01-0.17wt%,优选0.011-0.16wt%,优选0.012-0.15wt%,优选0.013-0.14wt%,优选0.014-0.13wt%,优选0.015-0.12wt%,优选0.016-0.11wt%,优选0.017-0.1wt%,例如0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0,07、0.08、0.09wt%,的消泡剂。该wt%基于该成膜组合物的总重量。
31、优选,该成膜组合物包括(或包含),主要由以下组分组成,或由以下组分组成:1)(较高分子量)水溶性聚合物(i),2)水溶性成膜助剂(ii),3)水,4)粘结剂。
32、优选,该成膜组合物包括(或包含),主要由以下组分组成,或由以下组分组成:1)(较高分子量)水溶性聚合物(i),2)水溶性成膜助剂(ii),3)水,4)粘结剂,5)消泡剂。
33、优选,所述粘结剂是选自于羧甲基纤维素,羟甲基纤维素,羟乙基纤维素,淀粉,琼胶,阿拉伯胶,黄蓍胶,瓜尔胶,卡拉胶,果胶,明胶,干酪素,壳聚糖,黄原胶,结冷胶,或透明质酸中的一种或几种。
34、优选,所述消泡剂是选自于低分子量聚丙二醇(ppg)、硅油类消泡剂(如,pdms(聚二甲基硅氧烷))、低分子量聚乙二醇(peg)中的一种或几种。
35、根据本发明的第四个实施方案,提供制备上述成膜组合物的方法,该方法包括:
36、1)将(较高分子量)水溶性聚合物(i)溶于水中形成(较高分子量)水溶性聚合物(i)的水溶液。所得溶液的浓度一般是在5-45wt%,优选7-43wt%,优选10-40wt%,优选12-37wt%,优选15-35wt%,优选17-33wt%,更优选20-30wt%范围。
37、2)在步骤1中获得的水溶液中添加水溶性成膜助剂(ii),(搅拌)得到混合物。一般,水溶性成膜助剂(ii)的量是在9-44wt%范围,优选10-40wt%范围,优选12-37wt%,优选15-35wt%,优选17-33wt%,更优选20-30wt%范围,基于成膜组合物的总重量。
38、优选,以上所述的制备上述成膜组合物的方法还包括:
39、3)向步骤2)形成的混合物中添加粘结剂,(搅拌)得到增粘的混合物。其中,粘结剂的用量如以上所述。
40、优选,以上所述的制备上述成膜组合物的方法还包括:
41、4)向步骤3)形成的增粘的混合物中添加消泡剂,(搅拌)得到消泡的混合物。其中,消泡剂的用量如以上所述。
42、根据本发明的第五个实施方案,提供制备上述双涂层体系的方法,该方法包括:
43、a)基底涂料的制备:将(较高分子量)水溶性聚合物(i)溶于水中,形成(较高分子量)水溶性聚合物(i)的水溶液。其中,两者的重量比如以上所述。例如,在上述基底涂料中,水的含量或用量(wt)与(较高分子量)水溶性聚合物(i)的含量或用量(wt)之比,或,水与(较高分子量)水溶性聚合物(i)的重量之比,是1.5-20:1,优选1.55-18:1,优选1.6-16:1,优选1.65-14:1,优选1.7-12:1,优选1.75-10:1,优选1.8-9:1,优选1.85-8:1,优选1.9-7:1,优选1.95-6:1,优选2-5:1,优选1.55-4.5:1,优选1.6-4:1,优选1.65-3.8:1,优选1.7-3.5:1,优选1.75-3.4:1,优选1.8-3.3:1,例如,2:1、2.5:1、3:1或3.2:1;
44、b)成膜组合物的制备:
45、1)将(较高分子量)水溶性聚合物(i)溶于水中形成(较高分子量)水溶性聚合物(i)的水溶液。所得溶液的浓度一般是在5-45wt%,优选7-43wt%,优选10-40wt%,优选12-37wt%,优选15-35wt%,优选17-33wt%,更优选20-30wt%范围。
46、2)在步骤1中获得的水溶液中添加水溶性成膜助剂(ii),(搅拌)得到混合物。一般,水溶性成膜助剂(ii)的量是在9-44wt%范围,优选10-40wt%范围,优选12-37wt%,优选15-35wt%,优选17-33wt%,更优选20-30wt%范围,基于成膜组合物的总重量。
47、在本技术中,“任选”表示有或没有。
48、优选,以上所述的制备上述双涂层体系的方法还包括:
49、3)向步骤2)形成的混合物中添加粘结剂,(搅拌)得到增粘的混合物。其中,粘结剂的用量如以上所述。
50、优选,以上所述的制备上述双涂层体系的方法还包括:
51、4)向步骤3)形成的增粘的混合物中添加消泡剂,(搅拌)得到消泡的混合物。其中,消泡剂的用量如以上所述。
52、待处理的坯体具有各种形状,例如(类)球形,椭球体形(蛋形),立方体形,长方体形,板形,片形,橄榄形,弹簧形,板簧形,棒形(圆柱形,棱柱),圆锥,锥台形,或(各种)异形件。坯体的尺寸(直径或长度)可以是从1mm到5m(米),优选3mm到4m,优选5mm到3m,优选7mm到2m,优选8mm到1.8m,优选9mm到1.6m,优选1cm到1.5m,优选1.1cm到1.2m,优选1.2cm到1m,优选1.3cm到0.9m,优选1.4cm到0.7m,优选1.5cm到0.5m,优选1.6cm到0.3m,优选1.7cm到0.2m,例如,1.8、2.0、2.5、3、3.5、4、4.5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、50、60、70、80或90cm,对于小尺寸的坯体尤其效果明显。
53、在本技术中,陶瓷包括:氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷等结构陶瓷,压电陶瓷、铁电陶瓷、热释电陶瓷、红外陶瓷、透明陶瓷等功能陶瓷。
54、金属包括用粉末冶金压制工艺成型的所有金属和合金。
55、一般,陶瓷坯体的表面上涂覆了成膜组合物的涂层或双涂层体系的涂层,涂层的厚度一般是0.05-10mm、优选0.055-8mm、优选0.06-6mm、优选0.07-5mm、优选0.08-4mm、优选0.085-3mm、优选0.09-2mm、优选0.1-1mm、优选0.15-0.9mm、优选0.2-0.8mm、优选0.25-0.7mm、优选0.3-0.6mm、优选0.35-0.55mm、优选0.4-0.5mm。
56、在本技术中,水溶性成膜助剂中的水溶性有机溶剂(或水溶性高沸点有机溶剂)是选自于下面所述的有机溶剂a、有机溶剂b和有机溶剂c中的任何一种,或是选自于有机溶剂a、有机溶剂b和有机溶剂c中的任何两种或多种的混合物:
57、有机溶剂a:乙二醇、丙二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、1,2,6-己三醇、1,2,3-丁三醇、1,2,4-丁三醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,2-戊二醇、2,4-戊二醇、2-甲基-1,3-丁二醇、3-甲基-1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,2-己二醇、1,6-己二醇、2,5-己二醇、2-乙基-1,3-己二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、三丙二醇、四乙二醇、丙三醇或季戊四醇;
58、有机溶剂b:乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单正丁醚、乙二醇单正戊基醚、乙二醇单正己基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单正丙醚、丙二醇-正丁醚、丙二醇-叔丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单正丙醚、二乙二醇单正丁醚、二乙二醇-正己醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单正丙醚、二丙二醇-正丁醚、二丙二醇-叔丁醚、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、三乙二醇单丙醚、三乙二醇单正丁醚、三丙二醇单甲基醚、三丙二醇单乙醚、三丙二醇单正丙醚、三丙二醇-正丁醚、三丙二醇-叔丁醚、四乙二醇单甲醚、四乙二醇单乙醚、四乙二醇单正丙醚、四乙二醇单正丁醚、四丙二醇单甲基醚、四丙二醇单乙醚、四丙二醇单正丙醚、四丙二醇-正丁醚、四丙二醇-叔丁醚、乙二醇苯醚或丙二醇苯醚;
59、有机溶剂c:n-甲基-2-吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、1,3-二甲基咪唑烷酮、n-甲基吡咯烷酮、ε-己内酰胺、n-甲基甲酰胺或n,n-二甲基甲酰胺。
60、在本技术中,一般,冷等静压在40mpa-630mpa的压力下进行,例如150、180、200、220、250、280、300、320、350、380、400、450、500、550或600mpa。冷等静压的温度通常为室温(例如10-40℃,如20-30℃或25℃)。
61、优选,在本技术的成膜组合物中或在双涂层体系的成膜组合物中,较高分子量水溶性聚合物(i)的质量(或重量)相对于较高分子量水溶性聚合物(i)和较低分子量水溶性聚合物(iib)的质量(或重量)之和的比例是50-100wt%,优选55-98wt%,优选60-97wt%,优选65-96wt%,优选70-95wt%,优选75-94wt%,优选77-93wt%,优选80-92wt%,例如53、57、63、67、72、74、76、78、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91wt%。
62、与现有技术相比较,本发明的有益技术效果:
63、1、本发明首次将较高分子量水溶性聚合物的溶液用于冷等静压的坯体涂层,替代目前广泛使用的橡胶套、乳胶套和塑料薄膜,减少污染,降低后期处理费用和生产成本。
64、2、实现坯体的快速包封,并且涂层容易去除。缩短了冷等静压的工艺流程,提高效率。
65、3、使用高分子涂层材料作为冷等静压包封材料,高效、环保、低成本。
66、4、本发明的成膜组合物以胶状溶液的形式存在,常温下涂覆之后可以在待冷等静压处理的坯体表面形成一层保护涂层。受到涂层保护的坯体可以直接放在油介质中冷等静压,该保护膜层在200mpa的(静)压力下保持完好无损。高分子涂层(或涂膜)能够有效地传递液体的压力而使得坯体致密化。同时,保护涂层可以与坯体一同收缩而不会分离,隔离效果良好。
67、5、尤为关键的是,将较高分子量水溶性聚合物(i)与作为成膜助剂的较低分子量聚乙二醇(iib)和水溶性有机溶剂(如丙三醇)相结合,利用其分子结构有亲水性(吸水性)的特点,有效地将溶液中的水分固定(或缔合)在分子链结构中,在坯体的表面上形成致密的膜层。不但保证了油介质和坯体的隔离效果,而且溶液中的水分不会释放到坯体中。确保了坯体的质量在冷等静压过程中不受影响。
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