一種注塑鐵氧體軟磁料及其製備方法與流程
2023-10-20 16:19:32
本發明屬於磁性材料的技術領域，更具體地，本發明涉及一種注塑鐵氧體軟磁料及其製備方法。
背景技術：
將磁粉、高分子粘結劑、助劑按一定的比例進行混煉、造粒，然後再將粒料通過注塑機在適當的溫度下注塑成型的方法製備出的磁體被稱為注塑磁體。此類磁體作為粘結磁體的一個重要分支，由於具有尺寸精度高、機械性能好、可製備複雜形狀多極取向充磁的磁體、可與其它部件整體注塑成型、易於大規模化生產等優點，廣泛應用於家用電器、汽車、通信設備、檢測儀表、計算機、辦公設備等領域。近年來，隨著中國工業自動化和信息現代化的飛速發展，注塑成型磁體作為電子工業和信息產業的一種重要的功能材料，具有廣闊的發展空間。雖然注塑磁體的成型所使用的注射鐵氧體軟磁料中以相對於原料粉末的重量以特定的比例含有粘結劑等添加物得到混煉物，但是常會出現磁粉團聚，混煉物的流動性差、內部密度不均勻且組織均勻性較差的問題。其結果是，該混煉物成型得到的成型體的強度等特性也產生偏差，磁性能損失過大的問題。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種注塑鐵氧體軟磁料及其製備方法，本發明的注塑鐵氧體軟磁料具有良好的流動性，且注塑成型而得到的成型體具有密度高、強度高、磁性能高的特性。為了實現上述發明目的，本發明採取了以下技術方案：一種注塑鐵氧體軟磁料，所述注塑鐵氧體軟磁料包括如下重量百分比的組分：鍶鋇鐵氧體88-94%乙烯-丙烯酸乙酯共聚物3-10%潤滑劑0.5-2%偶聯劑0.5-1.0%添加劑0.02-0.5%；其中，所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量為10-25wt%，所述添加劑為改性納米無機粒子，所述改性納米無機粒子為表面經含有反應性官能團的有機化合物修飾的納米無機粒子，有機化合物包括有機矽氧烷或有機羧酸，反應性官能團包括氨基、雙鍵、環氧基或巰基。在一種實施方式中，所述鍶鋇鐵氧體的粒徑為0.5-1.5μm。在一種實施方式中，所述潤滑劑為脂肪酸類、醯胺類、酯類、醇類、蠟類中的一種或多種組成。在一種實施方式中，所述潤滑劑為硬脂酸甲酯、單硬脂酸甘油酯、聚乙烯蠟、芥酸醯胺中的一種或多種組成。在一種實施方式中，所述偶聯劑為矽烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、磷酸酯偶聯劑和鋁酸酯偶聯劑中的一種或多種組成。在一種實施方式中，所述納米無機粒子為二氧化矽或二氧化鈦。在一種實施方式中，所述納米無機粒子的粒徑為1-10nm。本發明的另一個目的在於提供注塑鐵氧體軟磁料的製備方法，所述方法包括以下步驟：按照權利要求1所述組分的重量百分比，1）向鍶鋇鐵氧體中加入添加劑混合均勻，然後再向鍶鋇鐵氧體中加入偶聯劑混合均勻；2）向步驟1）中的混合物料加入乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和潤滑劑，混合均勻；3）將步驟2）中混合好的物料加熱成熔體，擠出造粒，切料後得注塑鐵氧體軟磁料。在一種實施方式中，在步驟2）中先向步驟1）中的混合物料加入乙烯-丙烯酸乙酯共聚物混合均勻後，再加入潤滑劑混合均勻。本發明的又一目的在於提供注塑鐵氧體軟磁料的應用領域，如在家電、計算機、通訊設備、汽車以及軍工產品中的應用。本發明的注塑鐵氧體軟磁料通過加入改性納米無機粒子，可以使鍶鋇鐵氧體粉體在混合的過程中充分分散，解決了使用單一的偶聯劑對鍶鋇鐵氧體粉體進行表面處理，容易使鍶鋇鐵氧體粉體表面發生團聚，造成加工時混煉物的流動性差，使磁體充磁時磁矩轉動困難，降低磁體磁性能的問題。此外，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量為10-25wt%時，與鍶鋇鐵氧體粉體可以有效的結合，提高了混煉物的流動性，提高了鍶鋇鐵氧體在注塑母料中的使用率，提高了注塑母料的性能，注塑鐵氧體軟磁料注塑成產品後性能穩定，磁性能高。參考以下詳細說明更易於理解本申請的上述以及其他特徵、方面和優點。具體實施方式除非另有限定，本文使用的所有技術以及科學術語具有與本發明所屬領域普通技術人員通常理解的相同的含義。當存在矛盾時，以本說明書中的定義為準。如本文所用術語「由…製備」與「包含」同義。本文中所用的術語「包含」、「包括」、「具有」、「含有」或其任何其它變形，意在覆蓋非排它性的包括。例如，包含所列要素的組合物、步驟、方法、製品或裝置不必僅限於那些要素，而是可以包括未明確列出的其它要素或此種組合物、步驟、方法、製品或裝置所固有的要素。連接詞「由…組成」排除任何未指出的要素、步驟或組分。如果用於權利要求中，此短語將使權利要求為封閉式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但與其相關的常規雜質除外。當短語「由…組成」出現在權利要求主體的子句中而不是緊接在主題之後時，其僅限定在該子句中描述的要素；其它要素並不被排除在作為整體的所述權利要求之外。當量、濃度、或者其它值或參數以範圍、優選範圍、或一系列上限優選值和下限優選值限定的範圍表示時，這應當被理解為具體公開了由任何範圍上限或優選值與任何範圍下限或優選值的任一配對所形成的所有範圍，而不論該範圍是否單獨公開了。例如，當公開了範圍「1至5」時，所描述的範圍應被解釋為包括範圍「1至4」、「1至3」、「1-2」、「1-2和4-5」、「1-3和5」等。當數值範圍在本文中被描述時，除非另外說明，否則該範圍意圖包括其端值和在該範圍內的所有整數和分數。此外，本發明要素或組分前的不定冠詞「一種」和「一個」對要素或組分的數量要求(即出現次數)無限制性。因此「一個」或「一種」應被解讀為包括一個或至少一個，並且單數形式的要素或組分也包括複數形式，除非所述數量明顯指單數形式。一種注塑鐵氧體軟磁料，所述注塑鐵氧體軟磁料包括如下重量百分比的組分：鍶鋇鐵氧體88-94%乙烯-丙烯酸乙酯共聚物3-10%潤滑劑0.5-2%偶聯劑0.5-1.0%添加劑0.02-0.5%；其中，所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量為10-25wt%，所述添加劑為改性納米無機粒子，所述改性納米無機粒子為表面經含有反應性官能團的有機化合物修飾的納米無機粒子，有機化合物包括有機矽氧烷或有機羧酸，反應性官能團包括氨基、雙鍵、環氧基或巰基。所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物是由乙烯與丙烯酸酯以氧或過氧化物為引發劑經自由基聚合而成，其中隨著丙烯酸乙酯的增加，共聚物的密度和柔軟性隨之增加，但為實現乙烯-丙烯酸乙酯共聚物與鍶鋇鐵氧體進行混煉時，具有良好的流動性，優選地，所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量為10-25wt%。在一種優選地實施方式中，所述鍶鋇鐵氧體的粒徑為0.5-1.5μm。鍶鋇鐵氧體平均粒徑為0.5-1.5μm，鍶鋇鐵氧體粉過大或過小，都會對形成的注塑母料注塑得到的永磁鐵氧體的物理性能產生較大影響，因此鍶鋇鐵氧體粉平均粒徑控制在0.5-1.5μm。在一種優選地實施方式中，所述潤滑劑為脂肪酸類、醯胺類、酯類、醇類、蠟類中的一種或多種組成。本發明所述潤滑劑是能夠改善塑料加工性能的一種添加劑，能夠降低高聚物材料與加工機械之間、高聚物內部分子之間、鍶鋇鐵氧體粉與鍶鋇鐵氧體粉之間、鍶鋇鐵氧體粉與粘結劑之間的相互摩擦，同時在製備過程中單獨加入潤滑劑，可以使潤滑劑比較均勻的附在膠磁混合物的表面，從而能夠有效地改善顆粒的流動性，使製備的注塑磁體具有更為優異的磁性能，並且容易脫模。所述潤滑劑通常有脂肪酸類、醯胺類、酯類、醇類、蠟類等，其中，脂肪酸類包括高級脂肪酸、羥基脂肪酸（醇酸）；醯胺類包括硬脂酸醯胺、N，N-亞乙基雙硬脂醯胺、油酸醯胺、芥酸醯胺；酯類包括硬脂酸甲酯、單硬脂酸甘油酯、硬脂酸正丁酯、甘油三羥硬脂酸酯；醇類包括多元醇、聚乙二醇、丙二醇、高級脂肪醇；蠟類包括聚乙烯蠟、微晶石蠟、液體石蠟、固體石蠟、氯化石蠟、氧化聚乙烯蠟。在一種優選地實施方式中，所述潤滑劑為硬脂酸甲酯、單硬脂酸甘油酯、聚乙烯蠟、芥酸醯胺中的一種或多種組成。在一種優選地實施方式中，所述偶聯劑為矽烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、磷酸酯偶聯劑和鋁酸酯偶聯劑中的一種或多種組成。所述偶聯劑可以提高磁粉類無機材料與粘結劑有機材料之間的相容性和親和性，通過其官能團有機的相連接。本發明所述改性納米無機粒子與鍶鋇鐵氧體粉進行混合，鍶鋇鐵氧體粉與納米無機粒子形成複合物並有效的分散在納米無機粒子的周圍，同時無機納米粒子表面的碳鏈的排布也能起到毛刷的作用，使鍶鋇鐵氧體粉相對隔離，能夠有效地提高鍶鋇鐵氧體粉間的分散性，在加入粘結劑，機納米粒子表面的碳鏈可以與粘結劑具有很好的相容性，解決了鍶鋇鐵氧體粉的團聚問題，也提高了混煉物的流動性，再加入偶聯劑可以進一步的防止鍶鋇鐵氧體粉的團聚，也提高了鍶鋇鐵氧體粉與粘結劑之間的相容性，從而提高了鍶鋇鐵氧體粉的有效使用率，提高了混煉物的流動性，提高了注塑母料的性能，注塑母料注塑成產品後，性能穩定，磁性能高。在一種優選地實施方式中，所述納米無機粒子為二氧化矽或二氧化鈦。在一種優選地實施方式中，所述納米無機粒子的粒徑為1-10nm，優選地，所述納米無機粒子的粒徑為2-5nm。本發明的另一個目的在於提供注塑鐵氧體軟磁料的製備方法，所述方法包括以下步驟：按照權利要求1所述組分的重量百分比，1）向鍶鋇鐵氧體中加入添加劑混合均勻，然後再向鍶鋇鐵氧體中加入偶聯劑混合均勻；2）向步驟1）中的混合物料加入乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和潤滑劑，混合均勻；3）將步驟2）中混合好的物料加熱成熔體，擠出造粒，切料後得注塑鐵氧體軟磁料。在一種優選地實施方式中，在步驟2）中先向步驟1）中的混合物料加入乙烯-丙烯酸乙酯共聚物混合均勻後，再加入潤滑劑混合均勻。本發明的又一目的在於提供注塑鐵氧體軟磁料的應用領域，如在家電、計算機、通訊設備、汽車以及軍工產品中的應用。實施方式：實施方式1，一種注塑鐵氧體軟磁料，所述注塑鐵氧體軟磁料包括如下重量百分比的組分：鍶鋇鐵氧體88-94%乙烯-丙烯酸乙酯共聚物3-10%潤滑劑0.5-2%偶聯劑0.5-1.0%添加劑0.02-0.5%；其中，所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量為10-25wt%，所述添加劑為改性納米無機粒子，所述改性納米無機粒子為表面經含有反應性官能團的有機化合物修飾的納米無機粒子，有機化合物包括有機矽氧烷或有機羧酸，反應性官能團包括氨基、雙鍵、環氧基或巰基。實施方式2，與實施方式1相同，不同的地方是，所述鍶鋇鐵氧體的粒徑為0.5-1.5μm。實施方式3，與實施方式1相同，不同的地方是，所述潤滑劑為脂肪酸類、醯胺類、酯類、醇類、蠟類中的一種或多種組成。實施方式4，與實施方式3相同，不同的地方是，所述潤滑劑為硬脂酸甲酯、單硬脂酸甘油酯、聚乙烯蠟、芥酸醯胺中的一種或多種組成。實施方式5，與實施方式1相同，不同的地方是，所述偶聯劑為矽烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、磷酸酯偶聯劑和鋁酸酯偶聯劑中的一種或多種組成。實施方式6，與實施方式1相同，不同的地方是，所述納米無機粒子為二氧化矽或二氧化鈦。實施方式7，與實施方式1或6相同，不同的地方是，所述納米無機粒子的粒徑為1-10nm。實施方式8，一種注塑鐵氧體軟磁料的製備方法，所述方法包括以下步驟：按照權利要求1所述組分的重量百分比，1）向鍶鋇鐵氧體中加入添加劑混合均勻，然後再向鍶鋇鐵氧體中加入偶聯劑混合均勻；2）向步驟1）中的混合物料加入乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和潤滑劑，混合均勻；3）將步驟2）中混合好的物料加熱成熔體，擠出造粒，切料後得注塑鐵氧體軟磁料。實施方式9，與實施方式8相同，不同的地方是，在步驟2）中先向步驟1）中的混合物料加入乙烯-丙烯酸乙酯共聚物混合均勻後，再加入潤滑劑混合均勻。實施方式10，所述的注塑鐵氧體軟磁料在家電、計算機、通訊設備、汽車以及軍工產品中的應用。下面通過實施例對本發明進行具體描述。有必要在此指出的是，以下實施例只用於對本發明作進一步說明，不能理解為對本發明保護範圍的限制，該領域的專業技術人員根據上述發明的內容做出的一些非本質的改進和調整，仍屬於本發明的保護範圍。另外，如果沒有其他說明，所用原料都是市售的。實施例1一種注塑鐵氧體軟磁料，所述注塑鐵氧體軟磁料包括如下重量百分比的組分：鍶鋇鐵氧體91%乙烯-丙烯酸乙酯共聚物7%單硬脂酸甘油酯1.48%鈦酸酯偶聯劑0.5%改性納米二氧化矽0.02%；其中，所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量為10-25wt%，所述改性納米二氧化矽為表面經含有反應性官能團的有機化合物修飾的納米無機粒子，有機化合物為有機矽氧烷，反應性官能團包括氨基、雙鍵、環氧基或巰基。注塑鐵氧體軟磁料的製備，包括以下步驟：按照權利要求1所述組分的重量百分比，1）向鍶鋇鐵氧體中加入添加劑混合均勻，然後再向鍶鋇鐵氧體中加入偶聯劑混合均勻；2）向步驟1）中的混合物料加入乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和潤滑劑，混合均勻；3）將步驟2）中混合好的物料加熱成熔體，擠出造粒，切...