一種用於注塑磁性材料的納米金屬絡合物改性高分子材料的製作方法
2023-07-30 14:03:06 1
一種用於注塑磁性材料的納米金屬絡合物改性高分子材料的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於注塑磁性材料的納米金屬絡合物改性高分子材料。注塑磁性材料是目前使用廣泛的一種磁性材料，本發明為解決不使用助劑的均相分散問題，提出了用金屬絡合物二茂鐵及其衍生物的納米顆粒改性高分子從而提升共混分布均勻性，技術方案：將尼龍或聚苯硫醚(PPS)與二茂鐵或二茂鐵衍生物的納米粉末共混後，使用雙螺杆擠出機共混擠出造粒，得到改性高分子的顆粒料。所得改性高分子可以與磁粉共混注射生產成所需磁性材料。
【專利說明】一種用於注塑磁性材料的納米金屬絡合物改性高分子材料
【技術領域】
[0001]本發明屬於材料科學領域，具體涉及一種用於注塑磁性材料的納米金屬絡合物改性高分子材料。
【背景技術】
[0002]注塑磁性材料是目前使用廣泛的一種磁性材料。注塑磁性材料是粘結磁性材料的一種，其特徵是將高分子材料(如尼龍，聚苯硫醚(PPS)等)作為粘結劑和磁粉(如鐵氧體磁粉，釹鐵硼NdFeB磁粉)混合後，採用高分子加工工藝中的注射方法生產成型，與燒結磁性材料相比，粘結磁性材料成型工藝簡單，易於製造出尺寸精度高、無需二次加工的磁性材料產品，生產效率高、成本低，因而近年來市場增長很快，需求旺盛，發展前景良好。
[0003]注塑磁性材料的磁性能主要取決於磁粉材料的性能，而其加工性能取決於磁粉材料與粘結劑混合物的共混比例和分散均勻度。磁粉含量越高，磁性能越好，但是過高的磁粉填充量又會使磁粉和粘結劑混合物的粘度變大，流動性變差，分散均勻度降低，使得注塑成型時混合料難以加工，磁性材料成型困難。目前有多種技術研發以解決磁粉和粘結劑均相分散的問題，絕大多數方案是採用添加助劑的方法，如中國發明專利CN1645526A公開了一種注塑鐵氧體永磁材料配方，採用有機外潤滑劑和無機內潤滑劑相互配合，以提高顆粒料的流動性，該配方雖然在一定程度上解決了尼龍12作為粘結劑使用上的問題，但是，加入助劑會產生額外的影響，例如有機潤滑劑在高溫注射過程中會分解或氣化，無法達到所預期的流動性提高的效果，而且由於氣體的產生，還會導致磁性材料中出現氣孔，降低磁性能與力學性能。
[0004]二茂鐵(Ferrocene)，或稱環戊二烯基鐵，是分子式為Fe (C5H5) 2的有機金屬化合物，一般產品成橘黃色粉末狀，性質穩定。二茂鐵是最重要的金屬茂基配合物，也是最早被發現的夾心配合物，包含兩個環戊二烯環與鐵原子成鍵。二茂鐵自1951年被發明合成以來，其性質和應用經歷了長久的研究和發展。作為有機金屬化學中的裡程碑物質，二茂鐵的重大價值在於，將金屬和有機物結合了起來，這為本發明中的利用二茂鐵提高金屬和有機物的相容性提供了理論基礎。
【發明內容】
[0005]本發明為了解決磁粉和粘結劑混合物的均相分散問題，同時又避免加入其它助劑以產生額外的影響，提出了用二茂鐵及其衍生物的納米顆粒改性高分子材料，此種改性高分子材料與磁粉共混用於注射生產，可以在提升共混分布均勻性的同時，沒有使用其他助劑。
[0006]發明原理:二茂鐵是穩定的金屬和有機物的配合物，根據相似相容原理，二茂鐵在理論上既可以實現與金屬物質的有效相容共混，也可以實現與有機高分子物質的有效相容共混。雖然在分子微觀層面上，二茂鐵中的鐵原子是否和其他金屬粒子存在有效的互相作用還有待研究證實，但是在大於I微米的宏觀尺度上，實驗證實二茂鐵粉的納米顆粒與金屬粉末可以有效共混互容，分散均勻。另外二茂鐵中的有機碳環，以及在碳環上可接枝的取代官能團衍生物，也提供了與有機高分子相似相容的性能。
[0007]本發明的有益效果:
[0008]使用本發明的經過二茂鐵及其衍生物的納米顆粒改性過的高分子材料，可以和金屬磁粉更加有效的共混互容，從而提高分散均勻度，進而提升注塑磁性材料的機械性能和磁性能，同時注塑過程中沒有使用其它助劑，避免了助劑產生的負面影響。
[0009]本發明的實現方案:
[0010]本發明為實現上述目的，採用以下技術方案:
[0011]I)將高分子材料顆粒料與質量分數1-10%的二茂鐵或二茂鐵衍生物的納米顆粒粉末攪拌混合後，使用雙螺杆擠出機共混擠出造粒，得到改性高分子的顆粒料。
[0012]2)所述高分子材料顆粒料包括尼龍和聚苯硫醚(PPS)。
[0013]3)所述二茂鐵衍生物包括常見的二茂鐵的碳環取代官能團衍生物，取代官能團包
括羥基，羧基，脂肪鏈，氨基，醯基。
[0014]4)所述二茂鐵或二茂鐵衍生物的納米顆粒粉末粒徑為IOO-1OOOnm之間。
[0015]5) 所得改性高分子材料的顆粒料可以與鐵氧體磁粉或釹鐵硼磁粉共混，注射生產成所需磁材部件，此工藝步驟與目前通用的注射磁性材料生產工藝相同。
【具體實施方式】
[0016]下面結合較佳實施例詳細說明本發明的【具體實施方式】。
[0017]實施例一:將尼龍12顆粒料與質量分數5%的二茂鐵納米粉末攪拌混合後，使用雙螺杆擠出機共混擠出造粒，得到改性尼龍的顆粒料，所得改性尼龍的顆粒料再與鐵氧體磁粉按15: 85共混，注塑成型。
[0018]實施例二:將尼龍6.6顆粒料與質量分數3%的乙醯基二茂鐵和3%的羧基二茂鐵納米粉末攪拌混合後，使用雙螺杆擠出機共混擠出造粒，得到改性尼龍的顆粒料，所得改性尼龍的顆粒料再與鐵氧體磁粉按10: 90共混，注塑成型。
[0019]實施例三:將PPS顆粒料與質量分數10%的全甲基取代二茂鐵(Fe ( Jl5-C5Me5)2)納米粉末攪拌混合後，使用雙螺杆擠出機共混擠出造粒，得到改性PPS的顆粒料，所得改性PPS的顆粒料再與鐵氧體磁粉按10: 90共混，注塑成型。
[0020]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明的結構作任何形式上的限制。凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明的技術方案的範圍內。
【權利要求】
1.一種用於注塑磁性材料的納米金屬絡合物改性高分子材料，其特徵在於使用二茂鐵及其衍生物的納米顆粒對尼龍或聚苯硫醚(PPS)進行改性，改性後的高分子材料與金屬磁粉有較好的混合相容性，注塑生產得到磁性材料的分散均勻性比使用純尼龍或PPS更好。
2.如權利要求1所述的一種用於注塑磁性材料的納米金屬絡合物改性高分子材料，其特徵在於，改性工藝採用原料攪拌混合後使用雙螺杆擠出工藝實現共混改性。
3.如權利要求1，2所述的一種用於注塑磁性材料的納米金屬絡合物改性高分子材料，其特徵在於，所述二茂鐵衍生物包括常見的二茂鐵的碳環官能團取代衍生物，取代官能團為羥基，羧基，脂肪鏈，氨基，醯基。
4.如權利要求1，2，3所述的一種用於注塑磁性材料的納米金屬絡合物改性高分子材料，其特徵在於，二茂鐵及其`衍生物的納米粉末的粒徑為IOO-1OOOnm之間。
【文檔編號】C08K3/22GK103724994SQ201310749808
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】耿保山, 劉淑英, 黃然 申請人:上海葆碩磁性材料有限公司