一種nfc磁片用漿料及其製備方法和一種nfc磁片的製作方法
2023-05-02 05:34:16
一種nfc磁片用漿料及其製備方法和一種nfc磁片的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種NFC磁片用漿料及其製備方法，所述漿料包括磁粉和有機載體，漿料中還包括納米氧化鋁粉，其中納米氧化鋁粉與磁粉的質量比為0.0005-0.005。本發明還提供了一種由該漿料製備得到的NFC磁片。納米氧化鋁的添加，有效地減少了磁粉之間的橋接，增大了磁片的電阻率，在複數磁導率的實部下降允許的範圍內顯著降低了複數磁導率的虛部即磁損耗，從而提高了整個磁片的品質因數，增強了磁片的導磁效果。
【專利說明】一種NFC磁片用漿料及其製備方法和一種NFC磁片
【技術領域】
[0001]本發明屬於近場通訊(NFC, near field communication)領域,具體涉及一種NFC磁片用漿料及其製備方法和一種NFC磁片。
【背景技術】
[0002]NFC是由飛利浦公司發起，由諾基亞、索尼等著名廠商聯合主推的一項無線技術，其最初僅僅是遙控識別和網絡技術的合併，而現在已經發展成一種輕鬆、安全、迅速的通信的無線連接技術，在門禁、公交、手機支付等領域內發揮著巨大的作用。
[0003]NFC手機內置NFC晶片，組成RFID模塊的一部分，可以當作RFID無源標籤使用——用來支付費用；也可以當作RFID讀寫器——用作數據交換與採集。
[0004]在沒有外界幹擾時，電子標籤天線與讀寫器之間通過電磁耦合可以很好地進行數據傳輸和讀寫。但是實際應用中，比如在手機中有很多的金屬部件如電池和手機後蓋會對信號造成幹擾，這些金屬件把讀寫器發出的電磁波吸收並以渦流的方式損耗掉，從而大大降低了通過天線的電磁波，致使通訊距離和靈敏程度都大打折扣，甚至無法正常工作。這時我們在天線上貼上吸波磁片，它可以將磁力線吸收到天線附近而不通過那些金屬部件，這樣就不會有渦流損耗，從而避免了通訊距離的縮短和靈敏程度的降低。該吸波磁片還有別於一般的吸波材料。一般的吸波材料都是吸收電磁波並且要將電磁波的能量損耗掉，這就要求磁導率的虛部即磁損耗要比較大，而NFC天線用吸波磁片只是吸收電磁波起到匯聚磁力線的作用，不需要將電磁波的能量損耗掉。所以它對磁導率的要求是實部μ ;儘可能大而虛部μ "儘可能小，也即品質因數Q=U ; /μ "高。
[0005]而現有的NFC用複合磁片主要是通過有機載體裝載磁粉後流延成型，製成薄片，以滿足柔韌性和電子設備小型化的要求。這種磁片磁導率的調節主要是在磁粉上進行，比如摻雜、熱處理，但是磁粉一旦確定，要想再通過工藝的改進滿足增大磁導率實部而減小磁導率虛部會很困難。比如增大磁片密度，實部增大的同時虛部也會增大，品質因數不一定會升高。
【發明內容】
[0006]為了解決現有技術中存在的NFC磁片磁損耗高的問題，本發明提供了一種NFC磁片用漿料。
[0007]本發明的NFC磁片用漿料，包括磁粉和有機載體，所述漿料還包括納米氧化鋁粉，其中納米氧化鋁粉與磁粉的質量比為0.0005-0.005。
[0008]本發明還提供了所述NFC磁片用漿料的製備方法，包括以下步驟:Al、先將粘結齊U、溶劑、分散劑和增塑劑按比例混合，球磨得到混合物；Α2、然後往混合物中加入磁粉和納米氧化鋁粉，繼續球磨；Α3、最後加入消泡劑進行消泡，得到所述NFC磁片用漿料。
[0009]最後，本發明提供了一種NFC磁片，所述NFC磁片由以下方法製備得到:S1、將本發明的NFC磁片用漿料在流延機上流延，烘乾後得到磁片坯體；S2、將步驟SI得到的磁片坯體裁切至所需形狀，然後進行疊壓成型。
[0010]本發明的NFC磁片用漿料，通過添加一定比例的納米氧化鋁粉，有效地減少了磁粉之間的橋接，增大了磁片的電阻率，在複數磁導率的實部下降允許的範圍內顯著降低了複數磁導率的虛部即磁損耗，從而提高了整個磁片的品質因數，增強了磁片的導磁效果。
【具體實施方式】
[0011]本發明提供了一種NFC磁片用漿料，包括磁粉和有機載體，所述漿料還包括納米氧化鋁粉，其中納米氧化鋁粉與磁粉的質量比為0.0005-0.005。
[0012]本發明的發明人發現，通過在現有NFC磁片的漿料中添加一定比例範圍內的納米氧化鋁粉，製成的磁片經測試其複數磁導率的實部下降有限，但複數磁導率的虛部即磁損耗下降顯著，進而使複數磁導率實部與虛部的比值即整個磁片的品質因數得到提升。發明人通過實驗發現當納米氧化鋁粉與磁粉的質量比小於0.0005時，雖然可以起到提高磁片品質因數的效果，但磁片的品質因數仍較低；當納米氧化鋁粉與磁粉的質量比大於
0.005時，隨著納米氧化鋁粉的繼續增加，複數磁導率的實部下降顯著，而複數磁導率的虛部只有微小的下降，此時磁片的品質因數降低。因此當納米氧化鋁粉與磁粉的質量比在
0.0005-0.005之間時，所製成的磁片具有較高的品質因數。
[0013]優選情況下，所述NFC磁片漿料中磁粉與納米氧化鋁粉的質量之和與有機載體的質量比為1-1.5。有機載體的含量過高，會導致單位體積內的磁粉數量減少，從而使複數磁導率的實部下降顯著；而有機載體的含量過低，單位體積內的磁粉含量過高，增加了磁粉之間的橋接，降低了電阻率，使複數磁導率的虛部即磁損耗過高。
[0014]優選情況下，磁粉為FeSiAl系磁性合金，優選為扁平狀，扁平狀磁粉與有機載體混合後可以在流延成型製成漿料時定向排列，有利於磁片磁導率的提高。
[0015]優選情況下，磁粉的厚度為1-5 μ m,縱橫比為1.5-6,平均粒徑為40-60 μ m,比表面積為0.8 m2/g。上述規格的扁平狀磁粉在流延成型時更容易在有機載體中定向排列，有利於磁導率的提高。
[0016]優選情況下，所述有機載體包括溶劑、粘結劑、分散劑、增塑劑和消泡劑；以有機載體的總重量為基準，所述溶劑佔75-85wt%，粘結劑佔15-20wt%，分散劑佔0.l_lwt%，增塑劑佔 l_5wt%，消泡劑佔 0.l-lwt%0
[0017]所述溶劑為現有技術中常用的各種易於揮發的有機溶劑，例如可以選自甲苯、二甲苯、乙醇、乙酸乙酯、丙酮中的一種或多種，但不局限於此。優選情況下，所述溶劑採用甲苯與乙醇的混合溶劑體系。
[0018]所述消泡劑選自正丁醇、聚醚改性矽類消泡劑中的一種或多種。消泡劑的作用為本領域技術人員所公知，即用於消除漿料中的氣泡。
[0019]所述分散劑選自氫化蓖麻油、聚乙二醇、甲基戊醇中的一種或多種。分散劑用於使漿料體系中各組分均勻分散。
[0020]所述增塑劑選自松油醇、鄰苯二甲酸二丁酯、檸檬酸三丁酯、環氧油酸丁酯中的一種或多種。增塑劑用於減小粘接劑分子鏈之間的應力，增加分子鏈的移動性，從而使整個NFC磁片表現出更好的柔韌性。
[0021]本發明還提供了所述NFC磁片用漿料的製備方法，包括以下步驟:Al、先將粘結齊U、溶劑、分散劑和增塑劑按比例混合，球磨得到混合物；A2、然後往混合物中加入磁粉和納米氧化鋁粉，繼續球磨；A3、最後加入消泡劑進行消泡，得到所述NFC磁片用漿料。
[0022]一般情況下，製備漿料過程中直接將各組分混合均勻即可。本發明中，為保證磁粉、納米氧化鋁粉與有機載體分散均勻，因此先將固體粉末狀的粘結劑以及其他助劑(例如分散劑、增塑劑)分散於溶劑形成有機溶液體系，球磨至混合均勻後，再與磁粉、納米氧化鋁粉混合，並球磨，最後再加入消泡劑進行消泡。
[0023]優選情況下，步驟Al中，製備混合體系球磨轉速為300_450r/min，球磨時間為l-2h。步驟A2中，球磨轉速為300-450r/min，球磨時間為3_8h。
[0024]步驟A3中，所述消泡優選採用真空消泡的方法。更優選情況下，所述真空消泡的真空度為-0.05至-0.1MPa,消泡時間為3_6h，消泡轉速為50_75r/min。
[0025]本發明還提供了一種NFC磁片，所述NFC磁片由以下方法製備得到:S1、將本發明提供的NFC磁片用漿料在流延機上流延，烘乾後得到磁片坯體；S2、將步驟SI得到的磁片坯體裁切至所需形狀，然後進行疊壓成型。
[0026]具體地，所述流延的步驟在流延機上進行，為本領域技術人員公知，此處不再贅述。優選情況下，步驟SI中，所述流延的刮刀高度為0.1-1.0m，速度為8-15m/min。流延後得到磁性薄片，然後進行烘乾處理，去除有機載體中的溶劑等易揮發組分。優選情況下，所述烘乾溫度為80-150°C，烘乾時間為1.5-4h。
[0027]步驟S2中，疊壓成型的壓力為30_50kg/cm2，保壓時間為30_240s。
[0028]作為本發明的一種優選實施方式，還包括疊壓成型後在一個表面覆蓋聚酯膜、另一面貼雙面膠的步驟。通過在表面覆蓋聚酯膜後，可以減少磁片與空氣中水蒸汽的接觸面積，同時減少使用過程中的物理刮傷，提高NFC磁片的使用壽命。更優選情況下，所述聚酯膜所採用的聚酯為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
[0029]為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0030]實施例1
NFC磁片的配方如下:相對於100重量份的磁粉，納米氧化鋁的重量為0.1份。相對於100重量份的磁粉和納米氧化鋁，有機載體的重量為80份。
[0031]有機載體的配方如下:在100重量份的有機載體中，聚乙烯醇縮丁醛(PVB)3.37份(粘接劑)，乙基纖維素13.47份(粘接劑)，甲苯49.67份(溶劑)，乙醇29.68份(溶劑)，正丁醇0.56份(消泡劑)，氫化蓖麻油0.73份(分散劑)，松油醇2.52份(增塑劑)。
[0032]製作工藝為:1、按上述配方稱取上述各原料；2、先將各種有機物混合，放入行星式球磨機中，以400r/min的轉速球磨Ih ;3、再將FeSiAl磁粉和納米氧化招粉加入球磨後的有機載體中，繼續以400r/min的轉速球磨3h ;4、將球磨過後的漿料用真空消泡機消泡3小時，真空度-0.09MPa,轉速70r/min ;5、將消過泡的漿料在流延機上流延，刮刀高度
0.8mm,速度10m/min ;6、再將流延出來的磁片在100°C的烘箱內烘乾2小時；7、最後將烘乾後的磁片在衝切機上衝切成所需的形狀；8、將切好的磁片放入疊壓模具中，在壓機上進行層疊，壓力35kg/cm2，保壓時間120s ;9、將疊壓好的磁片貼上PET膜；10、最後在磁片的另一面貼上雙面膠製得磁片A。[0033]實施例2
NFC磁片的配方如下:相對於100重量份的磁粉，納米氧化鋁為0.05份。相對於100重量份的磁粉和納米氧化鋁，有機載體為80份。
[0034]有機載體的配方如下:在100重量份的有機載體中，聚乙烯醇縮丁醛(PVB)3.37份(粘接劑)，乙基纖維素13.47份(粘接劑)，甲苯49.67份(溶劑)，乙醇29.68份(溶劑)，正丁醇0.56份(消泡劑)，氫化蓖麻油0.73份(分散劑)，松油醇2.52份(增塑劑)。
[0035]製作工藝與實施例1相同，製得磁片B。
[0036]實施例3
NFC磁片的配方如下:相對於100重量份的磁粉，納米氧化鋁為0.5份。相對於100重量份的磁粉和納米氧化鋁，有機載體為80份。
[0037]有機載體的配方如下:在100重量份的有機載體中，聚乙烯醇縮丁醛(PVB)3.37份(粘接劑)，乙基纖維素13.47份(粘接劑)，甲苯49.67份(溶劑)，乙醇29.68份(溶劑)，正丁醇0.56份(消泡劑)，氫化蓖麻油0.73份(分散劑)，松油醇2.52份(增塑劑)。
[0038]製備工藝與實施例1相同，製得磁片C。
[0039]實施例4
NFC磁片的配方如下:相對於100重量份的磁粉，納米氧化鋁為0.1份。相對於100重量份的磁粉和納米氧化鋁，有機載體為100份。
[0040]有機載體的配方如下:在100重量份的有機載體中，聚乙烯醇縮丁醛(PVB)3.37份(粘接劑)，乙基纖維素13.47份(粘接劑)，甲苯49.67份(溶劑)，乙醇29.68份(溶劑)，正丁醇0.56份(消泡劑)，氫化蓖麻油0.73份(分散劑)，松油醇2.52份(增塑劑)。
[0041]製備工藝與實施例1相同，製得磁片D。
[0042]實施例5
NFC磁片的配方如下:相對於100重量份的磁粉，納米氧化鋁為0.1份。相對於100重量份的磁粉和納米氧化鋁，有機載體為66.7份。
[0043]有機載體的配方如下:在100重量份的有機載體中，聚乙烯醇縮丁醛(PVB)3.37份(粘接劑)，乙基纖維素13.47份(粘接劑)，甲苯49.67份(溶劑)，乙醇29.68份(溶劑)，正丁醇0.56份(消泡劑)，氫化蓖麻油0.73份(分散劑)，松油醇2.52份(增塑劑)。
[0044]製備工藝與實施例1相同，製得磁片E。
[0045]對比例I
NFC磁片的配方如下:相對於100重量份的磁粉，無納米氧化鋁。相對於100重量份的磁粉和納米氧化鋁，有機載體為80份。
[0046]有機載體的配方如下:在100重量份的有機載體中，聚乙烯醇縮丁醛(PVB)3.37份(粘接劑)，乙基纖維素13.47份(粘接劑)，甲苯49.67份(溶劑)，乙醇29.68份(溶劑)，正丁醇0.56份(消泡劑)，氫化蓖麻油0.73份(分散劑)，松油醇2.52份(增塑劑)。
[0047]製備工藝與實施例1相同，製得磁片F。
[0048]對比例2
NFC磁片的配方如下:相對於100重量份的磁粉，納米氧化鋁為0.005份。相對於100重量份的磁粉和納米氧化鋁，有機載體為80份。
[0049]有機載體的配方如下:在100重量份的有機載體中，聚乙烯醇縮丁醛(PVB)3.37份(粘接劑)，乙基纖維素13.47份(粘接劑)，甲苯49.67份(溶劑)，乙醇29.68份(溶劑)，正丁醇0.56份(消泡劑)，氫化蓖麻油0.73份(分散劑)，松油醇2.52份(增塑劑)。
[0050]製備工藝與實施例1相同，製得磁片G。
[0051]對比例3
NFC磁片的配方如下:相對於100重量份的磁粉，納米氧化鋁為0.85份。相對於100重量份的磁粉和納米氧化鋁，有機載體為80份。
[0052]有機載體的配方如下:在100重量份的有機載體中，聚乙烯醇縮丁醛(PVB)3.37份(粘接劑)，乙基纖維素13.47份(粘接劑)，甲苯49.67份(溶劑)，乙醇29.68份(溶劑)，正丁醇0.56份(消泡劑)，氫化蓖麻油0.73份(分散劑)，松油醇2.52份(增塑劑)。
[0053]製備工藝與實施例1相同，製得磁片H。
[0054]性能測試:
磁導率測試
將實施例1中製得的磁片A用雷射切割機切成外徑為19mm、內徑為5.4mm的3個相同的圓環。用網絡分析儀(Agilent E5701c，9k-4.5G)連接電腦和測試夾具，將切好的各圓環放入夾具中，進行複數磁導率μ測試，μ=μ ； + i μ ";其中μ丨為複數磁導率的實部，μ "為複數磁導率的虛部，品質因數Q =μ丨/μ "，記錄其平均值。
[0055]採用相同的方法對磁片B-H進行測試，測試結果如表1所示。
[0056]表一:
【權利要求】
1.一種NFC磁片用漿料，包括磁粉和有機載體，其特徵在於，所述漿料還包括納米氧化鋁粉，其中納米氧化鋁粉與磁粉的質量比為0.0005-0.005。
2.根據權利要求1所述的NFC磁片用漿料，其特徵在於，磁粉與納米氧化鋁粉的質量之和與有機載體的質量比為1-1.5。
3.根據權利要求1所述的NFC磁片用漿料，其特徵在於，所述磁粉為FeSiAl系磁性合金。
4.根據權利要求3所述的NFC磁片用漿料，其特徵在於，所述磁粉的厚度為1-5μ m，縱橫比為1.5-6，平均粒徑為40-60 μ m,比表面積為0.8 m2/g。
5.根據權利要求1所述的NFC磁片用漿料，其特徵在於，所述有機載體包括溶劑、粘結齊U、分散劑、增塑劑和消泡劑；以有機載體的總重量為基準，所述溶劑佔75-85wt%，粘結劑佔15-20wt%，分散劑佔0.l-lwt%，增塑劑佔l_5wt%，消泡劑佔0.l_lwt%。
6.根據權利要求1所述的NFC磁片用漿料，其特徵在於，所述納米氧化鋁為純度大於99%的α型氧化招。
7.根據權利要求1所述的NFC磁片用漿料，其特徵在於，所述納米氧化鋁粉為粒徑在10-50nm之間的球狀粉，比表面積為9(Tl30m2/g。
8.權利要求1-7中任一項所述的NFC磁片用漿料的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟:Al、先將粘結劑、溶劑、分散劑和增塑劑按比例混合，球磨得到混合物；A2、然後往混合物中加入磁粉和納米氧化鋁粉，繼續球磨；A3、最後加入消泡劑進行消泡，得到所述NFC磁片用漿料。
9.一種NFC磁片，其特徵在於，所述NFC磁片由以下方法製備得到:S1、將權利要求1至7中任意一項所述的NFC磁片用漿料在流延機上流延，烘乾後得到磁片坯體；S2、將步驟SI得到的磁片坯體裁切至所需形狀，然後進行疊壓成型。
10.根據權利要求9所述的NFC磁片，其特徵在於，所述NFC磁片的一個表面覆蓋聚酯膜、另一表面貼雙面膠，所述聚酯膜所採用的聚酯為聚對苯二甲酸乙二醇酯。
【文檔編號】H01F41/02GK103632795SQ201210310417
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月29日 優先權日:2012年8月29日
【發明者】李華, 王紹隆 申請人:比亞迪股份有限公司