環保無滷性鐵氧體複合磁性材料的製作方法
2023-05-11 20:56:21
專利名稱：環保無滷性鐵氧體複合磁性材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種環保無滷性鐵氧體複合磁性材料，屬於磁性複合材料技術領域。
背景技術：
隨著電動汽車、磁懸浮列車、高性能電動機、發電機等技術的發展，使得高性能磁性產品的需求越來越大,對產品的特性要求也越來越高。不同於注塑和模壓工藝生產的剛性粘結磁體，壓延成型和擠出成型製備的柔性粘結永磁磁體以橡膠和塑料為粘結劑，採用橡膠加工工藝，具有生產效率高、產品自由度大、製品尺寸方便變更以及良好地柔性，較好的滿足了微特電機向小型、超薄、高速、高精度和低噪音方向發展的要求，廣泛的應用於家電、汽車、辦公自動化等領域。製備高性能柔性永磁磁體使用的粘合劑主要是聚氯乙烯(PVC)或者氯化聚乙烯(CPE)及其配合劑如增塑劑等。CPE或者PVC由於其合理的價格、良好的可加工型和良好的力學綜合性能，目前乃至今後的一段時間之內仍然是粘結永磁材料的主要粘結劑。長時間以來，不使用CPE做可撓性良好的磁條幾乎是不可能的。但是CPE或者PVC由於含有滷素，含滷素物資在廢料處理時會產生致癌物資二噁英而受到限制，因此粘結磁體無滷化將是未來橡膠磁體的發展趨勢。目前製備無滷環保粘結磁體較為成熟和普遍的做法是採用NBR丁腈硫化工藝來生產環保的橡塑磁體。雖然NBR製造的磁性製品性能略高於以CPE為粘結劑的製品，但是用NBR 丁腈硫化會產生硫化劑析出汙染，及邊角料無法回收的新問題，導致成本升高，而且工藝控制難度較大。另外，也出現了一些不採用NBR材料的方法，其中一種方法採用高壓低密度聚乙烯塑料製造粘結磁體，就是採用磁粉、聚乙烯、偶聯劑和增塑劑等混合後進行混煉、破碎、分出、壓延、成型得到粘結磁體。但是聚乙烯的成型溫度比CPE還低，因此此種方法存在使用溫度低的問題，限制了粘結磁體的使用範圍。第二種製備柔性粘結NdFeB的方法，採用聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯，聚醯胺和聚醯亞胺為基材的熱塑性彈性體為粘結劑，加入偶聯劑、增塑劑和潤滑劑等然後通過注射、壓延和擠出工藝得到柔性粘結磁體。方法中磁粉填充在84. 6-96. 5wt%、壓延磁體拉伸強度大於3MPa，在120°C保溫3小時，磁通損失小於5%。但是由於所選用的粘結劑均為工程塑料，工程塑料製備的磁性材料在填充量(90wt%以上)較大時，難以兼顧高磁性能和高力學性能。第三種採用無滷粘結劑製造橡塑鐵氧體擠出磁條和橡塑釹鐵硼擠出磁條的方法，採用的粘結劑為橡膠(40-80wt%)和丙烯基彈性體(20-60wt%)混合物。其中丙烯基彈性體為丙烯-辛烯共聚物，丙烯基聚烯烴彈性體，而橡膠為天然橡膠、丁基橡膠、聚異丁烯橡膠或聚氨酯橡膠。其工藝路線是採用納米級的鐵氧體磁粉或者釹鐵硼磁粉與粘結劑、在惰性氣體保護氣氛球磨機中形成混合包覆型顆粒，然後進行擠出和後續加工得到高性能擠出磁體。但是，在粘結鐵氧體和粘結釹鐵硼的製備工藝中，採用納米級的磁粉製備磁體，由於10-200納米鐵氧體的顆粒遠遠小於I微米左右單疇顆粒尺寸，和釹鐵硼顆粒在小於40微米以下磁性能急劇下降等原因，很難得到高性能粘結磁體。
發明內容
本發明為解決磁性複合材料技術中存在的汙染環境、工藝控制難度較大、磁性能和力學性能較差的問題，進而提供了一種環保無滷性鐵氧體複合磁性材料及其製造方法，本發明提供了如下的技術方案環保無滷性鐵氧體複合磁性材料，包括鐵氧體磁粉和粘結劑；所述鐵氧體磁粉包括鍶鐵氧體磁粉或者鋇鐵氧體磁粉，所述鍶鐵氧體磁粉或者鋇鐵氧體磁粉在原料中的質量百分數為50-94%，所述鍶鐵氧體磁粉或者鋇鐵氧體磁粉的徑厚比為 I. 0-4. 0:1 ；所述粘結劑包括丙烯基彈性體PBE、聚烯烴熱塑性彈性體ΤΡ0、熱塑性彈性體POE或丙烯酸橡膠中的至少一種。本發明採用的粘結劑體系是無滷粘結劑，屬於環境友好材料，不存在像CPE或者PVC那樣的滷素引起的環境問題，並且也沒有NBR硫化工藝產生的硫化析出汙，粘結劑的邊 角料還可以回收利用，能夠有效的降低生產成本；本發明提供的生產複合磁性材料的工藝比較簡單、生產的複合磁性材料的磁性能和力學性能較好。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。本發明的具體實施方式
提供了一種環保無滷性鐵氧體複合磁性材料，包括鐵氧體磁粉和粘結劑；鐵氧體磁粉包括鍶鐵氧體磁粉或者鋇鐵氧體磁粉，鍶鐵氧體磁粉或者鋇鐵氧體磁粉在原料中的質量百分比數50-94%，鍶鐵氧體磁粉或者鋇鐵氧體磁粉的徑厚比為
I.0-4. 0:1 ；粘結劑包括丙烯基彈性體PBE、聚烯烴熱塑性彈性體ΤΡ0、熱塑性彈性體POE或丙烯酸橡膠中的至少一種。優選的，鍶鐵氧體磁粉或者鋇鐵氧體磁粉的徑厚比為I. 5-3. O: I。在注重磁體力學性能如拉伸性能、硬度、彈性等性能甚於磁性能的場合，選用徑厚比小的鐵氧體磁粉可以提高磁粉的有效填充率，從而可以得到既擁有良好的綜合性能又有較好的磁性能的應用磁體。優選的，當粘結劑以PBE為基體時，PBE在粘結劑中的質量百分數為70_95%，相容劑在粘結劑中的質量百分數為5-30%。當粘結劑體系以丙烯基彈性體為基體時，需要POE熱塑性彈性體、SEBS或者EPDM作為相容劑來對丙烯基彈性體進行改性，從而改善丙烯基彈性體的力學性能。優選的，PBE包括丙烯-乙烯類共聚物。優選的，相容劑包括Ρ0Ε、苯乙烯嵌段共聚物SEBS或者三元乙丙橡膠EPDM。優選的，相容劑通過馬來酸酐(MAH)或甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)通過接枝獲得，接枝率為O. 1-15%。優選的，粘結劑以TPO為基體，TPO在粘結劑中的質量百分數為90-98%，其餘的物質為通用輔助助劑，如潤滑劑、抗氧化劑和熱穩定劑，含量在2-10wt%。優選的，粘結劑以丙 烯酸橡膠為基體，丙烯酸橡膠粘結劑中的重量百分比為90-100%，其餘輔助助劑根據需要，可以加入補強齊IJ、潤滑齊IJ、熱穩定劑或者抗氧化劑，含量小於10wt%o本發明的具體實施方式
還提供了環保無滷性鐵氧體複合磁性材料可採用如下的製造方法將鐵氧體磁粉和粘結劑在開煉機或者密煉機上進行塑煉，再在壓延機上對塑煉料進行薄通，獲得按照一定的規律排列的鐵氧體磁片；將經過薄通的鐵氧體磁片進行疊片成型，然後再次進行冷軋精整和切割，製得相應的環保無滷性鐵氧體複合磁性材料。本發明的具體實施方式
還提供的環保無滷性鐵氧體複合磁性材料還可採用如下的製造方法將片狀鐵氧體磁粉和粘結劑在開煉機或者密煉機上進行塑煉，再在壓延機上對塑煉料壓延成片，並通過切粒機造粒；在擠出模具上加上電磁場，對造粒料進行擠出成型，製得相應的環保無滷性鐵氧體複合磁性材料。下面通過具體的實施例對本發明提出的技術方案作詳細說明。實施例I將80_88wt%g厚比在2. 0-3. 2的片狀鐵氧體磁粉、10_18wt%丙烯-乙烯共聚物和相容劑POE-g-GMA (比例為4 :1)的粘結劑體系和2被％輔助助劑(包括潤滑劑、抗氧化劑和熱穩定劑)混合均勻在100°C密煉機中塑煉20分鐘，然後再壓延機上壓延成片，切粒後進行擠出成型，得到環保無滷的冰箱封條和門封條，擠出磁體的磁能積在6-10kJ/m3以上。實施例2將89wt%的徑厚比在I. 5-2的片狀鐵氧體磁粉、9wt %的丙烯-乙烯共聚物和POE-g-MAH (比例為7 3)的粘結劑體系和2被％輔助助劑(包括潤滑劑、抗氧化劑和熱穩定劑)經過密煉、壓延、切粒後進行磁場異性擠出，得到擠出磁體。擠出磁體具有良好的可撓性和高的磁性能。磁體剩磁在O. 27T以上，磁能積在13kJ/m3以上。成型磁場大於20000T。實施例3將92被％片狀鐵氧體磁粉(如北礦磁材81^^_40)、6被％聚烯烴熱塑性彈性體之一的乙烯-丁烯高聚物或者丙烯酸橡膠ACM、Iwt %補強劑白炭黑和Iwt %的熱穩定劑混合均勻，然後在130°C開煉機上進行壓延成型，通過塑煉、薄通、疊片和冷軋精整工序後得到壓延成型柔性粘結磁體。壓延磁體磁能積能夠達到12kJ/m3以上。採用本具體實施方式
提供的技術方案，採用的粘結劑體系是無滷粘結劑，屬於環境友好材料，不存在像CPE或者PVC那樣的滷素引起的環境問題，並且也沒有NBR硫化工藝產生的硫化析出汙，粘結劑的邊角料還可以回收利用，能夠有效的降低生產成本；本發明提供的生產複合磁性材料的工藝比較簡單、生產的複合磁性材料的磁性能和力學性能較好。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明實施例揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或 替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求的保護範圍為準。
權利要求
1.環保無滷性鐵氧體複合磁性材料，包括鐵氧體磁粉和粘結劑； 所述鐵氧體磁粉包括鍶鐵氧體磁粉或者鋇鐵氧體磁粉，所述鍶鐵氧體磁粉或者鋇鐵氧體磁粉在原料中的質量百分數為50-94%，所述鍶鐵氧體磁粉或者鋇鐵氧體磁粉的徑厚比為I. 0-4. 0:1 ； 其特徵在於，所述粘結劑包括丙烯基彈性體PBE、聚烯烴熱塑性彈性體TPO、熱塑性彈性體POE或丙烯酸橡膠中的至少一種。
2.根據權利要求I所述的環保無滷性鐵氧體複合磁性材料，其特徵在於，所述鍶鐵氧體磁粉或者鋇鐵氧體磁粉的徑厚比為I. 5-3. O: I。
3.根據權利要求I所述的環保無滷性鐵氧體複合磁性材料，其特徵在於，當所述粘結劑以PBE為基體時，所述PBE在所述粘結劑中的質量百分數為70-95%，所述相容劑在所述粘結劑中的質量百分數為5-30%。
4.根據權利要求3所述的環保無滷性鐵氧體複合磁性材料，其特徵在於，所述PBE包括丙烯-乙烯類共聚物。
5.根據權利要求3所述的環保無滷性鐵氧體複合磁性材料，其特徵在於，所述相容劑包括Ρ0Ε、苯乙烯嵌段共聚物SEBS或者三元乙丙橡膠EPDM。
6.根據權利要求5所述的環保無滷性鐵氧體複合磁性材料，其特徵在於，所述相容劑通過馬來酸酐(MAH)或甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)通過接枝獲得，所述接枝率為O.1-15%。
7.根據權利要求I所述的環保無滷性鐵氧體複合磁性材料，其特徵在於，當所述粘結劑以TPO為基體時，所述TPO在所述粘結劑中的重量百分比為90-98%。
8.根據權利要求I所述的環保無滷性鐵氧體複合磁性材料，其特徵在於，當所述粘結劑以丙烯酸橡膠為基體時，所述丙烯酸橡膠所述粘結劑中的重量百分比為90-100%。
全文摘要
本發明提供了一種環保無滷性鐵氧體複合磁性材料，相應的複合磁性材料包括粘結劑和鐵氧體磁粉；粘結劑包括PBE、TPO、POE或丙烯酸橡膠中的至少一種；鐵氧體磁粉包括鍶鐵氧體磁粉或者鋇鐵氧體磁粉，所述鍶鐵氧體磁粉或者鋇鐵氧體磁粉在原料中的質量百分數為50-94%，鍶鐵氧體磁粉或者鋇鐵氧體磁粉的徑厚比為1.0-4.0:1。本發明採用的粘結劑體系是無滷粘結劑，屬於環境友好材料，不存在像CPE或者PVC那樣的滷素引起的環境問題，並且也沒有NBR硫化工藝產生的硫化析出汙，粘結劑的邊角料可以回收利用，能夠降低生產成本；本發明提供的生產複合磁性材料的工藝較簡單、生產的複合磁性材料的磁性能和力學性能較好。
文檔編號C09J123/08GK102832005SQ20121034011
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月13日 優先權日2012年9月13日
發明者何雙珍, 閻春山, 王峰, 李亞峰 申請人:北礦磁材科技股份有限公司