專利名稱：環(huán)保無鹵性鐵氧體復(fù)合磁性材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)保無鹵性鐵氧體復(fù)合磁性材料，屬于磁性復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電動汽車、磁懸浮列車、高性能電動機(jī)、發(fā)電機(jī)等技術(shù)的發(fā)展，使得高性能磁性產(chǎn)品的需求越來越大,對產(chǎn)品的特性要求也越來越高。不同于注塑和模壓工藝生產(chǎn)的剛性粘結(jié)磁體，壓延成型和擠出成型制備的柔性粘結(jié)永磁磁體以橡膠和塑料為粘結(jié)劑，采用橡膠加工工藝，具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品自由度大、制品尺寸方便變更以及良好地柔性，較好的滿足了微特電機(jī)向小型、超薄、高速、高精度和低噪音方向發(fā)展的要求，廣泛的應(yīng)用于家電、汽車、辦公自動化等領(lǐng)域。制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由于其合理的價(jià)格、良好的可加工型和良好的力學(xué)綜合性能，目前乃至今后的一段時(shí)間之內(nèi)仍然是粘結(jié)永磁材料的主要粘結(jié)劑。長時(shí)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由于含有鹵素，含鹵素物資在廢料處理時(shí)會產(chǎn)生致癌物資二噁英而受到限制，因此粘結(jié)磁體無鹵化將是未來橡膠磁體的發(fā)展趨勢。目前制備無鹵環(huán)保粘結(jié)磁體較為成熟和普遍的做法是采用NBR丁腈硫化工藝來生產(chǎn)環(huán)保的橡塑磁體。雖然NBR制造的磁性制品性能略高于以CPE為粘結(jié)劑的制品，但是用NBR 丁腈硫化會產(chǎn)生硫化劑析出污染，及邊角料無法回收的新問題，導(dǎo)致成本升高，而且工藝控制難度較大。另外，也出現(xiàn)了一些不采用NBR材料的方法，其中一種方法采用高壓低密度聚乙烯塑料制造粘結(jié)磁體，就是采用磁粉、聚乙烯、偶聯(lián)劑和增塑劑等混合后進(jìn)行混煉、破碎、分出、壓延、成型得到粘結(jié)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(jié)磁體的使用范圍。第二種制備柔性粘結(jié)NdFeB的方法，采用聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯，聚酰胺和聚酰亞胺為基材的熱塑性彈性體為粘結(jié)劑，加入偶聯(lián)劑、增塑劑和潤滑劑等然后通過注射、壓延和擠出工藝得到柔性粘結(jié)磁體。方法中磁粉填充在84. 6-96. 5wt%、壓延磁體拉伸強(qiáng)度大于3MPa，在120°C保溫3小時(shí)，磁通損失小于5%。但是由于所選用的粘結(jié)劑均為工程塑料，工程塑料制備的磁性材料在填充量(90wt%以上)較大時(shí)，難以兼顧高磁性能和高力學(xué)性能。第三種采用無鹵粘結(jié)劑制造橡塑鐵氧體擠出磁條和橡塑釹鐵硼擠出磁條的方法，采用的粘結(jié)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。其工藝路線是采用納米級的鐵氧體磁粉或者釹鐵硼磁粉與粘結(jié)劑、在惰性氣體保護(hù)氣氛球磨機(jī)中形成混合包覆型顆粒，然后進(jìn)行擠出和后續(xù)加工得到高性能擠出磁體。但是，在粘結(jié)鐵氧體和粘結(jié)釹鐵硼的制備工藝中，采用納米級的磁粉制備磁體，由于10-200納米鐵氧體的顆粒遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于I微米左右單疇顆粒尺寸，和釹鐵硼顆粒在小于40微米以下磁性能急劇下降等原因，很難得到高性能粘結(jié)磁體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決磁性復(fù)合材料技術(shù)中存在的污染環(huán)境、工藝控制難度較大、磁性能和力學(xué)性能較差的問題，進(jìn)而提供了一種環(huán)保無鹵性鐵氧體復(fù)合磁性材料及其制造方法，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案環(huán)保無鹵性鐵氧體復(fù)合磁性材料，包括鐵氧體磁粉和粘結(jié)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(zhì)量百分?jǐn)?shù)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(jié)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(fā)明采用的粘結(jié)劑體系是無鹵粘結(jié)劑，屬于環(huán)境友好材料，不存在像CPE或者PVC那樣的鹵素引起的環(huán)境問題，并且也沒有NBR硫化工藝產(chǎn)生的硫化析出污，粘結(jié)劑的邊 角料還可以回收利用，能夠有效的降低生產(chǎn)成本；本發(fā)明提供的生產(chǎn)復(fù)合磁性材料的工藝比較簡單、生產(chǎn)的復(fù)合磁性材料的磁性能和力學(xué)性能較好。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明的具體實(shí)施方式
提供了一種環(huán)保無鹵性鐵氧體復(fù)合磁性材料，包括鐵氧體磁粉和粘結(jié)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(zhì)量百分比數(shù)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(jié)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(yōu)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(xué)性能如拉伸性能、硬度、彈性等性能甚于磁性能的場合，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(yīng)用磁體。優(yōu)選的，當(dāng)粘結(jié)劑以PBE為基體時(shí)，PBE在粘結(jié)劑中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為70_95%，相容劑在粘結(jié)劑中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5-30%。當(dāng)粘結(jié)劑體系以丙烯基彈性體為基體時(shí)，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(jìn)行改性，從而改善丙烯基彈性體的力學(xué)性能。優(yōu)選的，PBE包括丙烯-乙烯類共聚物。優(yōu)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(yōu)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(yōu)選的，粘結(jié)劑以TPO為基體，TPO在粘結(jié)劑中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為90-98%，其余的物質(zhì)為通用輔助助劑，如潤滑劑、抗氧化劑和熱穩(wěn)定劑，含量在2-10wt%。優(yōu)選的，粘結(jié)劑以丙 烯酸橡膠為基體，丙烯酸橡膠粘結(jié)劑中的重量百分比為90-100%，其余輔助助劑根據(jù)需要，可以加入補(bǔ)強(qiáng)齊IJ、潤滑齊IJ、熱穩(wěn)定劑或者抗氧化劑，含量小于10wt%o本發(fā)明的具體實(shí)施方式
還提供了環(huán)保無鹵性鐵氧體復(fù)合磁性材料可采用如下的制造方法將鐵氧體磁粉和粘結(jié)劑在開煉機(jī)或者密煉機(jī)上進(jìn)行塑煉，再在壓延機(jī)上對塑煉料進(jìn)行薄通，獲得按照一定的規(guī)律排列的鐵氧體磁片；將經(jīng)過薄通的鐵氧體磁片進(jìn)行疊片成型，然后再次進(jìn)行冷軋精整和切割，制得相應(yīng)的環(huán)保無鹵性鐵氧體復(fù)合磁性材料。本發(fā)明的具體實(shí)施方式
還提供的環(huán)保無鹵性鐵氧體復(fù)合磁性材料還可采用如下的制造方法將片狀鐵氧體磁粉和粘結(jié)劑在開煉機(jī)或者密煉機(jī)上進(jìn)行塑煉，再在壓延機(jī)上對塑煉料壓延成片，并通過切粒機(jī)造粒；在擠出模具上加上電磁場，對造粒料進(jìn)行擠出成型，制得相應(yīng)的環(huán)保無鹵性鐵氧體復(fù)合磁性材料。下面通過具體的實(shí)施例對本發(fā)明提出的技術(shù)方案作詳細(xì)說明。實(shí)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(jié)劑體系和2被％輔助助劑(包括潤滑劑、抗氧化劑和熱穩(wěn)定劑)混合均勻在100°C密煉機(jī)中塑煉20分鐘，然后再壓延機(jī)上壓延成片，切粒后進(jìn)行擠出成型，得到環(huán)保無鹵的冰箱封條和門封條，擠出磁體的磁能積在6-10kJ/m3以上。實(shí)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(jié)劑體系和2被％輔助助劑(包括潤滑劑、抗氧化劑和熱穩(wěn)定劑)經(jīng)過密煉、壓延、切粒后進(jìn)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。成型磁場大于20000T。實(shí)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(bǔ)強(qiáng)劑白炭黑和Iwt %的熱穩(wěn)定劑混合均勻，然后在130°C開煉機(jī)上進(jìn)行壓延成型，通過塑煉、薄通、疊片和冷軋精整工序后得到壓延成型柔性粘結(jié)磁體。壓延磁體磁能積能夠達(dá)到12kJ/m3以上。采用本具體實(shí)施方式
提供的技術(shù)方案，采用的粘結(jié)劑體系是無鹵粘結(jié)劑，屬于環(huán)境友好材料，不存在像CPE或者PVC那樣的鹵素引起的環(huán)境問題，并且也沒有NBR硫化工藝產(chǎn)生的硫化析出污，粘結(jié)劑的邊角料還可以回收利用，能夠有效的降低生產(chǎn)成本；本發(fā)明提供的生產(chǎn)復(fù)合磁性材料的工藝比較簡單、生產(chǎn)的復(fù)合磁性材料的磁性能和力學(xué)性能較好。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明實(shí)施例揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或 替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.環(huán)保無鹵性鐵氧體復(fù)合磁性材料，包括鐵氧體磁粉和粘結(jié)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(zhì)量百分?jǐn)?shù)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 ； 其特征在于，所述粘結(jié)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(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)保無鹵性鐵氧體復(fù)合磁性材料，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)保無鹵性鐵氧體復(fù)合磁性材料，其特征在于，當(dāng)所述粘結(jié)劑以PBE為基體時(shí)，所述PBE在所述粘結(jié)劑中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為70-95%，所述相容劑在所述粘結(jié)劑中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5-30%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)保無鹵性鐵氧體復(fù)合磁性材料，其特征在于，所述PBE包括丙烯-乙烯類共聚物。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)保無鹵性鐵氧體復(fù)合磁性材料，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求5所述的環(huán)保無鹵性鐵氧體復(fù)合磁性材料，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)保無鹵性鐵氧體復(fù)合磁性材料，其特征在于，當(dāng)所述粘結(jié)劑以TPO為基體時(shí)，所述TPO在所述粘結(jié)劑中的重量百分比為90-98%。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)保無鹵性鐵氧體復(fù)合磁性材料，其特征在于，當(dāng)所述粘結(jié)劑以丙烯酸橡膠為基體時(shí)，所述丙烯酸橡膠所述粘結(jié)劑中的重量百分比為90-100%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種環(huán)保無鹵性鐵氧體復(fù)合磁性材料，相應(yīng)的復(fù)合磁性材料包括粘結(jié)劑和鐵氧體磁粉；粘結(jié)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(zhì)量百分?jǐn)?shù)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(fā)明采用的粘結(jié)劑體系是無鹵粘結(jié)劑，屬于環(huán)境友好材料，不存在像CPE或者PVC那樣的鹵素引起的環(huán)境問題，并且也沒有NBR硫化工藝產(chǎn)生的硫化析出污，粘結(jié)劑的邊角料可以回收利用，能夠降低生產(chǎn)成本；本發(fā)明提供的生產(chǎn)復(fù)合磁性材料的工藝較簡單、生產(chǎn)的復(fù)合磁性材料的磁性能和力學(xué)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(yōu)先權(quán)日2012年9月13日
發(fā)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