CN101383211A - 高硬度饱和极性橡胶粘结永磁体及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高硬度饱和极性橡胶粘结永磁体，包括如下重量含量组份：磁粉85～97％，饱和极性橡胶2～15％，增塑剂0.5～4％，润滑剂0～1％，表面活性剂0.1％～2.5％，其余为防老剂，增塑剂为石油系列增塑剂中的石油树脂、石蜡；煤焦油系列中的古马隆树脂；松油系中的松焦油、松香、松香油及环氧类中的环氧大豆油中的一种或几种，还提供了一种上述的高硬度饱和极性橡胶粘结永磁体的制备方法，本发明的高硬度饱和极性橡胶粘结永磁体硬度提高，物理性能得到了改善，降低了下游厂商产品不良率，加工方便安全、生产成本降低，对扩大产品的适应性大有益处。

Description

高硬度饱和极性橡胶粘结永磁体及其制备方法

技术领域

本发明涉及粘结永磁体技术领域，更具体地，涉及饱和极性橡胶粘结永磁体技术领域，特别是指一种高硬度饱和极性橡胶粘结永磁体及其制备方法，适用于锶(钡)铁氧体磁粉，也适用于NdFeB、NdFeN、SmCo等磁粉。

背景技术

随着全社会信息化水平和信息化程度的不断提高，人们对电子信息产品的要求不断提高，目前电子信息类产品正在向小薄短的方向发展，这就对电子信息行业的永磁材料提出更高的要求，与烧结永磁体相比，粘结永磁体以其机械性能良好，一次成型，不需要进行后加工可制备复杂形状，可连续大批量自动化生产，对环境影响小的优点，对市场的占有率逐渐上升。已广泛应用于计算机、移动通讯、高级音响设备、微电机、传感器、办公设备、电子照相机等工业和消费类电子工业。

目前社会上通常使用的粘结剂有CPE、NBR(必须经过硫化成型才有使用价值)、尼龙6、尼龙12、NR(必须经过硫化成型才有使用价值)、CSM等，其中尼龙类用于注射成型粘结磁体，CPE、NBR、NR等可用于压延成型类，CPE类产品以成本低廉、生产工艺简单、设备投资小等优点占据相当大的市场份额，但它用于冰箱(柜)门封较好，用于电机马达风扇类上时，它的性能一致性较差，硬度提高很困难，只能做到42SHD(邵氏硬度)左右，适用于中低档日杂类产品的生产使用；NBR类以其产品工艺简单，产品厚度尺寸一致性好、产品硬度高、产品弹性好的优点占据着中高档磁条的市场，但有一个弱点:产品成本较高，工艺比CPE要复杂，目前它的生产配方和工艺技术垄断在少数几个强势生产商手中；

产品硬度上不去的问题是饱和橡胶(CPE、CSM等)作为粘结剂的一个极易产生不良后果的弱点:下游厂商在生产装配中的冲击极易致磁条端口发生微小变形，使装配成的风扇类马达产品定转子之间的气隙小于设计值，加之这类产品本身产品厚度一致性较差，这两种弱点极易产生叠加效应，导致电子产品产生不能接受的噪音甚至发生转子卡死，产生死机不良。严重影响下游产品的质量稳定性。

现有的饱和橡胶作为粘结剂生产工艺为:磁粉表面处理-----原料混配----混炼----造粒----双辊压延机成型复合制板----双辊压延机轧制到设定厚度----切割成需要的外型尺寸----检验-----分拣-----包装入库。其中的混炼环节，随着生产厂商的规模，可用开放式炼胶机，也可用密闭式炼胶机。开放式炼胶机初期投资小，适合于资金能力有限的初进入者，但劳动环境差，安全性差，劳动强度大。

目前胶磁行业通行的针对饱和非硫化型产品调整产品硬度的办法是通过调整粘结剂特别是增塑剂用量来达到目的，增塑剂及粘结剂用量下降对产品硬度有一定的相关性，但给混炼工艺造成困难，导致混炼电能消耗大幅上升，而且密炼工艺下，由于混合料摩擦力大幅下降，密炼机会长时间处于低负载状态导致混炼工艺无法进行。开炼工艺对低摩擦力混合料适应性稍强，能将增塑剂配合量较小摩擦力较小的混合料通过反复多次通过双辊的压合而混炼均匀。但有一个无法逾越的度:只能稍微增加2～3SHD(邵氏度)。

发明内容

本发明的主要目的就是针对以上存在的问题与不足，提供一种高硬度饱和极性橡胶粘结永磁体，该永磁体硬度提高，物理性能得到了改善，降低了下游厂商产品不良率，加工方便安全、生产成本降低，对扩大产品的适应性大有益处。

为了实现上述目的，在本发明的第一方面，提供了一种高硬度饱和极性橡胶粘结永磁体，其特点是，包括如下重量含量组份:

磁粉             85～97％，

饱和极性橡胶     2～15％，

增塑剂           0.5～4％，

润滑剂           0～1％，

表面活性剂       0.1％～2.5％，

其余为防老剂。

上述饱和极性橡胶作为永磁体的粘结剂。

较佳地，所述磁粉为85～95％，所述饱和极性橡胶为6～10％，所述增塑剂为1.5～3％。

较佳地，所述表面活性剂为硬脂酸，其比例为0.5～2％。

较佳地，所述磁粉为锶铁氧体、钕铁硼NdFeB磁粉、钐钴SmCo磁粉中的一种或几种。

较佳地，所述磁粉粒径0.5～10μm。

较佳地，所述饱和极性橡胶为氟橡胶FPM、氯化聚乙烯橡胶CPE、丙烯酸酯橡胶ACM、氯磺化聚乙烯橡胶CMS、聚乙烯醇橡胶、丁吡橡胶、乙烯-丙烯酸甲酯橡胶中的一种或几种。

较佳地，所述增塑剂为石油系列增塑剂中的石油树脂、石蜡；煤焦油系列中的古马隆树脂；松油系中的松焦油、松香、松香油及环氧类中的环氧大豆油中的一种或多种。

较佳地，还包括邻苯二甲酸类酯，含量为0～1.5％。根据客户对产品硬度的要求，可采用本发明所涉增塑剂与邻苯二甲酸类酯配合使用，使产品硬度不至于过硬而影响客户使用效果，使产品硬度在常规的42邵尔D与53邵尔D之间无级可调。进一步满足市场不同客户群对胶磁硬度的不同要求。

在本发明的第二方面，还提供了一种上述的高硬度饱和极性橡胶粘结永磁体的制备方法，其特点是，包括下述步骤:

a.将所述磁粉用所述表面活性剂进行处理，以达到较高的表面活性，使所述磁粉与有机粘结剂之间能更好地融合；

b.将处理过的上述磁粉与所述饱和极性橡胶、所述增塑剂、所述润滑剂、所述防老剂混合均匀进行混炼，各组份充分融合后进入造粒机造粒；

c.造粒后用压延机成型，通过4～5遍复合压延，变成毛坯胶磁板材；

d.所述毛坯胶磁板材通过所述压延机经过多遍压延，降到需要的厚度，然后用切割设备按需要的尺寸需要进行切割；

e.检验包装入库。

较佳地，所述混炼采用密炼工艺，温度控制在80℃～140℃。

上述磁粉处理方式可以为:密炼机内加入待处理磁粉，混入偶联剂或硬脂酸，加压，混炼5～10分钟；

混炼方法可以采用:1.密炼法:将处理过的磁粉，按比例加入粘结剂、增塑剂、防老剂、加工助剂，加压，混炼，混炼温度控制在80℃～140℃之间，密炼室温度达到140℃，即卸压，冷却腔通水冷却，待密炼室温度降到80℃再加压混炼，达到140℃即出料；2.开炼法:将处理过的磁粉，按比例加入粘结剂、增塑剂、防老剂、加工助剂，在混合机(一般用和面机)内混合十分钟，倒出，进入开炼机，每次加入量以能包满辊，略有少量余料，边通过双辊碾压混炼，边斜刀打三角包横向混合，经过5～8分钟，看料面没有黑丝即混炼均匀。

表1显示的是上述两种混炼方法电能消耗。

表1 两种混炼方法电能消耗对比

 

混炼方法	每机产量	工作时间	电机功率	每kg耗电量
					开炼法	8kg	7min	30	0.48KWh
密炼法	143	45min	75	0.40KWh

切割过程是:压延成的两到三米长的板，通过控制好刀间距的Φ40的圆刀混切长度，通过冲床与气动送料器配合冲切宽度。

本发明中出现的通用专业符号/缩写的中文对照如下:

FPM----氟橡胶；SR----硅橡胶；NBR----丁腈橡胶；NR----天然橡胶；CPE----氯化聚乙烯橡胶；CMS----氯磺化聚乙烯；ACM----丙烯酸酯橡胶；DOP----邻苯二甲酸二辛酯；NdFeB----钕铁硼；SmCo----钐钴；SHD----邵氏硬度。

本发明的有益效果具体如下:

1.普通技术人员认为，非硫化型橡胶加工过程中的可塑性与成品硬度呈负相关:要提高成品硬度，就要牺牲加工过程中的可塑性，增加混炼加工过程中的困难和能源消耗，本发明人以前要涉及需要调整硬度时也被迫走入这样的误区:通过降低可塑性，采用高电能消耗、高劳动强度、高操作人员人身安全风险、使产品的磁性能有较大下降的开炼法达到微量的硬度提升。本发明最大的特点就是增塑(软化)体系与粘结体系能较好地配合，使加工过程中的可塑性与成品的硬度不再是一对矛盾体，能达到有机的统一，做到双赢。既有利于加工过程中的方便，节省混炼过程中的电能消耗，又使成品硬度得到大幅提高。

2.本发明与粘结体系配合的增塑体系采用了公知技术和普通技术人员从不采用的配合增塑系，其中包括石油系列增塑剂中的石油树脂、石蜡、煤焦油系列中的古马隆树脂、松油系中的松焦油、松香油、环氧类中的环氧大豆油。以上几种在其中均起良好的相互配合作用，此外，主要作为表面活性剂的硬脂酸在这个体系中也发挥了很大的配合作用。不再采用公知技术中一般用合成邻笨二甲酸二辛酯作为主要增塑作用的传统做法，最后的结果也与公知的采用合成邻笨二甲酸二辛酯作为主要增塑剂有显著的改善。

3.本发明在工艺条件不发生重大调整，不需要添置新设备的条件下改善产品硬度，使采用饱和极性橡胶作为粘结剂的粘结磁体产品硬度达到只有少数几个强势生产商垄断的采用不饱的极性橡胶的高成本硫化工艺产品所能达到的硬度，改善了低成本产品的物理性能，降低了混炼工艺的电能消耗，降低了下游厂商产品不良率。

4.因此，本发明人针对目前饱和橡胶粘结磁体的硬度与用户需要提高硬度，减少产品不良率的矛盾，通过大量科研试验，成功地将这种磁体的加工助剂进行了改进，引入一种增塑剂组合，解决了产品加工过程中的可塑性与成品硬度成反相关的一个十分棘手的问题。

5.通过本发明获得的产品，比通过传统采用邻笨二甲酸二辛酯生产出的可能的最硬配方生产出的产品，硬度要提高10～20％；混炼时间和混炼电能消耗要下降15％，与成本高30％的硫化产品硬度相当，对扩大产品的适应性大有益处，能极大地扩大产品的市场占有率；改善了生产场所的环境卫生状况，对操作人员的身体健康带来很大好处，提高了操作人员的安全性，杜绝了机械事故的发生。

附图说明

图1是本发明的高硬度饱和极性橡胶粘结永磁体的制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

为更好的理解本发明的内容，下面结合具体实施例作进一步说明。

实施例1

浙江安特磁材有限公司磁粉ZMXF-4S锶铁氧体粘结磁粉1200份，南通恒瑞玻塑有限公司130A型CPE100份，增塑剂25份，如皋双马化工有限公司401820型硬脂酸15份，南通新邦化工有限公司硬脂酸钙0.5份，KY405-L防老剂0.3份，混合均匀后，用开炼机混炼5分钟，所得胶片硬度为邵氏53邵尔D。

实施例2

北矿磁材股份有限公司BMXF-4B锶铁氧体粘结磁粉140Kg，南通恒瑞玻塑有限公司130A型CPE10.8Kg，增塑剂2.8Kg，硬脂酸1.5Kg，硬脂酸钙0.5Kg，防老剂0.3Kg，通过55立升上顶栓加压式捏炼机，按上述方法混炼，出料，制得胶片硬度53邵尔D。

实施例3

浙江安特磁材有限公司BMXF-4S磁粉1350份，南通恒瑞玻塑制造有限公司130A型CPE100份，增塑剂28份，401820型硬酯酸15份，硬酯酸钙0.5份，KY-405防老剂0.3份用55升密炼机混炼，出料制得胶片硬度54邵尔D。

实施例4

浙江安特磁材有限公司BMXF-4S磁粉1300份，南通恒瑞玻塑制造有限公司130A型CPE100份，增塑剂28份，401820型硬酯酸15份，硬酯酸钙0.5份，KY-405防老剂0.3份用55升密炼机混炼，出料制得胶片硬度53邵尔D。

实施例5

浙江安特磁材有限公司BMXF-4S磁粉1200份，南通恒瑞玻塑制造有限公司135A型CPE100份，增塑剂25份，401820型硬酯酸15份，硬酯酸钙0.5份，KY-405防老剂0.3份用55升密炼机混炼，出料制得胶片硬度53邵尔D。

实施例6

浙江安特磁材有限公司BMXF-4S磁粉1200份，南通恒瑞玻塑制造有限公司130A型CPE100份，增塑剂22份，401820型硬酯酸15份，用55升密炼机混炼，出料制得胶片硬度53邵尔D。

实施例7

浙江安特磁材有限公司BMXF-4S磁粉1000份，南通恒瑞玻塑制造有限公司130A型CPE100份，增塑剂22份，401820型硬酯酸15份，用55升密炼机混炼，出料制得胶片硬度49邵尔D。

实施例8

实例1制得的混炼胶加入等量边角料，入密炼机混炼均匀后制得胶料，通过压延制得胶磁板，测得硬度48邵尔D。

另外，江苏省南通市产品质量监督检验所2008年5月26日出具的№2008JC0680号检验报告:1#试样(采用本发明法生产)磁性橡胶板硬度为53邵尔D；作为对比的采用本发明之前公知技术生产的磁性橡胶板硬度为43.20邵尔D。

因此，本发明针对目前饱和橡胶粘结磁体的硬度与用户需要提高硬度，减少产品不良率的矛盾，通过引入一种增塑剂组合，与粘结体系能较好地配合，使加工过程中的可塑性与成品的硬度不再是一对矛盾体，能达到有机的统一，做到双赢。既有利于加工过程中的方便，节省混炼过程中的电能消耗，又使成品硬度得到大幅提高。

综上所述，本发明的高硬度饱和极性橡胶粘结永磁体硬度提高，物理性能得到了改善，降低了下游厂商产品不良率，加工方便安全、生产成本降低，对扩大产品的适应性大有益处。

需要说明的是，在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。应理解，以上所述的是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改而不背离本发明的精神与范围，这些等价形式同样落在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种高硬度饱和极性橡胶粘结永磁体，其特征在于，包括如下重量含量

组份:

磁粉               85～97％，

饱和极性橡胶       2～15％，

增塑剂             0.5～4％，

润滑剂             0～1％，

表面活性剂         0.1％～2.5％，

其余为防老剂。

2.根据权利要求1所述的高硬度饱和极性橡胶粘结永磁体，其特征在于，所述磁粉为85～95％，所述饱和极性橡胶为6～10％，所述增塑剂为1.5～3％。

3.根据权利要求1所述的高硬度饱和极性橡胶粘结永磁体，其特征在于，所述表面活性剂为硬脂酸，其比例为0.5～2％。

4.根据权利要求1所述的高硬度饱和极性橡胶粘结永磁体，其特征在于，所述磁粉为锶铁氧体、钕铁硼磁粉、钐钴磁粉中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的高硬度饱和极性橡胶粘结永磁体，其特征在于，所述磁粉粒径0.5～10μm。

6.根据权利要求1所述的高硬度饱和极性橡胶粘结永磁体，其特征在于，所述饱和极性橡胶为氟橡胶、氯化聚乙烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、聚乙烯醇橡胶、丁吡橡胶、乙烯-丙烯酸甲酯橡胶中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的高硬度饱和极性橡胶粘结永磁体，其特征在于，所述增塑剂为石油系列增塑剂中的石油树脂、石蜡；煤焦油系列中的古马隆树脂；松油系中的松焦油、松香、松香油及环氧类中的环氧大豆油中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的高硬度饱和极性橡胶粘结永磁体，其特征在于，还包括邻苯二甲酸类酯，含量为0～1.5％。

9.一种根据权利要求1所述的高硬度饱和极性橡胶粘结永磁体的制备方法，其特征在于，包括下述步骤:

a.将所述磁粉用所述表面活性剂进行处理，以达到较高的表面活性，使所述磁粉与有机粘结剂之间能更好地融合；

b.将处理过的上述磁粉与所述饱和极性橡胶、所述增塑剂、所述润滑剂、所述防老剂混合均匀进行混炼，各组份充分融合后进入造粒机造粒；造粒后用压延机成型，通过4～5遍复合压延，变成毛坯胶磁板材；

c.所述毛坯胶磁板材通过所述压延机经过多遍压延，降到需要的厚度，然后用切割设备按需要的尺寸需要进行切割；

d.检验包装入库。

10.根据权利要求9所述的高硬度饱和极性橡胶粘结永磁体的制备方法，其特征在于，所述混炼采用密炼工艺，温度控制在80℃～140℃。