CN101964234A - 一种添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料，由如下重量比例的原料组份制成；磁粉72％-85％；再生塑料0％～28％；热塑性塑料0％～28％；助剂0％～3％。制备上述可挠性塑胶磁性膜片材料的方法为将磁粉、再生塑料、热塑性塑料和助剂按照所述比例调制成混合物，混合物通过挤出机挤出流延成膜，经两辊或多辊冷却定型制得产品。本发明实现了再生塑料在塑胶磁性材料中的重复使用，节省石油资源，减少碳排放；同时可实现比橡胶磁性材料做到更薄更宽的可挠性塑胶磁性膜片材料。

Description

一种添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料
技术领域
本发明涉及磁性材料，更具体地讲，涉及一种添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料。
背景技术
传统橡塑磁性材料目前每年全球产量达6～9万吨，广泛用于展示展览、礼品、玩具文具、工业产品等。其中使用的粘结剂分为两类：一类是以塑料为粘结剂的塑胶磁性材料，另一类是以弹性体或橡胶为粘结剂的橡胶磁性材料。
传统塑胶磁性材料产品不具可挠性。所谓可挠性是指材料绕一定直径(如
Figure BSA00000274673000011
、10mm)的圆棒，表面没有出现明显裂痕。使用塑料为粘结剂的传统塑胶磁性材料制备方法是：将磁粉与热塑性塑料(如PA、PPS)、热塑性弹性体混合均匀，经模压、注塑、挤出等工艺制得产品。产品结构以环状、棒状、条状为主，属于非可挠性塑胶磁性材料。目前还未见以热塑性塑料为粘结剂，同时采用挤出流延成膜制备可挠性塑胶磁性膜片材料的文献报道，再生塑料在磁性材料中的应用也是属于空白。
而可挠性橡胶磁性材料使用的粘结剂大多数是弹性体(如CPE)或橡胶(如EPDM、NBR)，一般通过低温压延方式加工，加工温度为150℃以下。使用EPDM、NBR为粘结剂的可挠性橡胶磁性材料，耐温性差，尺寸稳定性不佳，需要通过硫化才能达到使用要求；EPDM、NBR硫化后，材料本身不能重复使用。材料本身断裂强度低，在压延成型时易断裂，很难做到产品厚度0.30mm以下，同时宽度达到1200mm以上；使用CPE为粘结剂的可挠性橡胶磁性材料含有卤素(主要为氟、氯、溴)，不环保，废弃后直接焚烧或掩埋处理会对水源和土壤造成污染。所以，传统的可挠性橡胶磁性材料缺点在于：1)难以使用再生料为粘结剂，2)边料难以重复利用，3)浪费大量的石油化工资源，4)污染环境。
中国专利申请02134329.2公开了“一种永磁铁氧粘结橡胶磁体及其制造工艺”，该工艺采用密炼机混炼及压延机压延的方法制作出磁性橡胶材料产品，该方法制做出的橡胶磁体厚度为1～2mm，需要经过辐照硫化才能达到使用要求；硫化后的边角料和制品不能回收利用，造成了大量的石油资源浪费。
发明内容
为了解决上述传统塑胶和橡胶磁性材料所存在的问题，本发明的目的在于提供一种以热塑性塑料或再生塑料，或再生塑料和热塑性塑料混合为粘结剂，采用挤出流延工艺制备出具有传统橡塑磁性膜片材料的磁性能，又具有超宽、超薄特点的，环保的可挠性的塑胶磁性膜片材料。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料，是由如下重量比例的原料组份制成；
磁粉              72％～85％
再生塑料          0％～28％
热塑性塑料        0％～28％
助剂              0％～3％
所述再生塑料为在塑料生产及塑料制品加工过程中产生的热塑性下脚料、边角料和残次品，或者是市面回收的且经加工清洗干净的热塑性塑料(片状、块状、粒状或粉状)。
所述热塑性塑料包括聚烯烃塑料、聚乙烯及其接枝物、聚丙烯及其接枝物、乙烯-丁烯或乙烯-辛烯共聚物(POE)、乙丙热塑性弹性体、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、聚苯乙烯(PS)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(SEBS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚酯(PET、PBT)、聚氨酯(PU)中的任意一种或者两种以上的任意组合。
所述磁粉包括硬磁材料粉末和软磁材料粉末。所述硬磁材料粉末包括锶铁氧体磁粉和钡铁氧体磁粉中任一种或两种以上的任意组合。所述软磁材料粉末包括铁、镍、钴及含铁、镍、钴化合物粉末中的任一种或两种以上的任意组合。
所述助剂包括抗氧剂、紫外线吸收剂、润滑剂、偶联剂和分散剂中的任一种或两种以上的组合。
上述添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料的制备工艺为：将磁粉、再生塑料、热塑性塑料和助剂按照所述比例调制成混合物，混合物通过挤出机挤出流延成膜，经两辊或多辊冷却定型制得产品；具体工艺分为如下两种：
工艺一：将所述混合物由挤出机加料口进入挤出机机筒与螺杆之间，混合物在挤出机螺杆输送段初步受热，同时向压缩段输送，到达压缩段后，混合物中的塑胶及助剂温度进一步升高，开始熔融，逐渐形成胶状混合物，该混合物被螺杆继续往前输送到均化段，在该段中，混合物在螺杆与螺杆、螺杆与机筒间的强力剪切作用下，塑胶完全熔融，在磁粉粒子表面形成了塑胶包覆层，最终形成了完全熔融的均匀混合物，并通过口模抽丝，冷却后通过切粒机牵引切粒。其中挤出机的机筒温度控制在160℃～260℃。
将所述的混合物加入到混炼装置中，在加热和加压的双重作用下，混合物进行熔融塑化，然后冷却得到块状物料，将块状混合物进行破碎，制得片状、粒状坯料。其中混炼装置温度控制在80℃～230℃。
将所述片状、粒状坯料由料筒加入到挤出机中，片状、粒状坯料在机筒中通过螺杆的转动作用，经过传输，压缩，熔融塑化，排气，熔体泵输送，混合等过程，然后挤出流延成膜，通过下辊和中辊压光，冷却定型，上辊牵引，制得添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料。其中机筒和模具温度控制在160℃～260℃，产品厚度在0.10～0.50mm之间。通过调节模具宽度和模口的厚度，可制备得到不同厚度和宽度的产品。
所述混炼装置为搅拌机、高混机、螺杆混炼机、开炼机、密炼机中的一种或者几种。
工艺二：将所述混合物由挤出机加料口进入到挤出机机筒与螺杆之间，混合物在挤出机螺杆输送段初步受热，同时向压缩段输送，到达压缩段后，混合物中的塑胶及助剂温度进一步升高，开始熔融，逐渐形成胶状混合物，该混合物被螺杆继续往前输送到均化段，在该段中，混合物在螺杆与螺杆、螺杆与机筒间的强力剪切作用下，塑胶完全熔融，在磁粉粒子表面形成了塑胶包覆层，最终形成了均匀混合物熔体。再将所得混合物熔体输送到另一台挤出机机筒中，熔体在机筒和螺杆的作用下，经混炼、熔体泵输送、混合等过程挤出流延成膜，通过下辊和中辊压光，并冷却定型，上辊牵引，制得添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料。其中两台挤出机机筒和流延模具温度控制在160℃～260℃，产品厚度在0.10～0.50mm之间，可通过调节模口厚度、辊筒间距以及辊筒的牵引速率来控制。
本发明相对于现有技术具有如下优点及有益效果：
(1)本发明添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料使用热塑性塑料或再生塑料，或再生塑料和热塑性塑料混合为粘结剂，实现了再生塑料在塑胶磁性材料中的重复使用。其本身可回收，亦可用于塑料再生，节省石油资源，减少碳排放。
(2)本发明添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料使用的粘结剂无需硫化，更适合循环使用。
(3)本发明添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料使用的原料均为无卤材料，有利于减少对水源和土壤的污染。
(4)本发明通过挤出流延工艺制得添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料，与橡胶磁性材料相比可以做到更薄更宽(厚度最薄可达0.10mm，宽度可达3000mm)，使用范围广泛。
(5)本发明添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料通过挤出流延成膜，加工方式简单，易实现工业自动化生产，生产效率更高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
原料配比如下
铁粉                         76.2％
添加再生塑料的热塑性塑料     23.5％
助剂                         0.3％。
所述铁粉为铁的氧化物，所述添加再生塑料的热塑性塑料为聚丙烯(PP)和再生PP料按照5∶1比例的混合物，所述助剂包括抗氧剂1010及抗氧剂168、润滑剂硬脂酸。
步骤A：将原材料按照上述质量配比调制成混合物。
步骤B：将步骤A中的混合物由挤出机加料口进入到挤出机机筒与螺杆之间，混合物在挤出机螺杆输送段初步受热，同时向压缩段输送，到达压缩段后，混合物中的塑胶及助剂温度进一步升高，开始熔融，逐渐形成胶状混合物，该混合物被螺杆继续往前输送到均化段，在该段中，混合物在螺杆与螺杆、螺杆与机筒间的强力剪切作用下，塑胶完全熔融，在磁粉粒子表面形成了塑胶包覆层，最终形成了完全熔融的均匀混合物，并通过口模抽丝，冷却后通过切粒机牵引切粒。其中挤出机的机筒温度控制在160℃～260℃。
步骤C：将步骤B制得的粒料由料筒加入到挤出机中，粒料在机筒中通过螺杆的转动作用，经过传输，压缩，熔融塑化，排气，熔体泵输送，混合等过程，然后挤出流延成膜，通过下辊和中辊压光，冷却定型，上辊牵引，制得添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料。其中机筒和模具温度控制在160℃～260℃。产品厚度为0.30mm，宽度为3000mm。
实施例2：
原料配比如下
磁粉                        81％
添加再生塑料的热塑性塑料    18.6％
助剂                        0.4％。
所述各向异性磁粉为锶铁氧体磁粉，所述添加再生塑料的热塑性塑料为聚丙烯(PP)和再生PP料按照5∶1比例的混合物，所述助剂包括抗氧剂1010及抗氧剂168、润滑剂硬脂酸、紫外线吸收剂。
步骤A：将原材料按照上述质量配比调制成混合物。
步骤B：将步骤A所述的混合物加入到混炼装置中，在加热和加压的双重作用下，混合物进行熔融塑化，然后冷却得到块状物料，将块状混合物进行破碎，制得片状、粉状坯料。其中混炼装置温度控制在80℃～230℃。
步骤C：将步骤B制得的粒料由料筒加入到挤出机中，粒料在机筒中通过螺杆的转动作用，经过传输，压缩，熔融塑化，排气，熔体泵输送，混合等过程，然后挤出流延成膜，通过下辊和中辊压光，冷却定型，上辊牵引，制得添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料。其中料筒和模具温度控制在160℃～260℃。产品厚度为0.20mm，宽度为1600mm，密度为2.40g/cm3，1.5mm磁距单面多极充磁，其表磁为110Gs。
实施例3：
原料配比如下：
磁粉                        79％
添加再生塑料的热塑性塑料    20.4％
助剂                        0.6％
所述各向同性磁粉为锶铁氧体磁粉，所述添加再生塑料的热塑性塑料为聚丙烯(PP)和再生PP料按照4∶1比例的混合物，所述助剂包括抗氧剂1010及抗氧剂168、润滑剂硬脂酸。
步骤A：将原材料按照上述质量配比调制成混合物。
步骤B：将所述的混合物由挤出机加料口进入到挤出机机筒与螺杆之间，混合物在挤出机螺杆输送段初步受热，同时向压缩段输送，到达压缩段后，混合物中的塑胶及助剂温度进一步升高，开始熔融，逐渐形成胶状混合物，该混合物被螺杆继续往前输送到均化段，在该段中，混合物在螺杆与螺杆、螺杆与机筒间的强力剪切作用下，塑胶完全熔融，在磁粉粒子表面形成了塑胶包覆层，最终形成了均匀混合物熔体。再将所得混合物熔体输送到另一台挤出机机筒中，熔体在机筒和螺杆的作用下，经混炼、熔体泵输送、混合等过程挤出流延成膜，通过下辊和中辊压光，并冷却定型，上辊牵引，制得添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料。其中料筒温度控制在160℃～260℃。压延辊温度控制在120℃～260℃。产品厚度为0.30mm，宽度为1700mm，密度为2.35g/cm3。经1.5mm磁距单面多极充磁，其表磁为150Gs。
实施例4：
原料配比如下：
磁粉                        82％
添加再生塑料的热塑性塑料    17.7％
助剂                    0.3％
所述磁粉为各向同性锶铁氧体磁粉和各向同性钡铁氧体磁粉的混合物，配比为2∶1，所述添加再生塑料的热塑性塑料为聚乙烯(PE)和再生PE料按照5∶1比例的混合物，所述助剂为抗氧剂1010及抗氧剂168、润滑剂硬脂酸。
制造方法同实施例1，产品厚度为0.25mm，宽度为2500mm，密度为2.52g/cm3，经1.5mm磁距单面多极充磁，其表磁为140Gs。
实施例5
原料配比如下：
磁粉                        72％
添加再生塑料的热塑性塑料    28％
所述磁粉为各向同性锶铁氧体磁粉
所述添加再生塑料的热塑性塑料为聚乙烯(PE)和再生PE料按照5∶1比例的混合物
制造方法同实施例3，制得产品厚度为0.20mm，宽度为1800mm，密度为2.13g/cm3，经1.5mm磁距单面多极充磁，其表磁为75Gs。
实施例6
原料配比如下：
磁粉                        85％
添加再生塑料的热塑性塑料    15％
所述磁粉为各向异性锶铁氧体磁粉
所述添加再生塑料的热塑性塑料为聚丙烯(PP)和再生PP料按照4∶1比例的混合物
制造方法同实施例1，制得产品厚度为0.3mm，宽度为2500mm，密度为2.6g/cm3，经1.5mm磁距单面多极充磁，其表磁为180Gs。
实施例7
原料配比如下：
磁粉                        80％
添加再生塑料的热塑性塑料    17％
助剂                        3.0％。
所述磁粉为各向同性钡铁氧体磁粉
所述添加再生塑料的热塑性塑料为聚丙烯(PP)和再生PP料按照5∶1比例的混合物
所述助剂为抗氧剂1010及抗氧剂168、润滑剂硬脂酸。
制造方法同实施例2，制得产品厚度为0.25mm，宽度为3000mm，密度为2.45g/cm3，经1.5mm磁距单面多极充磁，其表磁为120Gs。
实施例8
原料配比如下：
磁粉              78％
热塑性塑料        21％
助剂              1.0％。
所述磁粉为各向异性锶铁氧体磁粉
所述热塑性塑料为聚乙烯(PE)与聚丙烯(PP)共混物，重量比例为1∶2
所述助剂为抗氧剂1010及抗氧剂168、硬脂酸
方法同实施例1，制得产品厚度为0.3mm，宽度为1700mm，密度为2.40g/cm3，经1.5mm磁距单面多极充磁，其表磁为160Gs。
实施例9
原料配比如下：
磁粉          82％
热塑性塑料    17％
助剂          1.0％。
所述磁粉为各向同性锶铁氧体磁粉
所述热塑性塑料为聚丙烯(PP)
所述助剂为抗氧剂1010及抗氧剂168、硬脂酸。
制造方法同实施例2，制得产品厚度为0.4mm，宽度为3000mm，密度为2.6g/cm3，经2.0mm磁距单面多极充磁，其表磁为200Gs。
实施例10
原料配比如下：
磁粉            84％
热塑性塑料      15.7％
助剂            0.3％
所述磁粉为各向同性锶铁氧体磁粉
所述热塑性塑料为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)
所述助剂为抗氧剂1010及抗氧剂168、硬脂酸。
制造方法同实施例3，制得产品厚度为0.2mm，宽度为1700mm，密度为2.5g/cm3，1.5mm磁距单面多极充磁，其表磁为120Gs。
实施例11
原料配比如下：
磁粉          80％
热塑性塑料    19％
助剂          1％
所述磁粉为各向同性锶铁氧体磁粉
所述热塑性塑料为聚氨酯(PU)
所述助剂为抗氧剂1010及抗氧剂168、硬脂酸。
制造方法同实施例2，制得产品厚度为0.2mm，宽度为1700mm，密度为2.5g/cm3，经1.5mm磁距单面多极充磁，其表磁为110Gs。
实施例12
原料配比如下：
磁粉            72％
热塑性塑料      28％
所述磁粉为各向同性锶铁氧体磁粉
所述热塑性塑料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)
制造方法同实施例3，制得产品厚度为0.2mm，宽度为2500mm，密度为2.3g/cm3，经1.5mm磁距单面多极充磁，其表磁为90Gs。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料进行分切、分条、裁剪成片，或在其表面若干改进和修饰如印刷、涂敷、覆合等，都为未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料，其特征在于：由如下重量比例的原料组份制成；
磁粉                  72％～85％
再生塑料              0％～28％
热塑性塑料            0％～28％
助剂                  0％～3％
其制备工艺为：将磁粉、再生塑料、热塑性塑料和助剂按照所述比例调制成混合物，混合物通过挤出机挤出流延成膜，经两辊或多辊冷却定型制得产品。
2.根据权利要求1所述的添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料，其特征在于：所述再生塑料为在塑料生产及塑料制品加工过程中产生的热塑性下脚料、边角料和残次品，或者是市面回收的且经加工清洗干净的热塑性塑料。
3.根据权利要求2所述的添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料，其特征在于：热塑性下脚料、边角料或残次品为片状、块状、粒状或粉状。
4.根据权利要求1所述的添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料，其特征在于：所述热塑性塑料包括聚烯烃塑料、聚乙烯及其接枝物、聚丙烯及其接枝物、乙烯-丁烯或乙烯-辛烯共聚物、乙丙热塑性弹性体、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、聚苯乙烯、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酯、聚氨酯中的任意一种或者两种以上的任意组合。
5.根据权利要求1所述的添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料，其特征在于：所述磁粉包括硬磁材料粉末和软磁材料粉末。
6.根据权利要求5所述的添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料，其特征在于：所述硬磁材料粉末包括锶铁氧体磁粉和钡铁氧体磁粉中任一种或两种以上的任意组合；所述软磁材料粉末包括铁、镍、钴及含铁、镍、钴化合物粉末中的任一种或两种以上的任意组合。
7.根据权利要求1所述的添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料，其特征在于：所述助剂包括抗氧剂、紫外线吸收剂、润滑剂、偶联剂和分散剂中的任一种或两种以上的组合。
8.根据权利要求1所述的添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料，其特征在于：所述制备工艺具体为：将所述混合物由挤出机加料口进入挤出机机筒与螺杆之间，混合物在挤出机螺杆输送段初步受热，同时向压缩段输送，到达压缩段后，混合物中的塑胶及助剂温度进一步升高，开始熔融，逐渐形成胶状混合物，该混合物被螺杆继续往前输送到均化段，在该段中，混合物在螺杆与螺杆、螺杆与机筒间的强力剪切作用下，塑胶完全熔融，在磁粉粒子表面形成了塑胶包覆层，最终形成了完全熔融的均匀混合物，并通过口模抽丝，冷却后通过切粒机牵引切粒；其中挤出机的机筒温度控制在160℃～260℃；
将所述的混合物加入到混炼装置中，在加热和加压的双重作用下，混合物进行熔融塑化，然后冷却得到块状物料，将块状混合物进行破碎，制得片状、粒状坯料。其中混炼装置温度控制在80℃～230℃；
将所述片状、粒状坯料由料筒加入到挤出机中，片状、粒状坯料在机筒中通过螺杆的转动作用，经过传输，压缩，熔融塑化，排气，熔体泵输送，混合等过程，然后挤出流延成膜，通过下辊和中辊压光，冷却定型，上辊牵引，制得添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料；其中机筒和模具温度控制在160℃～260℃，产品厚度在0.10～0.50mm之间；通过调节模具宽度和模口的厚度，制备得到不同厚度和宽度的产品。
9.根据权利要求8所述的添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料，其特征在于：所述混炼装置为搅拌机、高混机、螺杆混炼机、开炼机、密炼机中的一种或者几种。
10.根据权利要求1所述的添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料，其特征在于：所述制备工艺具体为：将所述混合物由挤出机加料口进入到挤出机机筒与螺杆之间，混合物在挤出机螺杆输送段初步受热，同时向压缩段输送，到达压缩段后，混合物中的塑胶及助剂温度进一步升高，开始熔融，逐渐形成胶状混合物，该混合物被螺杆继续往前输送到均化段，在该段中，混合物在螺杆与螺杆、螺杆与机筒间的强力剪切作用下，塑胶完全熔融，在磁粉粒子表面形成了塑胶包覆层，最终形成了均匀混合物熔体；再将所得混合物熔体输送到另一台挤出机机筒中，熔体在机筒和螺杆的作用下，经混炼、熔体泵输送、混合等过程挤出流延成膜，通过下辊和中辊压光，并冷却定型，上辊牵引，制得添加再生塑料的可挠性塑胶磁性膜片材料；其中两台挤出机机筒和流延模具温度控制在160℃～260℃，产品厚度在0.10～0.50mm之间，通过调节模口厚度、辊筒间距以及辊筒的牵引速率来控制。
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