CN102206382B - 一种具有永磁功能的塑料基复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有永磁功能的塑料基复合材料，其是由以下质量份的原料组成：40-80份的塑料基体、10-40份的偏铁酸亚铁、10-20份的经过偶联剂表面处理的钕铁硼、5-10份的相容剂、0.5-1份的润滑剂、0.5-1份的抗氧剂。本发明制备的具有永磁功能的塑料基复合材料的力学性能较好，同时最大磁能面积较大。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有永磁功能的塑料基复合材料及其制备方法。
背景技术
磁性塑料作为一种新型功能材料，以其固有的特性广泛应用于电子、电气、仪器仪表、通讯等诸多领域.由于磁性塑料的密度小、冲击强度高，可进行切割、切削、钻孔、焊接、层压和压花纹等加工使用时不会发生碎裂，可直接注塑成型，同时,可加工成尺寸精度高、薄壁、复杂形状的制品，可成型带嵌件制品，实现电磁设备的小型化、轻量化、精密化和高性能化。因此，在某些新的领域，烧结磁体正逐步被磁性塑料代替，同时，磁性塑料比烧结磁体耗能低，完全符合国家建设资源节约型、环境友好型社会的战略部署。
目前磁性塑料可分为结构型和复合型两种，结构型是指聚合物本身具有磁性功能，而复合型则是指塑料基体与磁性粉末经过加工复合形成的永磁材料，然而，现有技术中，由于相容性及分散性的问题，加工得到的复合型磁性塑料的最大磁能面积、力学性能大多不理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有永磁功能的塑料基复合材料及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种具有永磁功能的塑料基复合材料，其是由以下质量份的原料组成：40-80份的塑料基体、10-40份的偏铁酸亚铁、10-20份的经过偶联剂表面处理的钕铁硼、5-10份的相容剂、0.5-1份的润滑剂、0.5-1份的抗氧剂。
所述的塑料基体为PP、PE、PBT中的一种。
所述的相容剂为PP-g-MAH、PE-g-MAH中的一种。
所述的润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撑双硬脂酰胺中的至少一种。
所述的抗氧剂为1010、1135、168中的至少一种。
一种具有永磁功能的塑料基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将塑料基体、相容剂、润滑剂、经过偶联剂表面处理的钕铁硼混合均匀；
2）将步骤1）所得到的物料在挤出机中挤出；
3）将步骤2）得到的物料与偏铁酸亚铁、抗氧剂混合均匀；
4）将步骤3）得到的物料在挤出机中挤出。
本发明的有益效果是：本发明制备的具有永磁功能的塑料基复合材料的力学性能较好，同时最大磁能面积较大。
具体实施方式
一种具有永磁功能的塑料基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将塑料基体、相容剂、润滑剂、经过偶联剂表面处理的钕铁硼置于混合机中混合2-3分钟；
2）将步骤1）所得到的原料在同向双螺杆挤出机中挤出，挤出机的螺杆长径比为1:30-40；
3）将步骤2）得到的物料与偏铁酸亚铁、抗氧剂置于混合机中混合2-3分钟；
4）将步骤3）得到的物料在同向双螺杆挤出机中挤出，挤出机的螺杆长径比为1:30-40。
用实施例中的配方进行复合材料制备时，实施例1-5中，挤出机的温度为180-210℃，实施例6中，挤出机的温度为180-200℃，实施例7中，挤出机的温度为230-245℃。
经过偶联剂表面处理的钕铁硼是通过以下方法制得的：将钕铁硼与占钕铁硼质量1%的钛酸酯偶联剂置于高速混合机中混合2-3分钟即可。
下面结合具体实施例对本发明的配方做进一步的说明：
实施例1：
一种具有永磁功能的塑料基复合材料的配方组成如下表1：
表1：一种具有永磁功能的塑料基复合材料的配方组成
| 原料 | 质量份 |
| PP | 40 |
| 偏铁酸亚铁 | 35 |
| 经过偶联剂表面处理的钕铁硼 | 20 |
| PP-g-MAH | 5 |
| 乙撑双硬脂酰胺 | 1 |
| 抗氧剂1010 | 0.5 |
实施例2：
一种具有永磁功能的塑料基复合材料的配方组成如下表2：
表2：一种具有永磁功能的塑料基复合材料的配方组成
| 原料 | 质量份 |
| PP | 45 |
| 偏铁酸亚铁 | 35 |
| 经过偶联剂表面处理的钕铁硼 | 15 |
| PP-g-MAH | 5 |
| 乙撑双硬脂酰胺 | 1 |
| 抗氧剂1010 | 0.5 |
实施例3：
一种具有永磁功能的塑料基复合材料的配方组成如下表3：
表3：一种具有永磁功能的塑料基复合材料的配方组成
| 原料 | 质量份 |
| PP | 50 |
| 偏铁酸亚铁 | 35 |
| 经过偶联剂表面处理的钕铁硼 | 10 |
| PP-g-MAH | 5 |
| 乙撑双硬脂酰胺 | 1 |
| 抗氧剂168 | 0.5 |
实施例4：
一种具有永磁功能的塑料基复合材料的配方组成如下表4：
表4：一种具有永磁功能的塑料基复合材料的配方组成
| 原料 | 质量份 |
| PP | 50 |
| 偏铁酸亚铁 | 25 |
| 经过偶联剂表面处理的钕铁硼 | 20 |
| PP-g-MAH | 5 |
| 乙撑双硬脂酰胺 | 1 |
| 抗氧剂168 | 0.5 |
实施例5：
一种具有永磁功能的塑料基复合材料的配方组成如下表5：
表5：一种具有永磁功能的塑料基复合材料的配方组成
| 原料 | 质量份 |
| PP | 70 |
| 偏铁酸亚铁 | 15 |
| 经过偶联剂表面处理的钕铁硼 | 10 |
| PP-g-MAH | 5 |
| 乙撑双硬脂酰胺 | 1 |
| 抗氧剂168 | 0.5 |
实施例6：
一种具有永磁功能的塑料基复合材料的配方组成如下表6：
表6：一种具有永磁功能的塑料基复合材料的配方组成
| 原料 | 质量份 |
| PE | 80 |
| 偏铁酸亚铁 | 40 |
| 经过偶联剂表面处理的钕铁硼 | 20 |
| PE-g-MAH | 10 |
| 硬脂酸丁酯 | 0.9 |
| 抗氧剂1010 | 1 |
实施例7：
一种具有永磁功能的塑料基复合材料的配方组成如下表7：
表7：一种具有永磁功能的塑料基复合材料的配方组成
| 原料 | 质量份 |
| PBT | 40 |
| 偏铁酸亚铁 | 10 |
| 经过偶联剂表面处理的钕铁硼 | 12 |
| PP-g-MAH | 6 |
| 硬脂酸钙 | 0.5 |
| 抗氧剂1010 | 0.6 |
由实施例1-5制备的复合材料的性能如下表8：
表8：本发明制备的具有永磁功能的塑料基复合材料的性能
| 性能 | 单位 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 熔融指数 | g/10min | 15 | 18 | 20 | 16 | 21 |
| 拉伸强度 | Mpa | 22 | 21 | 20 | 20 | 19 |
| 弯曲模量 | Mpa | 2590 | 2420 | 2150 | 2280 | 1700 |
| 简支梁缺口冲击 | KJ/m2 | 4.4 | 4.8 | 6.1 | 5.7 | 8.3 |
| 最大磁能面积 | kT.A/m | 51 | 47 | 28 | 36 | 15 |
本发明的产品，由于密度小、冲击强度高，可进行切割、切削、钻孔、焊接、层压和压花纹等加工使用时不会发生碎裂，可直接注塑成型，同时，可加工成尺寸精度高、薄壁、复杂形状的制品，可成型带嵌件制品，实现电磁设备的小型化、轻量化、精密化和高性能化。本发明制备的具有永磁功能的塑料基复合材料的力学性能较好，同时最大磁能面积较大。
Claims (2)
1.一种具有永磁功能的塑料基复合材料，其特征在于：其是由以下质量份的原料组成：40-80 份的塑料基体、10-40 份的偏铁酸亚铁、10-20 份的经过偶联剂表面处理的钕铁硼、5-10 份的相容剂、0.5-1 份的润滑剂、0.5-1 份的抗氧剂；所述的塑料基体为PE、PBT 中的一种；所述的相容剂为PP-g-MAH、PE-g-MAH 中的一种；所述的润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撑双硬脂酰胺中的至少一种；所述的抗氧剂为1010、1135、168 中的至少一种，其中，经过偶联剂表面处理的钕铁硼是通过以下方法制得的：将钕铁硼与占钕铁硼质量1% 的钛酸酯偶联剂置于高速混合机中混合2-3 分钟即可。
2.权利要求1 所述的一种具有永磁功能的塑料基复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）将塑料基体、相容剂、润滑剂、经过偶联剂表面处理的钕铁硼混合均匀；2）将步骤1）所得到的物料在挤出机中挤出；
3）将步骤2）得到的物料与偏铁酸亚铁、抗氧剂混合均匀；
4）将步骤3）得到的物料在挤出机中挤出。
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