CN102352101A - 一种塑料导磁材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种塑料导磁材料，其包括按照重量百分比的如下组分：粘结剂8～10％；磁粉88～91％；润滑剂0.5％；偶联剂0.5～1％；抗氧剂0.2～0.4％。本发明还提供该塑料导磁材料的制备方法，其按照上述重量百分比选取原料；磁粉中加入偶联剂溶液，搅拌，烘干，得处理后的磁粉；将处理后的磁粉、粘结剂、润滑剂和抗氧剂混合，得混合原料；将上述混合原料通过双辊混炼法制备出注射成型的母料，获得所述塑料导磁材料。该塑料导磁材料磁性能高，稳定性好。

Description

一种塑料导磁材料及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种塑料导磁材料及其制备方法。

背景技术

人类早在三千多年前就已经认识了磁性材料，但永磁材料的应用和研究的时间并不长。二十世纪三十年代AlNiCo永磁合金的发现是永磁材料发展史上的一个重要里程碑，七十年代以前一直处于永磁材料的领先地位。但该合金含有昂贵的战略物资Ni和Co。而永磁铁氧体材料是继铝镍钴系硬磁材料后出现的第二种主要的硬磁材料，它的出现不仅节约了镍、钴等大量战略物资，而且为硬磁材料在高频段，如电视机的部件、微波器件以及其他国防器件等的应用开辟了新的途径。

铁氧体材料不仅可以用作电讯器件中录音器、微音器、拾音器、电话机以及各种仪表的磁铁，而且在污染处理、医学生物和印刷显示等方面也得到了广泛应用。

塑料导磁材料是磁粉与粘结剂制成的一种磁性材料，其在电子产品中应用非常广泛，但是目前的塑料导磁材料稳定性差，往往需要添加大量的助剂，因此减少了磁粉的含量，造成磁性能降低，寿命减少。

发明内容

本发明实施例提供一种塑料导磁材料及其制备方法，旨在解决现有技术中塑料永磁材料配方不合理，磁性性能不高的问题。

一种塑料导磁材料，其包括按照重量百分比的如下组分：

粘结剂            8～10％；

磁粉              88～91％；

润滑剂            0.5％；

偶联剂            0.5～1％；

抗氧剂            0.2～0.4％。

以及，一种塑料导磁材料的制备方法，其包括如下步骤：

按照重量百分比选取原料，所述原料包括粘结剂8～10％，磁粉88～91％，润滑剂0.5％，偶联剂0.5～1％，抗氧剂0.2～0.4％；

磁粉中加入偶联剂溶液，搅拌，烘干，得处理后的磁粉；

将处理后的磁粉、粘结剂、润滑剂和抗氧剂混合，得混合原料；

将上述混合原料通过双辊混炼法制备出注射成型的母料，获得所述塑料导磁材料。

本发明实施例提供的塑料导磁材料，通过粘结剂、磁粉、偶联剂、润滑剂和抗氧剂的合理复配，使得塑料导磁材料性能稳定、磁性能高。进一步，该塑料导磁材料的制备方法采用混炼反应挤出造粒一次性完成的工艺，其制备方法工艺简单，操作方便，效益高，成本低，适于工业化生产。

附图说明

图1是本发明实施例的塑料导磁材料的制备方法的制备方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的一种塑料导磁材料，其包括按照重量百分比的如下组分：

粘结剂            8～10％；

磁粉              88～91％；

润滑剂            0.5％；

偶联剂            0.5～1％；

抗氧剂            0.2～0.4％。

优选地，所述粘结剂为流动好，粘结性佳的注塑级尼龙1010、尼龙6、二元共聚尼龙中的至少一种。

所述磁粉优选为永磁铁氧体粉。

所述润滑剂优选为TAF、OP蜡、硬脂酸盐中的一种或几种，润滑剂TAF是以乙撑双脂肪酸酰胺(EBS)为基料，在催化剂作用下，含有极性基团的反弹性单体与EBS反应形成BAB型共聚物。其不仅保持EBS的润滑特性，又具能与玻纤、无机填料表面部分极性基团相结合的极性基团结构，使得尼龙与磁粉之间形成类似锚固的节点。更优选地，选用TAF和OP蜡质量比为2∶1的混合物，其能够有效改善各基体间的内润滑性和加工时的外润滑性。

所述偶联剂优选为硅烷类偶联剂，γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，其能有效的改善磁粉与树脂的相容性。

所述抗氧剂优选为空间受阻酚抗氧剂和膦酸盐的增效混合物，如H161，H161是尼龙类产品专用抗氧剂，能有效抗氧化、耐温和保持颜色稳定。

请参阅图1，显示本发明实施例的塑料导磁材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

S01：按照重量百分比选取原料，所述原料包括粘结剂8～10％，磁粉88～91％，润滑剂0.5％，偶联剂0.5～1％，抗氧剂0.2～0.4％；

S02：向磁粉中加入偶联剂溶液，搅拌，烘干，得处理后的磁粉；

S03：将处理后的磁粉、粘结剂、润滑剂和抗氧剂混合，得混合原料；

S04：将上述混合原料通过双辊混炼法制备出注射成型的母料，获得所述塑料导磁材料。

步骤S01中，所有物料称量准确，精确至0.001千克，放入相应的物料袋中并且做好标示。其中，润滑剂可以为TAF和OP蜡的复合润滑剂，其质量比为2∶1。

步骤S02中，将偶联剂用无水乙醇与蒸馏水按一定比例配制成醇水溶液进行稀释，配置偶联剂溶液。将称量好的铁氧体粉倒入高速混合机中，先低速混合一定时间，以打开团聚体便于偶联剂的分散和处理，然后边低速搅拌边把预先配置好的偶联剂溶液缓慢滴入高速混合机中，再高速搅拌5～10min至混合均匀，再将上述磁粉放入烘箱于90℃烘干，得处理后的磁粉。

步骤S03具体为，将处理后的磁粉、粘结剂、润滑剂和抗氧剂在高速混合机中混合均匀。

步骤S04中，将上述混合原料通过双辊混炼法制备出注射成型的母料，获得所述塑料导磁材料。

本发明实施例提供的塑料永磁材料选用永磁铁氧体为添加剂，其原料丰富，化学稳定性高，不存在氧化问题，而且性价比高即单位磁能积的成本低；同时，通过合理选择润滑剂、偶联剂和抗氧剂，获得性能优异的塑料导磁材料。所述塑料导磁材料生产工艺简单，容易控制。

以下通过具体配方和制备方法的实施例来说明上述塑料导磁材料的制备方法及其制备方法。

实施例1：

本实施例的塑料导磁材料的制备方法的组分及其重量百分含量为：

粘结剂            8.3％；

磁粉              90％；

润滑剂            0.5％；

偶联剂            1％；

抗氧剂            0.2％。

其中，所述粘结剂为尼龙1010，所述磁粉为铁氧体磁粉，所述润滑剂为TAF和OP蜡的复合润滑剂，其质量分数比为2∶1，偶联剂为KH-550，抗氧剂为H161。

将偶联剂(1％，重量百分比，以下相同)用无水乙醇与蒸馏水按一定比例配制成的醇水溶液进行稀释，称量铁氧体磁粉(90％)加入高速混合机中，先低速混合一定时间，以打开团聚体便于后续加入偶联剂的分散和处理，然后边低速搅拌边把预先配置好的偶联剂溶液缓慢滴入高速混合机中，再高速搅拌5～10min至混合均匀，将处理好的磁粉放入烘箱于90℃烘干。将干燥的磁粉，干燥的尼龙1010(8.3％)、复合润滑剂(0.5％)、KH-550(1％)和H161(0.2％)在高速混合机中混合均匀，经过双辊混炼法制备塑料导磁材料，其中，加工温度190～220℃。

实施例2：

本实施例的塑料导磁材料的制备方法的组分及其重量百分含量为：

粘结剂            8.3％；

磁粉              90％；

润滑剂            0.5％；

偶联剂            1％；

抗氧剂            0.2％。

其中，所述粘结剂为尼龙6，所述磁粉为铁氧体磁粉，所述润滑剂为TAF和OP蜡的复合润滑剂，其质量分数比为2∶1，偶联剂为KH-550，抗氧剂为H161。

将偶联剂(1％，重量百分比，以下相同)用无水乙醇与蒸馏水按一定比例配制成的醇水溶液进行稀释，称量铁氧体磁粉(90％)加入高速混合机中，先低速混合一定时间，以打开团聚体便于后续加入偶联剂的分散和处理，然后边低速搅拌边把预先配置好的偶联剂溶液缓慢滴入高速混合机中，再高速搅拌5～10min至混合均匀，将处理好的磁粉放入烘箱于90℃烘干。将干燥的磁粉，干燥的尼龙6(8.3％)、复合润滑剂(0.5％)、KH-550(1％)和H161(0.2％)在高速混合机中混合均匀，经过双辊混炼法制备塑料导磁材料，其中，加工温度为200～240℃。

实施例3：

本实施例的塑料导磁材料的制备方法的组分及其重量百分含量为：

粘结剂            8.3％；

磁粉              90％；

润滑剂            0.5％；

偶联剂            1％；

抗氧剂            0.2％。

其中，所述粘结剂为二元共聚尼龙，所述磁粉为铁氧体磁粉，所述润滑剂为TAF和OP蜡的复合润滑剂，其质量分数比为2∶1，偶联剂为KH-550，抗氧剂为H161。

将偶联剂(1％，重量百分比，以下相同)用无水乙醇与蒸馏水按一定比例配制成的醇水溶液进行稀释，称量铁氧体磁粉(90％)加入高速混合机中，先低速混合一定时间，以打开团聚体便于后续加入偶联剂的分散和处理，然后边低速搅拌边把预先配置好的偶联剂溶液缓慢滴入高速混合机中，再高速搅拌5～10min至混合均匀，将处理好的磁粉放入烘箱于90℃烘干。将干燥的磁粉，干燥的尼龙1010(8.3％)、复合润滑剂(0.5％)、KH-550(1％)和H161(0.2％)在高速混合机中混合均匀，经过双辊混炼法制备塑料导磁材料，其中，加工温度为230～270℃。

将按实施例1～3制备的塑料导磁材料在120℃条件下干燥3小时，然后再将干燥好的粒子材料在注射机上进行注射成型制样，进行性能测试。

将制备的磁体标样在HT-600磁性材料测试仪上测试粘结磁体的退磁曲线来表征粒料的磁性能；用排水法测试磁体的密度；用注射机在阿基米德螺旋线模具上注射出螺旋线长度表征粒料流动性能；用WE-100型液压式万能试验机测试磁体的抗压强度。弯曲性能按GB/T 9341-2000测试；熔体流动速率(MFR)按GB/T 3682-2000测试；氧化增重实验在调温调湿箱中进行，湿度90％，温度65℃。实施例1至实施例3所制备的塑料导磁材料的性能表征见表1。

表1

从表1中可以得出，本发明通过粘结剂、磁粉、润滑剂、偶联剂和抗氧剂的合理复配，使塑料导磁材料具有良好的性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种塑料导磁材料，其特征在于，包括按照重量百分比的如下组分：

粘结剂            8～10％；

磁粉              88～91％；

润滑剂            0.5％；

偶联剂            0.5～1％；

抗氧剂            0.2～0.4％。

2.如权利要求1所述的塑料导磁材料，其特征在于，所述粘结剂为注塑级尼龙1010、尼龙6、二元共聚尼龙中的至少一种。

3.如权利要求1所述的塑料导磁材料，其特征在于，所述磁粉为永磁铁氧体粉。

4.如权利要求1所述的塑料导磁材料，其特征在于，所述润滑剂为TAF、OP蜡、硬脂酸盐中的至少一种。

5.如权利要求4所述的塑料导磁材料，其特征在于，所述润滑剂为质量比为2∶1的TAF和OP蜡的混合物。

6.如权利要求1所述的塑料导磁材料，其特征在于，所述热稳定剂为硅烷类偶联剂。

7.如权利要求6所述的塑料导磁材料，其特征在于，所述硅烷类偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

8.如权利要求1所述的耐水解PET复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为空间受阻酚抗氧剂和膦酸盐的混合物。

9.一种塑料永磁材料的制备方法，其包括如下步骤：

按照重量百分比选取原料，所述原料包括粘结剂8～10％，磁粉88～91％，润滑剂0.5％，偶联剂0.5～1％，抗氧剂0.2～0.4％；

磁粉中加入偶联剂溶液，搅拌，烘干，得处理后的磁粉；

将处理后的磁粉、粘结剂、润滑剂和抗氧剂混合，得混合原料；

将上述混合原料通过双辊混炼法制备出注射成型的母料，获得所述塑料导磁材料。

10.如权利要求9所述的塑料永磁材料的制备方法，其特征在于，所述偶联剂溶液是含有偶联剂的乙醇和水混合溶液。

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