CN103354143A - 一种注塑各向异性磁性铁氧体及其制作方法 - Google Patents

Abstract

一种注塑各向异性磁性铁氧体及其制作方法，包括注塑异性铁氧体磁粉，普通永磁烧结异性铁氧体，聚丙烯（PP），水，偶联剂，工业酒精或异丙醇，分散剂，增韧剂。该注塑各向异性磁性铁氧体及其制作方法制作工艺简单，工序少，易与加工；成本低廉，所生产的颗粒料成本与普通烧结铁氧体材料相当；环保，不需要用窑体烧结，只要注塑一次成型；有较高的力学性能和较高的磁性能；有很高的流动性，易与饱和取向。

Description

一种注塑各向异性磁性铁氧体及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种铁氧体及其制作方法，特别是涉及一种注塑各向异性永磁铁氧体及其制作方法。 

背景技术

注塑永磁铁氧体作为永磁体的一个分支，能制成复杂形状的产品，同时又具有较强的强度和韧性和较强的磁力，近些年已经在打印机磁辊、变频空调转子、高端仪器仪表、各种感应信号源、微电机、无刷电机和风扇电机转子等领域得到了广泛的应用，而且其不断替代传统永磁材料，应用领域越来越广泛。注塑铁氧体在制作上耗能少，无污染，符合国家的政策方针，符合国际潮流，市场前景十分广阔。 

尽管目前市场上已经拥有各式各样的注塑各向异性磁性铁氧体，但在实际生产中绝大多数厂家的产品仍然具有缺陷和弊端，例如流动性及磁性较差，各种塑磁产品在注塑成型时不足以满足形状、尺寸、型号、智能化等各方面的要求。为此，为了探索和克服各种缺陷，现有技术所采用的方式包括改变铁氧体的生产工艺、改变铁氧体料粉颗粒、改进制造工艺，调整各组分的投入比例或混合方法或混合顺序、以及调整粘结剂等，仍然没有取得显著的效果。而且由于注塑永磁铁氧体比传统的烧结永磁铁氧体价格高，所以低端有些领域还没有进入。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种材料制作成本与烧结永磁铁氧体相当、并且保磁力较高的注塑各向异性永磁铁氧体颗粒料及其制作方法。 

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种注塑各向异性磁性铁氧体，其特征在于：其配方包括如下组分： 

1）注塑异性铁氧体磁粉，该磁粉占总配方的质量比为40%-80%； 

2）普通永磁烧结异性铁氧体，占总配方质量比为5%-50%； 

3）聚丙烯（PP），占总配方质量比的5%-40%； 

4）水，占总配方质量比的0%-4%； 

5）偶联剂，占总配方质量比的0.3%-1.0%； 

6）工业酒精或异丙醇，占总配方质量比的1%-5%； 

7）分散剂，占总配方质量比的0%-1%； 

8）增韧剂，占总配方质量比的0%-1.5%； 

其中水和分散剂以及增韧剂仅在需要时添加。 

优选地，所述注塑异性铁氧体磁粉，其中氧化锶含量为质量比5%-20%，其余为Fe2O3，其微观状态下为六棱形。 

优选地，所述普通永磁烧结异性铁氧体，其微观状态下为片状。 

优选地，所述聚丙烯（PP）选择分子量在30万-50万之间的牌号，磨成80到200目的粉末。 

优选地，所述偶联剂采用硅烷类偶联剂，纯度在97%以上。 

上述注塑各向异性磁性铁氧体的制作方法，其特征在于：包括以下步骤： 

1）先取一定注塑异性铁氧体磁粉和普通永磁烧结异性铁氧体在常温下，0-40度，高速搅拌5分钟，使其混合均匀； 

2）把一定比例的分散剂加一定比例的水在容器中稀释混合，然后将该混合物加入到步骤1）中混均匀的磁粉中，先慢速搅拌5分钟，然后在100℃温度下，快速搅拌30分钟，如果不加入分散剂，则该步骤省略； 

3）把一定比例的偶联剂和一定比例的异丙醇或工业酒精在容器中混合，加入到步骤2）中的混合物中，先慢速搅拌5分钟，然后在100℃温度下快速搅拌，直到混合至干燥； 

4）加入一定比例的聚丙烯粉末和增韧剂到步骤3）中的混合物中，在常温下高速混合10-20分钟，其中增韧剂也可以不添加； 

5）在170℃-200℃条件下用同向双螺杆挤出机挤出步骤4）中所完成的混合物； 

6）挤出后拉条采用风冷； 

7）在80度到120度条件下切料。 

与现有技术相比，本发明的优点在于制作工艺简单，工序少，易与加工；成本低廉，所生产的颗粒料成本与普通烧结铁氧体材料相当；环保，不需要用窑体烧结，只要注塑一次成型；有较高的力学性能和较高的磁性能；有很高的流动性，易与饱和取向。 

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。 

本发明的注塑各向异性永磁铁氧体，其配方如下： 

1、注塑异性铁氧体磁粉，其中氧化锶含量为质量比5%-20%，其余为Fe2O3，该磁粉占总配方的质量比为40%-80%，其微观状态下为六棱形； 

2、普通永磁烧结异性铁氧体，其微观状态下为片状，占总配方质量比为5%-50%； 

3、聚丙烯（PP），选择分子量在30万-50万之间的牌号，磨成80到200目的粉末，占总配方质量比的5%-40%； 

4、水，占总配方质量比的0-4%，优选为0.2%-4%； 

5、偶联剂：采用硅烷类偶联剂，如γ―氨丙基三乙氧基硅烷，纯度在97%以上，占总配方质量比的0.3%-1.0%； 

6、工业酒精或异丙醇，占总配方质量比的1%-5%； 

7、分散剂，如焦磷酸钠，占总配方质量比的0-1%，优选为0.1%-1%； 

8、增韧剂，可采用丙烯酸酯聚合物或表面用硬脂酸涂过的碳酸钙，ABS、EVA等，占总配方质量比的0-1.5%，优选为0.2%-1.5%。 

其中水和分散剂以及增韧剂仅在需要时添加，加入水和分散剂，使得磁粉更加混合均匀，加入增韧剂以增加产品的强度。 

该铁氧体的制备的方法包括以下步骤： 

1）先取一定注塑异性铁氧体磁粉和普通永磁烧结异性铁氧体在常温下，0-40度，高速搅拌5分钟，使其混合均匀； 

2）把一定比例的分散剂加一定比例的水在容器中稀释混合，然后将该混合物加入到步骤1）中混均匀的磁粉中，先慢速搅拌5分钟，然后在100℃温度下，快速搅拌30分钟，如果不加入分散剂则该步骤可以省略； 

3）把一定比例的偶联剂和一定比例的异丙醇或工业酒精在容器中混合，加入到步骤2）中的混合物中，先慢速搅拌5分钟，然后在100℃温度下快速搅拌，直到混合至干燥； 

4）加入一定比例的聚丙烯粉末和增韧剂到步骤3）中的混合物中，在常温下高速混合10-20分钟，其中增韧剂也可以不添加； 

5）在170℃-200℃条件下用同向双螺杆挤出机挤出步骤4）中所完成的混合物； 

6）挤出后拉条采用风冷，而不能采用水冷； 

7）在80度到120度条件下切料。 

通过本发明的制作方法可以制成高流动性、高HCB、低温注塑、低成本的注塑各向异性永磁铁氧体颗粒料，流动性在180g/10Min以上，HCB在2300Oe-3700Oe之间，在170℃-200℃条件下注塑，成本和普通烧结铁氧体材料相当。该颗粒料能用于各型号磁棒、转子、磁环、磁块等的生产，能满足不同型号产品的性能和强度的要求。 

本发明具有以下优点：1、制作工艺简单，工序少，易与加工；2、成本低廉，所生产的颗粒料成本与普通烧结铁氧体材料相当；3、环保，不需要用窑体烧结，只要注塑一次成型；4、有较高的力学性能和较高的磁性能；5、有很高的流动性，易与饱和取向。 

下表给出了该发明生产颗粒料的磁性参数，以配方中普通永磁烧结异性铁氧体含量为35%，PP含量为6%和7%的实施例为例。如下表一所示： 

表1 

具体实施方案：

实施例一： 

取注塑异性铁氧体磁粉35Kg，普通永磁烧结异性铁氧体11Kg在常温下混合均匀，再取0.4Kg的焦磷酸钠与2Kg的水混合溶解后加入上述磁粉的混合物中，先慢混5分钟后加热到100℃快混30分钟。再将0.25Kg偶联剂用1.5Kg工业酒精稀释后加入上述混合物中先慢速搅拌5分钟，然后在100℃温度下快速搅拌，直到混合至干燥。冷却后，再加入3.5Kg的PP粉末和0.1Kg的EVA，在常温下高速混合20分钟。在造粒机中挤出。挤出温度按每段设置为（150℃、160℃、180℃、180、180℃、180℃、180℃、180℃、190℃、195℃），挤出切成直径为4mm、长为5mm的颗粒。在注塑机模具中注成直径为22mm、高度为10mm的圆饼。测试出该样品的四项磁性能参数为如下表2所示： 

表2 

其流动性为：157g/10min。 

实施例二： 

取注塑异性铁氧体磁粉25Kg，普通永磁烧结异性铁氧体21Kg混均匀，再取0.4Kg的焦磷酸钠与2Kg的水混合溶解后加入上述磁粉的混合物中，先慢混5分钟后加热到 100℃快混30分钟。将0.25Kg偶联剂用1.5Kg工业酒精稀释后加入到上述的混合物中先慢速搅拌5分钟，然后在100℃温度下快速搅拌，直到混合至干燥；冷却后，再加入3.6Kg的PP粉末和0.15Kg的EVA，在常温下高速混合20分钟。在造粒机中挤出。挤出温度按每段设置为（150℃、160℃、180℃、180℃、180℃、180℃、180℃、180℃、190℃、195℃），挤出切成直径为4mm、长为5mm的颗粒。在注塑机模具中注成直径为22mm、高度为10mm的圆饼，测试出四项磁性参数如下表3所示： 

表3 

其流动性为136g/10min。 

Claims (6)

1.一种注塑各向异性磁性铁氧体，其特征在于：其配方包括如下组分：

1）注塑异性铁氧体磁粉，该磁粉占总配方的质量比为40%-80%；

2）普通永磁烧结异性铁氧体，占总配方质量比为5%-50%；

3）聚丙烯（PP），占总配方质量比的5%-40%；

4）水，占总配方质量比的0%-4%；

5）偶联剂，占总配方质量比的0.3%-1.0%；

6）工业酒精或异丙醇，占总配方质量比的1%-5%；

7）分散剂，占总配方质量比的0%-1%；

8）增韧剂，占总配方质量比的0%-1.5%；

其中水和分散剂以及增韧剂仅在需要时添加。

2.如权利要求1所述的注塑各向异性磁性铁氧体，其特征在于：所述注塑异性铁氧体磁粉，其中氧化锶含量为质量比5%-20%，其余为Fe2O3，其微观状态下为六棱形。

3.如权利要求1所述的注塑各向异性磁性铁氧体，其特征在于：所述普通永磁烧结异性铁氧体，其微观状态下为片状。

4.如权利要求1所述的注塑各向异性磁性铁氧体，其特征在于：所述聚丙烯（PP），选择分子量在30万-50万之间的牌号，磨成80到200目的粉末。

5.如权利要求1所述的注塑各向异性磁性铁氧体，其特征在于：所述偶联剂采用硅烷类偶联剂，纯度在97%以上。

6.如权利要求1-5任一项所述的注塑各向异性磁性铁氧体的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）先取一定注塑异性铁氧体磁粉和普通永磁烧结异性铁氧体在常温下，0-40度，高速搅拌5分钟，使其混合均匀；

2）把一定比例的分散剂加一定比例的水在容器中稀释混合，然后将该混合物加入到步骤1）中混均匀的磁粉中，先慢速搅拌5分钟，然后在100℃温度下，快速搅拌30分钟，如果不加入分散剂，则该步骤省略；

3）把一定比例的偶联剂和一定比例的异丙醇或工业酒精在容器中混合，加入到步骤2）中的混合物中，先慢速搅拌5分钟，然后在100℃温度下快速搅拌，直到混合至干燥；

4）加入一定比例的聚丙烯粉末和增韧剂到步骤3）中的混合物中，在常温下高速混合10-20分钟，其中增韧剂也可以不添加；

5）在170℃-200℃条件下用同向双螺杆挤出机挤出步骤4）中所完成的混合物；

6）挤出后拉条采用风冷；

7）在80度到120度条件下切料。