CN104715917A

CN104715917A - 柔性稀土磁体的制备方法和柔性稀土磁体

Info

Publication number: CN104715917A
Application number: CN201310693525.3A
Authority: CN
Inventors: 蔡道炎; 敖学如; 饶晓雷; 胡伯平
Original assignee: Beijing Zhong Ke San Huan High Tech Co Ltd
Current assignee: Beijing Zhong Ke San Huan High Tech Co Ltd
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2015-06-17
Anticipated expiration: 2033-12-17
Also published as: CN104715917B

Abstract

本发明提供一种柔性稀土磁体的制备方法和柔性稀土磁体。所述制备方法包括以下步骤：按比例配备原料，所述原料包括稀土类磁粉、热塑性弹性体粘结剂和加工助剂，将所述原料混合均匀；对混合后的所述原料进行混炼，得到混炼物；压延所述混炼物至少两次，每次压延的压缩量在20～50％，形成薄磁片。利用所述制备方法，得到了一种超薄的柔性粘结磁体，具有较高磁性能、机械性能和优异的挠曲性。本发明还提供一种由所述制备方法所制得的柔性稀土磁体，所述磁体的厚度为0.1～0.5mm，密度为4.0～5.5g／cm³，磁能积大于4MGOe。

Description

柔性稀土磁体的制备方法和柔性稀土磁体

技术领域

本发明涉及一种柔性稀土磁体的制备方法和柔性稀土磁体。

背景技术

柔性稀土磁体是一种新型的粘结永磁材料，一般使用橡胶作为粘结剂，混合钕铁硼或者铁氧体磁粉，添加一些加工助剂，采用压延、挤出、平板硫化等加工工艺制备而成。这种柔性稀土磁体可加工成磁性板材、磁条、磁环等形状复杂的产品，从而满足各领域的不同要求。传统的橡胶铁氧体磁体，性能低，厚度多在1mm以上。

中国专利ZL200410052150.3提供了一种柔性粘结钕铁硼磁体及其制造方法，用钕铁硼磁粉、偶联剂和橡胶等按比例混合，采用密炼、开炼、搅拌或者螺杆混炼等方法混炼，然后用压延或者平板压制法制成磁体，在其实施例中所制得的柔性稀土磁体的厚度均为1.0mm。

中国专利ZL200410088953.4提供了一种含有钕铁氮的粘结复合永磁材料及其制备方法，其粘结剂主要选用氯化聚乙烯或者橡胶类产品，添加适量的加工助剂，采用密炼或者开炼的方式混炼，然后压成1～3mm的薄片，再进行硫化。

近年来，超薄型(厚度小于0.5mm)的磁性材料日益受到关注。比如高保真平面喇叭，笔记本电脑，洗衣机、风扇等家电，手机、mp4等多媒体设备中都需要超轻薄的柔性传感器等。

目前，柔性稀土磁体的制造，大多是采用橡胶作为粘结剂，与磁粉混合，然后通过混炼、挤出或者压延成型，然后用紫外光照射或者平板硫化机等进行交联反应。然而，这种方法难以获得超薄(厚度小于0.5mm)的磁体。

为了获得高性能的磁体，稀土类磁粉的填充量一般要求大于90wt％，然而由于橡胶类粘结剂的流动性差，从而对磁粉的容纳有限。此外，使用橡胶类粘结剂一般都需要经过交联工序，这样难以精确控制磁体厚度。

稀土类磁粉，特别是快淬钕铁硼磁粉的粒度要比传统的铁氧体粉末粒度大得多，这不利于制造超薄磁体。磁粉如果研磨过细，又容易氧化，造成磁性能下降。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种柔性稀土磁体的制备方法和柔性稀土磁体。利用所述制备方法，磁粉填充量达到90～96wt％，得到超薄的柔性粘结磁体，磁体厚度为0.1～0.5mm，保持有较高的磁性能、机械性能和优异的挠曲性。

所述柔性稀土磁体的制备方法，包括以下步骤：

a、按比例配备原料，所述原料包括：稀土类磁粉、粘结剂和加工助剂，所述磁粉的含量为90～96wt％，粒径在10～80μm的范围内，所述粘结剂是热塑性弹性体，含量为2.5～9wt％，粒径在1～20μm的范围内，将所述原料混合均匀；

b、对混合后的所述原料进行混炼，得到混炼物；

c、压延所述混炼物至少两次，每次压延的压缩量在20～50％，

最后形成薄磁片。

优选地，压延时所用压延机的辊筒表面线速度在1～10m／min。

优选地，压延所述混炼物的次数为2～5次。

所述粘结剂选自聚氨脂弹性体、聚乙烯、聚酰胺弹性体、聚酯弹性体、丙烯酸弹性体中的一种或两种。

优选地，所述磁粉是经表面活性剂预处理后的磁粉，所述表面活性剂选自十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠，所述表面活性剂占所述磁粉的0.1～0.5wt％。

所述柔性稀土磁体由上述方法所制得，所述磁体的厚度为0.1～0.5mm，密度为4.0～5.5g／cm³，磁能积大于4MGOe。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行说明。

首先对柔性稀土磁体的制备方法进行说明。

第一步，按比例配备原料。所用原料包括：稀土类磁粉、粘结剂和加工助剂。磁粉的含量为90～96wt％，可以是钕铁硼磁粉、钕铁氮磁粉中的一种或两种。粘结剂是热塑性弹性体，含量为2.5～9wt％。加工助剂可以是常用的增塑剂，例如二辛酯、硬脂酸、硬脂酸锌、环氧大豆油等。在高速混合机中将上述原料混合均匀。

第二步，对混合好的原料进行混炼，得到混炼物。可以在密炼机、开炼机或者带压式捏炼机中进行。

第三步，在压延机中压延第二步所得到的混炼物，形成薄磁片。压延工序至少进行两次，优选2～5次。每次压延的压缩量在20％～50％。压缩量的计算方式如下：假设压延前磁片的厚度是D1，压延后磁片的厚度是D2，那么压缩量就是[(D1-D2)／D1]×100％。压延机的辊筒表面线速度在1～10m／min时，磁体的成型性最佳，不易开裂。

磁粉的粒径越细，越有利于获得超薄磁体。但是，磁粉的粒度过细容易造成磁粉的氧化，使得磁体磁性能降低。在本发明的技术方案中，所用磁粉的粒径优选在10～80μm的范围内。

由于磁粉颗粒非常细，其表面自由能较高，容易产生聚团现象。为了降低磁粉的聚团，可以使用表面活性剂对磁粉进行预处理，表面活性剂占磁粉含量的0.1～0.5wt％。通过预处理，增强了磁粉与粘结剂之间的结合力，磁体密度得到提高，使得磁体在厚度非常薄的情况下，仍具有较高的机械强度。表面活性剂可以是十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠等。

粘结剂选自聚氨脂弹性体、聚乙烯、聚酰胺弹性体、聚酯弹性体，丙烯酸弹性体中的一种，或者是两种上述粘结剂的混合物。聚酯弹性体包括聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸二甲酯。发明人经过反复实验发现，粘结剂的粒径优选在1～20μm的范围内，这种粒径的粘结剂在与磁粉高速混合时更容易分散均匀，混炼效果更好。由于热塑性弹性体的粘度要远远低于氯化聚乙烯或者其他橡胶的粘度，这样填充的磁粉可以更多，混炼后的物料流动性也更好，因而有利于获得超薄的柔性永磁体。

经过混炼的物料，至少经过两道压延工序的压延。每台压延机的辊距都比上一台小20％～50％，即经过多台压延机逐次减薄，压延次数优选为2～5次。每次压延的压缩量在20％～50％。压缩量太小起不到压延的效果，效率较低，而压缩量过高，磁体的回弹效应大，不易获得超薄磁片。

利用上述方法所制得的柔性粘结磁体，磁体厚度在0.1～0.5mm，并保持有较高的磁性能、机械性能和优异的挠曲性。

实施例1

所用的原料包括：经0.2wt％的十二烷基磺酸钠预处理的粘结钕铁硼磁粉，粒径为70μm，含量为92wt％；用作粘结剂的聚乙烯，粒径为10μm，含量为5.0wt％；其他加工助剂，含量为3.0wt％。

首先，在高速混合机内混合均匀上述组分。接着，用密炼机对混合均匀的原料进行充分混炼，得到混炼物。然后，在压延机上压延混炼物3次，每次压延的压缩量为25％，压延机的辊速为2m／min。

最后，得到0.3mm厚的薄磁片。

对该磁片的性能参数进行测定，结果如表1所示。

实施例2

所用的原料包括：经0.5wt％的十二烷基磺酸钠预处理的粘结钕铁氮磁粉，粒径为20μm，含量为95wt％；用作粘结剂的聚酰胺，粒径为20μm，含量为3.5wt％；其他加工助剂，含量为1.5wt％。

首先，在高速混合机内混合均匀上述组分。接着，用密炼机对混合均匀的原料进行充分混炼，得到混炼物。然后，在压延机上压延混炼物2次，每次压延的压缩量为20％，压延机的辊速为10m／min。最终得到0.5mm厚的薄磁片。

对该磁片的性能进行测定，结果如表1所示。

实施例3

所用的原料包括：经0.1wt％的十二烷基硫酸钠预处理的粘结钕铁氮磁粉，粒径为10μm，含量为40wt％，粒径为75μm、含量为50wt％的粘结钕铁硼磁粉；用作粘结剂的聚对苯二甲酸乙二酯，粒径为12μm，含量为9.0wt％；其他加工助剂，含量为1.0wt％。

首先，在高速混合机内混合均匀上述组分。接着，用密炼机对混合均匀的原料进行充分混炼，得到混炼物。然后，在压延机上压延混炼物4次，每次压延的压缩量为50％，压延机的辊速为6m／min。最终得到0.2mm厚的薄磁片。

对该磁片的性能进行测定，结果如表1所示。

实施例4

所用的原料包括：经0.3wt％的十二烷基磺酸钠预处理的粘结钕铁硼磁粉，粒径为80μm，含量为96wt％；用作粘结剂的聚氨脂和丙烯酸，聚氨脂的粒径为20μm，含量为1.5wt％，丙烯酸的粒径为20um，含量为1.0wt％；其他加工助剂，含量为1.0wt％。

首先，在高速混合机内混合均匀上述组分。接着，用密炼机对混合均匀的原料进行充分混炼，得到混炼物。然后，在压延机上压延混炼物2次，每次压延的压缩量为20％，压延机的辊速为1m／min。最终得到0.4mm厚的薄磁片。

对该磁片的性能进行测定，结果如表1所示。

实施例5

所用原料组分如下：经0.3wt％的十二烷基苯磺酸钠预处理的粘结钕铁氮磁粉，粒径为23μm，含量为93wt％；用作粘结剂的聚对苯二甲酸二甲酯，粒径为20μm，含量为5.0wt％；其他加工助剂含量为2.0wt％。

首先，在高速混合机内混合均匀上述组分。接着，用密炼机对混合均匀的原料进行充分混炼，得到混炼物。然后，在压延机上压延混炼物3次，每次压延的压缩量为30％，压延机的辊速为7m／min。最终得到0.imm厚的薄磁片。

对该磁片的性能进行测定，结果如表1所示。

实施例6

所用的原料包括：经0.5wt％的十二烷基硫酸钠预处理的粘结钕铁硼磁粉，粒径为75μm，含量为91wt％；用作粘结剂的聚乙烯，粒径为18μm，含量为6.0wt％，聚酰胺粒径为1μm，含量为2.0wt％；其他加工助剂，含量为1.0wt％。

首先，在高速混合机内混合均匀上述组分。接着，用密炼机对混合均匀的原料进行充分混炼，得到混炼物。然后，在压延机上压延混炼物5次，每次压延的压缩量为40％，压延机的辊速为9m／min。最终得到0.2mm厚的薄磁片。

对该磁片的性能进行测定，结果如表1所示。

表1

由上述结果可知，利用本发明的技术方案，制得了厚度为0.1～0.5mm的超薄柔性粘结磁体，且磁体保持有较高的磁性能、机械性能和优异的挠曲性。

以上通过具体实施方式和实施例对本发明的技术方案进行了详细的说明，但本发明并不受限于此。在实现本发明目的的前提下，本领域技术人员能对本发明做出各种改变和变形。

Claims

1.一种柔性稀土磁体的制备方法，包括以下步骤：

b、对混合后的所述原料进行混炼，得到混炼物；

最后形成薄磁片。

2.根据权利要求1所述的柔性稀土磁体的制备方法，其特征在于，压延时所用压延机的辊筒表面线速度在1～10m／min。

3.根据权利要求1所述的柔性稀土磁体的制备方法，其特征在于，压延所述混炼物的次数为2～5次。

4.根据权利要求1所述的柔性稀土磁体的制备方法，其特征在于，所述粘结剂选自聚氨脂弹性体、聚乙烯、聚酰胺弹性体、聚酯弹性体、丙烯酸弹性体中的中的一种或两种。

5.根据权利要求1所述的柔性稀土磁体的制备方法，其特征在于，所述磁粉是经表面活性剂预处理后的磁粉，所述表面活性剂选自十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠，所述表面活性剂占所述磁粉的0.1～0.5wt％。

6.一种柔性稀土磁体，由权利要求1～5中任意一项所述的方法所制得，所述磁体的厚度为0.1～0.5mm，密度为4.0～5.5g／cm³，磁能积大于4MGOe。