CN105304255A - 一种高磁能的钕铁硼磁性材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高磁能的钕铁硼磁性材料，由以下重量份的原料制成：镨钕20-30份，硼铁20-30份，钕铁硼5-10份，氧化钴1-3份，三氯化铁10-15份，纳米级氧化锌3-5份，氧化钙12-14份，炭黑5-8份，偶联剂2-5份，绢云母粉体2-5份，环氧树脂40-45份，丁基橡胶20-30份，丙烯酸甲酯10-15份。本发明的高磁能的钕铁硼磁性材料具有高磁能，同时还具有良好的机械性能。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种高磁能的钕铁硼磁性材料及其制备方法。
背景技术
钕铁硼磁性材料是目前的朝阳产业，在某些新的领域，应用越来越广泛，并且符合国家建设资源节约型、环境友好型社会的战略部署。
钕铁硼具有极高的磁能积和矫力，同时高能量密度的优点使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了广泛应用，从而使仪器仪表、电声电机、磁选磁化等设备的小型化、轻量化、薄型化成为可能。随着近年来钕铁硼企业技术工艺和设备的不断改进提高，我国高性能钕铁硼应用产品将会越来越多，对其要求也越来越高。但目前现有市场上的钕铁硼磁性材料的磁性性能不能满足使用需求，而且制作工艺复杂，需进一步改进完善性能。例如现有技术中，由于相容性的问题，加工得到的塑料基磁性复合材料的最大磁能面积、力性能大多不理想。
总之，现有技术中的磁性复合材料不能保证具有较高的磁能面积，同时材料的力学性能还能满足应用，尤其是新技术领域应用的要求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的发明人经过巧妙构思，经过多次实验，选择将磁性粉体与有机熔融体巧妙结合，保证产品的强度，使得产品具有高的磁性，解决了上述问题。
具体而言本发明的具体技术方案是：一种高磁能的钕铁硼磁性材料，其由以下重量份数的原料制成：镨钕20-30份，硼铁20-30份，钕铁硼5-10份，氧化钴1-3份，三氯化铁10-15份，纳米级氧化锌3-5份，氧化钙12-14份，炭黑5-8份，偶联剂2-5份，绢云母粉体2-5份，环氧树脂40-45份，丁基橡胶20-30份，丙烯酸甲酯10-15份，且所述的镨钕与硼铁质量之比为1：1。
进一步的，所述的偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯与过氧化苯甲酸叔丁酯的混合物。
进一步的，所述的异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯与过氧化苯甲酸叔丁酯的质量之比为2-3：1。
进一步的，所述的纳米级氧化锌的粒径为40-60纳米，且比表面积不小于60平方米/克。
进一步的，其由以下重量份数的原料制成：镨钕30份，硼铁30份，钕铁硼10份，氧化钴1份，三氯化铁15份，纳米级氧化锌3份，氧化钙14份，炭黑8份，偶联剂2份，环氧树脂40份，丁基橡胶30份，丙烯酸甲酯15份，绢云母粉体4份。
进一步的，其由以下重量份数的原料制成：镨钕20份，硼铁20份，钕铁硼5份，氧化钴1份，三氯化铁10份，纳米级氧化锌3份，氧化钙12份，炭黑8份，偶联剂5份，环氧树脂45份，丁基橡胶20份，丙烯酸甲酯10份，绢云母粉体5份。
本发明还提供一种制备如本发明前述的高磁能的钕铁硼磁性材料的生产方法，包括以下步骤：步骤一，将镨钕、硼铁和钕铁硼置于磷酸锌溶液中浸泡0.5-1h，然后用柠檬酸溶液进行淋洗0.5-1h，再用清水浸泡2h；步骤二，然后在50-70℃下搅拌干燥1-2h，形成钕铁硼磁粉；步骤三，按重量份数将氧化钴、三氯化铁、纳米级氧化锌、氧化钙和炭黑，搅拌均匀分散在所述的磁性粉体上，混合均匀，形成磁性混合粉体；步骤四，将环氧树脂、丁基橡胶和丙烯酸甲酯在反应釜中升温到180-185℃熔融，按重量份数加入偶联剂和绢云母粉体，搅拌速度为1000r/min保持10-20min有机熔融体；步骤五，将步骤三和步骤四所得到的产物投入到双螺杆挤出机中挤出，冷却，切割得到高磁能的钕铁硼磁性材料。
进一步的，步骤五中，挤出造粒的工艺参数为：利用辅助喂料系统加入混合原料，喂料速度为40r/min；螺杆转速为300r/min。
进一步的，步骤一中将镨钕、硼铁和钕铁硼置于磷酸锌溶液中浸泡1h，然后用柠檬酸溶液进行淋洗0.5h，再用清水浸泡2h；步骤二中在60℃下搅拌干燥2h，形成钕铁硼磁粉。
进一步的，步骤四，将环氧树脂、丁基橡胶和丙烯酸甲酯在反应釜中升温到182℃熔融，按重量份数加入偶联剂和绢云母粉体，搅拌速度为1000r/min保持10min有机熔融体。
本发明的技术效果是：由于混合镨钕、硼铁和钕铁硼，形成钕铁硼磁粉；再与磁性粉体混合即按重量份数将氧化钴、三氯化铁、纳米级氧化锌、氧化钙和炭黑，搅拌均匀分散在所述的磁性粉体上，混合均匀，形成磁性混合粉体；保证了产品具有较高的磁性能，由于纳米级的氧化锌的分散效果较好，使得粒子混合均匀。由于经过发明人适配的环氧树脂、丁基橡胶和丙烯酸甲酯，在偶联剂和绢云母粉体的作用下，使得最终产品具有良好的机械加工性能。经测试，本发明得到的耐腐蚀磁性复合材料的抗压强度不低于780N/mm2，表磁强度不低于1880高斯，最大磁能积不低于275KJ/m3。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明进行进一步的详细描述。
实施例1
本实施例1的原料配比如下：镨钕30份，硼铁30份，钕铁硼10份，氧化钴1份，三氯化铁15份，纳米级氧化锌3份，氧化钙14份，炭黑8份，偶联剂2份，环氧树脂40份，丁基橡胶30份，丙烯酸甲酯15份，绢云母粉体4份。高磁能的钕铁硼磁性材料的生产方法，包括以下步骤：步骤一，将镨钕、硼铁和钕铁硼置于磷酸锌溶液中浸泡1h，然后用柠檬酸溶液进行淋洗1h，再用清水浸泡2h；步骤二，然后在50℃下搅拌干燥1h，形成钕铁硼磁粉；步骤三，按重量份数将氧化钴、三氯化铁、纳米级氧化锌、氧化钙和炭黑，搅拌均匀分散在所述的磁性粉体上，混合均匀，形成磁性混合粉体；步骤四，将环氧树脂、丁基橡胶和丙烯酸甲酯在反应釜中升温到182℃熔融，按重量份数加入偶联剂和绢云母粉体，搅拌速度为1000r/min保持10min有机熔融体；步骤五，将步骤三和步骤四所得到的产物投入到双螺杆挤出机中挤出，冷却，切割得到高磁能的钕铁硼磁性材料。挤出造粒的工艺参数为：利用辅助喂料系统加入混合原料，喂料速度为40r/min；螺杆转速为300r/min。
实施例2
本实施例2的原料配比如下：镨钕20份，硼铁20份，钕铁硼5份，氧化钴1份，三氯化铁10份，纳米级氧化锌3份，氧化钙12份，炭黑8份，偶联剂5份，环氧树脂45份，丁基橡胶20份，丙烯酸甲酯10份，绢云母粉体5份。高磁能的钕铁硼磁性材料的生产方法，包括以下步骤：步骤一，将镨钕、硼铁和钕铁硼置于磷酸锌溶液中浸泡0.5h，然后用柠檬酸溶液进行淋洗0.5h，再用清水浸泡2h；步骤二，然后在70℃下搅拌干燥2h，形成钕铁硼磁粉；步骤三，按重量份数将氧化钴、三氯化铁、纳米级氧化锌、氧化钙和炭黑，搅拌均匀分散在所述的磁性粉体上，混合均匀，形成磁性混合粉体；步骤四，将环氧树脂、丁基橡胶和丙烯酸甲酯在反应釜中升温到180℃熔融，按重量份数加入偶联剂和绢云母粉体，搅拌速度为1000r/min保持20min有机熔融体；步骤五，将步骤三和步骤四所得到的产物投入到双螺杆挤出机中挤出，冷却，切割得到高磁能的钕铁硼磁性材料。挤出造粒的工艺参数为：利用辅助喂料系统加入混合原料，喂料速度为40r/min；螺杆转速为300r/min。
经测试实施例1-2得到的高磁能的钕铁硼磁性材料的抗压强度分别为780N/mm2、795N/mm2，表磁强度分别为1850高斯、1880高斯，最大磁能积分别为277KJ/m3、275KJ/m3。
以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高磁能的钕铁硼磁性材料，其特征在于：其由以下重量份数的原料制成：镨钕20-30份，硼铁20-30份，钕铁硼5-10份，氧化钴1-3份，三氯化铁10-15份，纳米级氧化锌3-5份，氧化钙12-14份，炭黑5-8份，偶联剂2-5份，绢云母粉体2-5份，环氧树脂40-45份，丁基橡胶20-30份，丙烯酸甲酯10-15份，且所述的镨钕与硼铁质量之比为1∶1。
2.如权利要求1所述的高磁能的钕铁硼磁性材料，其特征在于：所述的偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯与过氧化苯甲酸叔丁酯的混合物。
3.如权利要求2所述的高磁能的钕铁硼磁性材料，其特征在于：所述的异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯与过氧化苯甲酸叔丁酯的质量之比为2-3∶1。
4.如权利要求1所述的高磁能的钕铁硼磁性材料，其特征在于：所述的纳米级氧化锌的粒径为40-60纳米，且比表面积不小于60平方米/克。
5.如权利要求1所述的高磁能的钕铁硼磁性材料，其特征在于：其由以下重量份数的原料制成：镨钕30份，硼铁30份，钕铁硼10份，氧化钴1份，三氯化铁15份，纳米级氧化锌3份，氧化钙14份，炭黑8份，偶联剂2份，环氧树脂40份，丁基橡胶30份，丙烯酸甲酯15份，绢云母粉体4份。
6.如权利要求1所述的高磁能的钕铁硼磁性材料，其特征在于：其由以下重量份数的原料制成：镨钕20份，硼铁20份，钕铁硼5份，氧化钴1份，三氯化铁10份，纳米级氧化锌3份，氧化钙12份，炭黑8份，偶联剂5份，环氧树脂45份，丁基橡胶20份，丙烯酸甲酯10份，绢云母粉体5份。
7.一种制备如权利要求1所述的高磁能的钕铁硼磁性材料的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将镨钕、硼铁和钕铁硼置于磷酸锌溶液中浸泡0.5-1h，然后用柠檬酸溶液进行淋洗0.5-1h，再用清水浸泡2h；
步骤二，然后在50-70℃下搅拌干燥1-2h，形成钕铁硼磁粉；
步骤三，按重量份数将氧化钴、三氯化铁、纳米级氧化锌、氧化钙和炭黑，搅拌均匀分散在所述的磁性粉体上，混合均匀，形成磁性混合粉体；
步骤四，将环氧树脂、丁基橡胶和丙烯酸甲酯在反应釜中升温到180-185℃熔融，按重量份数加入偶联剂和绢云母粉体，搅拌速度为1000r/min保持10-20min有机熔融体；
步骤五，将步骤三和步骤四所得到的产物投入到双螺杆挤出机中挤出，冷却，切割得到高磁能的钕铁硼磁性材料。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤五中，挤出造粒的工艺参数为：利用辅助喂料系统加入混合原料，喂料速度为40r/min；螺杆转速为300r/min。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤一中将镨钕、硼铁和钕铁硼置于磷酸锌溶液中浸泡1h，然后用柠檬酸溶液进行淋洗0.5h，再用清水浸泡2h；步骤二中在60℃下搅拌干燥2h，形成钕铁硼磁粉。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤四，将环氧树脂、丁基橡胶和丙烯酸甲酯在反应釜中升温到182℃熔融，按重量份数加入偶联剂和绢云母粉体，搅拌速度为1000r/min保持10min有机熔融体。
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