CN105330944A - 一种高强度磁性塑胶材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度磁性塑胶材料，由组分A、组分B、组分C按照质量比为3∶(8-10)∶1进行配比制备而成，所述组分A包括如下组成：钕铁硼磁粉为80-85，润滑剂为2-5，偶联剂为2-5；所述组分B包括如下组成：绢云母粉体为1-2，硫酸钙为0.5-1，高密度聚乙烯为50-70，组分C为二氧化硅粉，本发明的高强度磁性塑胶材料具有高强度，同时还具有高的磁性。

Description

一种高强度磁性塑胶材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种高强度磁性塑胶材料及其制备方法。
背景技术
磁性塑料的冲击强度比较高，能进行机械加工，而不会发生碎裂，可直接注塑成型，实现电磁设备的小型化、轻量化、精密化和高性能化。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。然而，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。其根本原因是满足了粘合性和相容性后，却不能满足强度，以及应有的磁性。
现有技术也曾披露过钕铁硼类磁粉，采用粉末冶金的方法，把磁粉和高分子材料混合粘结，通过模压成型产品，再经过去除塑料成分再烧结成型，此类产品结构简单，耐腐性差，加工成本高，强度较低，不适合用于加工结构复杂精细的产品。即也存在磁性低和强度低的技术问题。
总之，现有技术中的磁性复合材料不能保证具有较高强度的同时，保证具有高的磁性。
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，选择将两种组分A和组分B和组分C进行复配的方式，保证强度的同时，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：一种耐腐蚀磁性复合材料，由组分A和组分B和组分C按照质量比为3∶(8-10)∶1进行配比制备而成，其中按重量份数，基于所述组分A的总质量，所述组分A包括如下组成：钕铁硼磁粉为80-85，润滑剂为2-5，偶联剂为2-5；其中按重量份数，基于所述组分B的总质量，所述组分B包括如下组成：绢云母粉体为1-2，所述绢云母粉体的粒度3000～6000目，硫酸钙为0.5-1，高密度聚乙烯为50-70。
进一步，所述润滑剂选自硬脂酸锌和乙撑双硬酯酰胺，所述硬脂酸锌和乙撑双硬酯酰胺的质量之比为1∶(3-5)。
进一步，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
进一步，所述钛酸酯偶联剂选自异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯。
进一步，所述组分A和组分B和组分C按照质量比为3∶10∶1，其中按重量份数，基于所述组分A的总质量，所述组分A包括如下组成：钕铁硼磁粉为85，润滑剂为5，偶联剂为5；其中按重量份数，基于所述组分B的总质量，所述组分B包括如下组成：绢云母粉体为2，所述绢云母粉体的平均粒度为6000目，硫酸钙为1，高密度聚乙烯为70；组分C为二氧化硅粉。
进一步，所述由A组分和B组分和组分C按照质量比为3∶8∶1进行配比制备而成，其中按重量份数，基于所述A组分的总质量，所述A组分包括如下组成：钕铁硼磁粉为80，润滑剂为2，偶联剂为2；其中按重量份数，基于所述B组分的总质量，所述B组分包括如下组成：绢云母粉体为1，所述绢云母粉体的平均粒度3000目，硫酸钙为0.5，高密度聚乙烯为50。
本发明还提供了一种制备前述的耐腐蚀磁性复合材料的生产方法，包括以下步骤：步骤一，将钕铁硼磁粉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1h；步骤二，将清洗后的钕铁硼磁粉在60-80℃下搅拌干燥3-5h；步骤三，按重量份数将偶联剂和润滑剂喷洒到干燥后的钕铁硼磁粉上，搅拌10-20min，温度控制在85-100℃，得到；步骤四，将高密度聚乙烯在反应釜中升温到130-135℃熔融，按重量份数加入绢云母粉体和硫酸钙，搅拌速度为2000r/min保持30-50min，得到组分B；步骤五，按照组分A和组分B和组分C的质量比，将其分别投入捏合机中，捏合机转速为120-160r/min，温度为130-150℃，捏合时间为40-50min；步骤六，将步骤五所得到的预混合料投入到双螺杆挤出造粒机中，经熔融挤出成线，冷却，切粒得到耐腐蚀磁性复合材料。
进一步，步骤六中，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；主机螺杆转速为300r/min。
进一步，步骤五中，按照组分A和组分B和组分C的质量比，将其分别投入捏合机中，捏合机转速为120r/min，温度为130℃，捏合时间为40min。
进一步，步骤一中，将钕铁硼磁粉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1h；步骤二中，将清洗后的钕铁硼磁粉在70℃下搅拌干燥3h；步骤三中，按重量份数将偶联剂和润滑剂喷洒到干燥后的钕铁硼磁粉上，搅拌20min，温度控制在85℃；步骤四中，将高密度聚乙烯在反应釜中升温到130℃，按重量份数加入绢云母粉体和硫酸钙，搅拌速度为2000r/min保持30min。
本发明的技术效果是：由于组分A的强磁性材料钕铁硼磁粉在清洗过程中保持了活性表面，加上偶联剂和润滑剂的喷洒，保持了磁性的与组分B的充分作用，因此表现出了高磁性。由于绢云母粉体和硫酸钙在高速搅拌中与材料主体高密度聚乙烯得到了较好融合填充，然后再结合组分A和抗压强度高的组分C即二氧化硅粉，这些粒子的配比恰好达到高密度复配的技术效果。经过本发明得到的耐腐蚀磁性复合材料的抗压强度为720N/mm2、714N/mm2，表磁强度分别为1851高斯、1883高斯。
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的配比为：组分A和组分B和组分C按照质量比为3∶10∶1，其中按重量份数，基于所述组分A的总质量，所述组分A包括如下组成：钕铁硼磁粉为85，润滑剂为5，偶联剂为5；其中按重量份数，基于所述组分B的总质量，所述组分B包括如下组成：绢云母粉体为2，所述绢云母粉体的平均粒度为6000目，硫酸钙为1，高密度聚乙烯为70。将钕铁硼磁粉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1h；步骤二中，将清洗后的钕铁硼磁粉在70℃下搅拌干燥3h；步骤三中，按重量份数将偶联剂和润滑剂喷洒到干燥后的钕铁硼磁粉上，搅拌20min，温度控制在85℃；步骤四中，将高密度聚乙烯在反应釜中升温到130℃，按重量份数加入绢云母粉体和硫酸钙，搅拌速度为2000r/min保持30min，得到组分B；步骤五，按照组分A和组分B和组分C的质量比，将其分别投入捏合机中，捏合机转速为160r/min，温度为130℃，捏合时间为40min；步骤六，将步骤五所得到的预混合料投入到双螺杆挤出造粒机中，经熔融挤出成线，冷却，切粒得到高强度磁性塑胶材料。
实施例2
本实施例2的配比为：由A组分和B组分和组分C按照质量比为3∶8∶1进行配比制备而成，其中按重量份数，基于所述A组分的总质量，所述A组分包括如下组成：钕铁硼磁粉为80，润滑剂为2，偶联剂为2；其中按重量份数，基于所述B组分的总质量，所述B组分包括如下组成：绢云母粉体为1，所述绢云母粉体的平均粒度3000目，硫酸钙为0.5，高密度聚乙烯为50。将钕铁硼磁粉置于磷酸锌溶液中浸泡0.5h，然后用柠檬酸溶液进行淋洗1h，再用清水浸泡1h；步骤二中，将清洗后的钕铁硼磁粉在60℃下搅拌干燥3h；步骤三中，按重量份数将偶联剂和润滑剂喷洒到干燥后的钕铁硼磁粉上，搅拌10min，温度控制在95℃；步骤四中，将高密度聚乙烯在反应釜中升温到134℃，按重量份数加入绢云母粉体和硫酸钙，搅拌速度为2000r/min保持40min，得到组分B；步骤五，按照组分A和组分B和组分C的质量比，将其分别投入捏合机中，捏合机转速为110r/min，温度为132℃，捏合时间为45min；步骤六，将步骤五所得到的预混合料投入到双螺杆挤出造粒机中，经熔融挤出成线，冷却，切粒得到高强度磁性塑胶材料。
实施例1-2得到的高强度磁性塑胶材料的抗压强度为720N/mm2、714N/mm2，表磁强度分别为1851高斯、1883高斯。
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)

1.一种高强度磁性塑胶材料，其特征在于：由组分A和组分B和组分C按照质量比为3∶(8-10)∶1进行配比制备而成，其中按重量份数，基于所述组分A的总质量，所述组分A包括如下组成：钕铁硼磁粉为80-85，润滑剂为2-5，偶联剂为2-5；其中按重量份数，基于所述组分B的总质量，所述组分B包括如下组成：绢云母粉体为1-2，所述绢云母粉体的粒度3000～6000目，硫酸钙为0.5-1，高密度聚乙烯为50-70，所述组分C为二氧化硅粉。
2.如权利要求1所述的磁性复合材料，其特征在于：所述润滑剂选自硬脂酸锌和乙撑双硬酯酰胺，所述硬脂酸锌和乙撑双硬酯酰胺的质量之比为1∶(3-5)。
3.如权利要求1所述的磁性复合材料，其特征在于：所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
4.如权利要求3所述的磁性复合材料，其特征在于：所述钛酸酯偶联剂选自异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯。
5.如权利要求1所述的磁性复合材料，其特征在于：所述组分A和组分B和组分C按照质量比为3∶10∶1，其中按重量份数，基于所述组分A的总质量，所述组分A包括如下组成：钕铁硼磁粉为85，润滑剂为5，偶联剂为5；其中按重量份数，基于所述组分B的总质量，所述组分B包括如下组成：绢云母粉体为2，所述绢云母粉体的平均粒度为6000目，硫酸钙为1，高密度聚乙烯为70。
6.如权利要求1所述的磁性复合材料，其特征在于：所述由A组分和B组分和组分C按照质量比为3∶8∶1进行配比制备而成，其中按重量份数，基于所述A组分的总质量，所述A组分包括如下组成：钕铁硼磁粉为80，润滑剂为2，偶联剂为2；其中按重量份数，基于所述B组分的总质量，所述B组分包括如下组成：绢云母粉体为1，所述绢云母粉体的平均粒度3000目，硫酸钙为0.5，高密度聚乙烯为50。
7.一种制备如权利要求1所述的耐腐蚀磁性复合材料的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将钕铁硼磁粉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1h；
步骤二，将清洗后的钕铁硼磁粉在60-80℃下搅拌干燥3-5h；
步骤三，按重量份数将偶联剂和润滑剂喷洒到干燥后的钕铁硼磁粉上，搅拌10-20min，温度控制在85-100℃，得到；
步骤四，将高密度聚乙烯在反应釜中升温到130-135℃熔融，按重量份数加入绢云母粉体和硫酸钙，搅拌速度为2000r/min保持30-50min，得到组分B；
步骤五，按照组分A和组分B和组分C的质量比，将其分别投入捏合机中，捏合机转速为120-160r/min，温度为130-150℃，捏合时间为40-50min；
步骤六，将步骤五所得到的预混合料投入到双螺杆挤出造粒机中，经熔融挤出成线，冷却，切粒得到耐腐蚀磁性复合材料。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤六中，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；主机螺杆转速为300r/min。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤五中，按照组分A和组分B和组分C的质量比，将其分别投入捏合机中，捏合机转速为120r/min，温度为130℃，捏合时间为40min。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤一中，将钕铁硼磁粉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1h；步骤二中，将清洗后的钕铁硼磁粉在70℃下搅拌干燥3h；步骤三中，按重量份数将偶联剂和润滑剂喷洒到干燥后的钕铁硼磁粉上，搅拌20min，温度控制在85℃；步骤四中，将高密度聚乙烯在反应釜中升温到130℃，按重量份数加入绢云母粉体和硫酸钙，搅拌速度为2000r/min保持30min。
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