CN106448988A - 一种铁氧体-钕铁硼复合注射成形颗粒料及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁氧体-钕铁硼复合注射成形颗粒料，其配方中各组分重量百分比为：80～92wt％铁氧体-钕铁硼复合磁粉、7～19wt％粘结剂、0.5～2wt％添加剂，铁氧体-钕铁硼复合磁粉中铁氧体磁粉与钕铁硼磁粉的混合比例为25～55wt％：45％～75wt％，粘结剂采用聚苯硫醚PPS，而添加剂中包括偶联剂，铁氧体-钕铁硼复合磁粉通过所述偶联剂进行表面改性。同时还公布了一种铁氧体-钕铁硼复合注射成形颗粒料的制备方法。本发明提供的锶铁氧体注射成形颗粒料的磁能积(BH)_m可控制在3.0～6.0MGOe范围内，弯曲强度超过130MPa，热变形温度超过190℃。

Description

一种铁氧体-钕铁硼复合注射成形颗粒料及其制作方法

技术领域

本发明涉及粘结永磁体，更为具体的是涉及一种铁氧体-钕铁硼复合注射成形颗粒料及其制作方法。

背景技术

将磁粉、高分子粘结剂、添加剂按一定的比例进行混炼、造粒，然后再将粒料通过注塑机在适当的工艺下注射成型的方法制备出的磁体被称为注塑磁体。此类磁体作为粘结磁体的一个重要分支，由于具有尺寸精度高、机械性能好、可制备形状复杂多极取向的磁体；具有可与其它部件整体注射成形、易于大规模化生产等优点，广泛应用于汽车、家用电器、通信设备、检测仪表、计算机等领域。

注塑磁体在汽车上的应用要求磁体具有较高的耐热性，而注塑磁体的耐热性主要取决于粘结剂。聚苯硫醚PPS作为一种综合性能优异的热塑性特种工程塑料，其突出特点是耐高温、耐腐蚀、不燃、无毒、机械性能和电性能优异，所以采用这种材料制备的磁性颗粒料具有耐热性能好、化学稳定性高、尺寸精度高、具有优良的电器特性。永磁铁氧体材料是继铝镍钴系硬磁金属材料后出现的第二种主要的硬磁材料，它是以BaFe₁₂O₁₉相、SrFe₁₂O₁₉相和它们的固溶体为基础的永磁材料。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的应用开辟了新的途径。

而采用聚苯硫醚PPS作为粘结剂的磁性复合材料制备的注塑磁体存在脆性大，抗冲击性能差的缺点，虽然目前已针对该缺点进行多次改进，但改进后往往容易导致其他性能下降，无法满足标准要求。因此，亟需在保持原有注塑磁体的其他性能的基础上提高磁性颗粒料的整体力学性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中磁性颗粒料力学性能不佳的缺陷，提供了一种具有良好的力学性能的铁氧体-钕铁硼复合注射成形颗粒料以及该注射成形颗粒料的制备方法。

本发明的技术方案为：

一种铁氧体-钕铁硼复合注射成形颗粒料，其配方中各组分重量百分比如下：

铁氧体-钕铁硼复合磁粉 80～92wt％

粘结剂 7～19wt％

添加剂 0.5～2wt％

其中，铁氧体-钕铁硼复合磁粉中铁氧体磁粉与钕铁硼磁粉的混合比例为25～55wt％：45～75wt％，粘结剂采用纤维材料改性的聚苯硫醚PPS，而添加剂中包括偶联剂，铁氧体-钕铁硼复合磁粉通过所述偶联剂进行表面改性。

纤维材料选自玻璃纤维、碳纳米管、碳纤维中至少一种。

上述的偶联剂为硅烷偶联剂，添加剂中除了包括偶联剂外，还包括有高温润滑剂、分散剂中至少一种。

进一步，高温润滑剂选自石墨、石墨烯和硫化物中至少一种，抗氧化剂选自1010抗氧化剂、168抗氧化剂中至少一种，而分散剂为TAF-A分散剂。

一种铁氧体-钕铁硼复合注射成形颗粒料的制备方法，其包括以下步骤：

(1)改性铁氧体-钕铁硼复合磁粉的制备：按比例将铁氧体磁粉和钕铁硼磁粉进行混合形成复合磁粉，将添加剂中包括的偶联剂用有机溶剂溶解，然后加入复合磁粉中并混合均匀，在80～150℃的温度条件下烘干，得到改性铁氧体-钕铁硼复合磁粉；

(2)改性粘结剂的制备：将纤维材料按比例添加到聚苯硫醚PPS中，得到改性聚苯硫醚PPS；

(3)混合工序：将改性铁氧体-钕铁硼复合磁粉、改性聚苯硫醚PPS及添加剂中除偶联剂外的其他组分放入高速混合机中混合均匀形成混合物；

(4)混炼造粒工序：将混合物放入混炼机中混炼、挤出、切粒，最终获得锶铁氧体注射成型颗粒料。

本发明的有益效果：

本发明提供的锶铁氧体注射成形颗粒料的磁能积(BH)_m可控制在3.0～6.0MGOe范围内，弯曲强度超过130MPa，热变形温度超过190℃。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例的配方中各组分的重量百分比如下：

其中，铁氧体/钕铁硼复合磁粉中铁氧体磁粉与钕铁硼磁粉的比例为50：50wt％，而玻璃纤维改性的PPS中玻璃纤维的比例为20wt％。

制备方法如下：

铁氧体-钕铁硼复合磁粉的制备、改性：按比例将铁氧体磁粉和钕铁硼磁粉进行混合形成复合磁粉，将配方中所包括偶联剂用有机溶剂乙醇或丙酮进行溶解，然后加入混合好的复合磁粉，并混合均匀，在80～150℃的温度条件下烘干，得到改性铁氧体-钕铁硼复合磁粉；

粘结剂的改性：按比例将玻璃纤维添加到PPS中，得到改性PPS；

混合工序：将上述步骤中的改性铁氧体-钕铁硼复合磁粉、改性PPS与添加剂一并放入高速混合机中混合均匀得到磁粉与粘结剂的混合物；

混炼造粒工序：将混合物放入混炼机中混炼、挤出、切粒，最终获得锶铁氧体注射成型颗粒料。

最后，将制得的颗粒料放入注塑机中注射成所需的标准测试样品，对磁体样品进行检测，磁能积(BH)max达到4.0MGOe，弯曲强度达到145.8MPa，热变形温度超过195℃。

实施例2

本实施例的配方中各组分的重量百分比如下：

其中，铁氧体/钕铁硼复合磁粉中铁氧体磁粉与钕铁硼磁粉的比例为45：55wt％，而碳纤维改性的PPS中碳纤维的比例为20wt％。

除上上述区别外，本实施例的其余部分与实施例1相同。

最后，将制得的颗粒料放入注塑机中注射成所需的标准测试样品，对磁体样品进行检测，磁能积(BH)max达到3.4MGOe，弯曲强度达到155.6MPa，热变形温度超过195℃。

实施例3

本实施例的配方中各组分的重量百分比如下：

其中，铁氧体/钕铁硼复合磁粉中铁氧体磁粉与钕铁硼磁粉的比例为60：40wt％，而碳纳米管改性的PPS中碳纳米管的比例为20wt％。

除上上述区别外，本实施例的其余部分与实施例1相同。

最后，将制得的颗粒料放入注塑机中注射成所需的标准测试样品，对磁体样品进行检测，磁能积(BH)max达到4.5MGOe，弯曲强度达到181.6MPa，热变形温度超过195℃。

实施例4

本实施例的配方中各组分的重量百分比如下：

其中，铁氧体/钕铁硼复合磁粉中铁氧体磁粉与钕铁硼磁粉的比例为50：50wt％，而玻璃纤维改性的PPS中玻璃纤维的比例为10wt％。

除上上述区别外，本实施例的其余部分与实施例1相同。

最后，将制得的颗粒料放入注塑机中注射成所需的标准测试样品，对磁体样品进行检测，磁能积(BH)max达到3.0MGOe，弯曲强度达到136.9MPa，热变形温度超过195℃。

实施例5

本实施例的配方中各组分的重量百分比如下：

其中，铁氧体/钕铁硼复合磁粉中铁氧体磁粉与钕铁硼磁粉的比例为75：25wt％，而玻璃纤维改性的PPS中玻璃纤维的比例为10wt％。

除上上述区别外，本实施例的其余部分与实施例1相同。

最后，将制得的颗粒料放入注塑机中注射成所需的标准测试样品，对磁体样品进行检测，磁能积(BH)max达到5.2MGOe，弯曲强度达到146.1MPa，热变形温度超过195℃。

实施例6

本实施例的配方中各组分的重量百分比如下：

其中，铁氧体/钕铁硼复合磁粉中铁氧体磁粉与钕铁硼磁粉的比例为50：50wt％，而玻璃纤维改性的PPS中玻璃纤维的比例为10wt％。

除上上述区别外，本实施例的其余部分与实施例1相同。

最后，将制得的颗粒料放入注塑机中注射成所需的标准测试样品，对磁体样品进行检测，磁能积(BH)max达到3.1MGOe，弯曲强度达到137.2MPa，热变形温度超过195℃。

实施例7

本实施例的配方中各组分的重量百分比如下：

其中，铁氧体/钕铁硼复合磁粉中铁氧体磁粉与钕铁硼磁粉的比例为50：50wt％，而玻璃纤维改性PPS中玻璃纤维的比例为10wt％。

除上上述区别外，本实施例的其余部分与实施例1相同。

最后，将制得的颗粒料放入注塑机中注射成所需的标准测试样品，对磁体样品进行检测，磁能积(BH)max达到5.6MGOe，弯曲强度达到131.3MPa，热变形温度超过195℃。

比较例1

本比较例的配方中各组分的重量百分比如下：

其中，铁氧体/钕铁硼复合磁粉中铁氧体磁粉与钕铁硼磁粉的比例为50：50wt％。

除上上述区别外，本比较例的其余部分与实施例1相同。

最后，将制得的颗粒料放入注塑机中注射成所需的标准测试样品，对磁体样品进行检测，磁能积(BH)max达到3.9MGOe，弯曲强度达到102MPa，热变形温度超过195℃。

由于高温润滑剂、抗氧化剂、分散剂只是作为本发明的配方体系中的添加剂，其添加的类型以及含量对最终力学性能的改变影响不大，因此，在上述实施例中将只以石墨+1010抗氧化剂+TAF-A分散剂进行试验。

而根据上述实施例，本发明提供的锶铁氧体注射成形颗粒料的磁能积(BH)m可控制在3.0～6.0MGOe范围内，弯曲强度超过130MPa，热变形温度超过190℃，与比较例相比，其弯曲强度有了很大的提高，并且其磁能积也能保持相对的稳定。

Claims (7)

1.一种铁氧体-钕铁硼复合注射成形颗粒料，其配方中各组分重量百分比如下：

铁氧体-钕铁硼复合磁粉 80～92wt％

粘结剂 7～19wt％

添加剂 0.5～2wt％

其中，铁氧体-钕铁硼复合磁粉中铁氧体磁粉与钕铁硼磁粉的混合比例为25～55wt％：45～75wt％，粘结剂采用纤维材料改性的聚苯硫醚PPS，而添加剂中包括偶联剂，铁氧体-钕铁硼复合磁粉通过所述偶联剂进行表面改性。

2.根据权利要求1所述的铁氧体-钕铁硼复合注射成形颗粒料，其特征在于：所述的纤维材料选自玻璃纤维、碳纳米管、碳纤维中至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的铁氧体-钕铁硼复合注射成形颗粒料，其特征在于：所述的偶联剂为硅烷偶联剂，所述的添加剂中还包括有高温润滑剂、分散剂、抗氧化剂中至少一种。

4.根据权利要求3所述的铁氧体-钕铁硼复合注射成形颗粒料，其特征在于：所述的高温润滑剂选自石墨、石墨烯和硫化物中至少一种。

5.根据权利要求3所述的铁氧体-钕铁硼复合注射成形颗粒料，其特征在于：所述的抗氧化剂选自1010抗氧化剂、168抗氧化剂中至少一种。

6.根据权利要求3所述的铁氧体-钕铁硼复合注射成形颗粒料，其特征在于：所述的分散剂为TAF-A分散剂。

7.一种权利要求4～6中任一项所述的铁氧体-钕铁硼复合注射成形颗粒料的制备方法，其包括以下步骤：

(1)改性铁氧体-钕铁硼复合磁粉的制备：按比例将铁氧体磁粉和钕铁硼磁粉进行混合形成复合磁粉，将添加剂中包括的偶联剂采用有机溶剂溶解，然后加入复合磁粉中并混合均匀，在80～150℃的温度条件下烘干，得到改性铁氧体-钕铁硼复合磁粉；

(2)改性粘结剂的制备：将纤维材料按比例添加到聚苯硫醚PPS中，得到改性聚苯硫醚PPS；

(3)混合工序：将改性铁氧体-钕铁硼复合磁粉、改性聚苯硫醚PPS及添加剂中除偶联剂外的其他组分放入高速混合机中混合均匀形成混合物；

(4)混炼造粒工序：将混合物放入混炼机中混炼、挤出、切粒，最终获得锶铁氧体注射成型颗粒料。