CN106673148B - 一种高效磁化器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高效磁化器，所述高效磁化器包括磁铁和磁铁罩，所述磁铁罩包覆所述磁铁；所述磁铁为稀土永磁材料，所述稀土永磁材料为Nd2Fe14B(1‑x)Mx其中，0.13≤X≤0.32，所述M包括铽、钴、铌、镨、铬、镓、钛、铝、铜中的一种或多种。

Description

一种高效磁化器
技术领域
本发明涉及磁化器领域，更具体地，本发明涉及一种高效磁化器。
背景技术
磁化水是一种被磁场磁化了的水。永久磁体产生的超高强磁场，在不改变水原有的化学成份条件下，使水中矿物质的物理结构发生变化。磁场5000GS-8000GS之间，让普通水以一定流速，沿着与磁力线垂直的方向切割，通过一定强度的磁场，普通水就会变成磁化水。磁化水有种种神奇的效能，原来缔合链状的大分子，断裂成单个小分子，水分子偶极距发生偏转。水中溶解盐类的正负离子(垢分子)被单个水分子包围，使水中的钙、镁等结垢物的针状结晶改变为粒状结晶体，相互粘附与聚积特性受到了破坏，从而在受热面或管理壁上不结硬垢，粒状结晶体则随排污孔排出，同时由于水分子偶极距增大，使其与盐类正负离子吸引力增大，使受热炉壁、管壁上原有的旧垢逐渐开裂、疏松、自行脱落，故磁化水具有很好的去污、防垢效果，同时也具有杀菌的效果。
但是，传统的磁化器结构复杂，尺寸大，安装不便，且磁化效果不显著；另外，高效磁化器中磁铁的包覆层磁铁罩一般为聚丙烯材料，耐磨、耐老化效果不佳。
针对上述问题，本发明提供一种高效磁化器，高效磁化器不仅具有高效的磁化率，很高矫顽力，同时也具有较长的使用寿命。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种高效磁化器，所述高效磁化器包括磁铁和磁铁罩，所述磁铁罩包覆所述磁铁；所述磁铁为稀土永磁材料，所述稀土永磁材料为
Nd2Fe14B(1-x)Mx
其中，0.13≤X≤0.32，所述M包括铽、钴、铌、镨、铬、镓、钛、铝、铜中的一种或多种。
在一种实施方式中，所述稀土永磁材料中0.15≤X≤0.3，所述M为铽、钴、铌、镨、镓、钛、铝。
在一种实施方式中，所述稀土永磁材料中所述M中铽、钴、铌、镨、镓、钛、铝的重量比为1：(0.3～0.6)：(0.005～0.03)：(0.005～0.025)：(0.05～0.2)：(0.001～0.1)：(0.1～0.7)。
在一种实施方式中，所述稀土永磁材料中所述M中铽、钴、铌、镨、镓、钛、铝的重量比为1：(0.4～0.5)：(0.008～0.02)：(0.005～0.018)：(0.06～0.17)：(0.002～0.006)：(0.2～0.5)。
在一种实施方式中，所述磁铁罩的材质为聚丙烯复合材料。
在一种实施方式中，所述聚丙烯复合材料由聚丙烯共聚物与磺化碳纳米管进行共混得到，所述聚丙烯共聚物由丙烯与醋酸乙烯、丁烯缩醛进行共聚得到。
在一种实施方式中，所述聚丙烯共聚物中所述丙烯与所述醋酸乙烯、所述丁烯缩醛的重量比为1：(0.1～0.3)：(0.01～0.1)。
在一种实施方式中，所述聚丙烯共聚物中所述丙烯与所述醋酸乙烯、所述丁烯缩醛的重量比为1：0.24：0.07。
本发明另一方面，提供一种高效磁化装置，所述高效磁化装置包括上述所述高效磁化器，所述高效磁化装置还包括包括外壳、过滤装置及连接罩座，所述外壳为具有一个开口端的筒形结构，所述开口端与水源装置通过螺纹连接并安装有密封垫片，所述开口端与位于外壳内腔的高效磁化器相通；所述高效磁化器内部设置有通孔，用于连通开口端和过滤装置；所述过滤装置通过连接罩座与外壳另一端开口通过螺纹连接并安装有密封垫片；所述过滤装置包括过滤盘和过滤网，所述过滤盘与过滤网通过卡扣连接且所述过滤盘位于过滤网上方，所述过滤盘圆周侧边至少设置有6～20个孔；所述外壳壁上设置有防摩擦装置，所述防摩擦装置的横截面图为正六边形。
在一种实施方式中，所述高效磁化器应用包括浴室用花洒装置、洗脸台的水龙头装置、洗衣机入水口的水龙头装置及饮用水水龙头装置。
参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
说明书附图
图1：高效磁化装置示意图
1、连接罩座；2、防摩擦装置；3、螺纹。
图2：高效磁化装置剖视图
1、连接罩座；3，9、螺纹；4，6密封垫片；5，高效磁化器；7，过滤盘；8，过滤网；10、外壳。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
“聚合物”意指通过聚合相同或不同类型的单体所制备的聚合化合物。通用术语“聚合物”包含术语“均聚物”、“共聚物”、“三元共聚物”与“共聚体”。
“共聚体”意指通过聚合至少两种不同单体制备的聚合物。通用术语“共聚体”包括术语“共聚物”(其一般用以指由两种不同单体制备的聚合物)与术语“三元共聚物”(其一般用以指由三种不同单体制备的聚合物)。其亦包含通过聚合更多种单体而制造的聚合物。“共混物”意指两种或两种以上聚合物通过物理的或化学的方法共同混合而形成的聚合物。
本发明提供一种高效磁化器，所述高效磁化器包括磁铁和磁铁罩，所述磁铁罩包覆所述磁铁；所述磁铁为稀土永磁材料，所述稀土永磁材料为
Nd2Fe14B(1-x)Mx
其中，0.13≤X≤0.32，所述M包括铽、钴、铌、镨、铬、镓、钛、铝、铜中的一种或多种。
在一种实施方式中，所述磁铁的磁场在5000GS～8000GS；优选地，所述磁铁的磁场在7000GS～8000GS。
稀土永磁材料
稀土永磁材料，由4f族稀土元素和3d过渡族元素(Fe、Co)组成的金属间化合物，此类永磁材料是目前为止性能最好的磁体。3d过渡族元素(Fe、Co、Ni)间强的相互交换作用，使得永磁材料具有高的居里温度和饱和磁化强度，而稀土元素中局域的4f电子具有很强的各向异性，二者结合形成的金属间化合物，实现了永磁材料高的最大磁能积(BH)max。
在一种实施方式中，所述稀土永磁材料中0.15≤X≤0.3，所述M为铽、钴、铌、镨、镓、钛、铝；优选地，所述稀土永磁材料中0.17≤X≤0.29，所述M为铽、钴、铌、镨、镓、钛、铝。
在一种实施方式中，所述稀土永磁材料中所述M中铽、钴、铌、镨、镓、钛、铝的重量比为1：(0.3～0.6)：(0.005～0.03)：(0.005～0.025)：(0.05～0.2)：(0.001～0.1)：(0.1～0.7)。
在一种实施方式中，所述稀土永磁材料中所述M中铽、钴、铌、镨、镓、钛、铝的重量比为1：(0.4～0.5)：(0.008～0.02)：(0.005～0.018)：(0.06～0.17)：(0.002～0.006)：(0.2～0.5)；优选地，所述稀土永磁材料中所述M中铽、钴、铌、镨、镓、钛、铝的重量比为1：0.43：0.011：0.015：0.12：0.003：0.36。
本发明中稀土永磁材料的质量百分比为：钕25～40％，硼0.8～1.0％，M 3～5％，余量为铁。
所述稀土永磁材料的制备方法如下：
(1)配料与熔炼：按照稀土永磁材料的组成成分及质量百分比进行配料，然后送入真空速凝熔炼炉后抽真空到10-3Pa-10-2Pa，停止抽真空并充入氩气达到0.045-0.050MPa后进行熔炼，待炉料完全熔化后以冷却辊转速为2.60m/s进行鳞片浇铸得到厚度为0.20-0.40mm的甩带片；
(2)氢破碎和气流磨处理：将上述甩带片经过氢破碎处理得到平均粒径为10.0μm-12.0μm的碎粉，然后抗氧化剂进行气流磨制得平均粒径为3.0μm-4.0μm的细粉末；所述的氢破碎处理中脱氢反应的加热温度为460-560℃，加热时间为200-230min；所述的抗氧化剂的添加量为0.035％-0.040％；
(3)压制和烧结：向步骤(2)细粉末中加入润滑剂，在氮气的保护气氛下用3.0T-4.0T的脉冲磁场、200-210MPa的压力取向并压制成型，然后经过放电等离子烧结工艺得到钕铁硼磁体坯件；所述的润滑剂的添加量为0.020％-0.030％；所述的放电等离子烧结工艺中烧结气氛为真空度为0.01Pa-0.02Pa，烧结压力为30-40MPa，烧结温度为650-800℃，升温速率为150-180℃/min，保温时间为5-10min；
(4)回火热处理：将步骤(3)中钕铁硼磁体坯件进行三级回火热处理得到钕铁硼磁体成品；其中第一级回火热处理的温度为1000-1100℃，保温时间为2-5h，第二级回火热处理的温度为800-900℃，保温时间为4-5h，第三级回火热处理的温度为480-520℃，保温时间为3.0-4.0h。
在一种实施方式中，所述抗氧化剂包括三乙醇胺硼酸酯、N-十二烷基双季铵盐、硬脂酸甘油酯的一种或多种；优选地，所述抗氧化剂为N-十二烷基双季铵盐。
在一种实施方式中，所述润滑剂包括脂肪醇聚乙烯醚、油酸甘油酯和十二烷基硫酸钠中的一种或多种；优选地，所述润滑剂为十二烷基硫酸钠。
本发明通过添加铽粉、钴粉、铌粉、镨粉、镓粉、钛粉、铝粉，部分取代Nd和B、抑制晶粒的生长以及细化主相晶粒来提高NdFeB磁体的矫顽力和温度稳定性。
在本发明钕铁硼磁体中添加稀土元素Tb，在NdFeB磁体中形成的化合物的饱和磁极化强度较低，其具有高的各向异性场和温度补偿作用，可以得到具有高矫顽力和高温度稳定性的NdFeB磁体。
在本发明稀土永磁材料制备得到的钕铁硼磁体中，以Nd合金、B和Fe为主要原料，为了得到更高综合性能的NdFeB磁体，复配加入Al，其能大部分或者完全进入晶界相，使得晶界相具有更好的磁去耦效应，有效提高NdFeB磁体的矫顽力，并改善NdFeB磁体的耐腐蚀性能，同时也可以改善NdFeB磁体的抗弯强度、抗冲击韧性等力学性能。而且，一方面Al有特殊湿润性，在晶粒的边界起到很好的润湿作用，另一方面Al在晶粒的边界会形成新的含Al的富钕相，使得晶粒的边界变得更为清晰，从而有效减弱了晶粒间的交换耦合的退磁作用，不仅大大提高了磁体的矫顽力，而且减弱了NdFeB磁体的剩磁和磁能积的负面影响。由于磁体各相的化学成分的差异会导致其电化学电位各不相同，这些相在较高的温度和湿度的环境中会互相接触从而在相之间组成腐蚀微电池并加速腐蚀，Al的加入则能有效防止这种腐蚀现象的发生。
聚丙烯
聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。聚丙烯的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能。聚丙烯力学性能的绝对值高于聚乙烯，但在塑料材料中仍属于偏低的品种，其拉伸强度仅可达到30MPa或稍高的水平。聚丙烯具有良好的耐热性，制品能在100℃以上温度进行消毒灭菌，在不受外力的条件下，150℃也不变形。脆化温度为-35℃，在低于-35℃会发生脆化。聚丙烯的化学稳定性很好，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定，但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃等能使聚丙烯软化和溶胀，同时它的化学稳定性随结晶度的增加还有所提高，所以聚丙烯适合制作各种化工管道和配件，防腐蚀效果良好。它有较高的介电系数，且随温度的上升，可以用来制作受热的电器绝缘制品。聚丙烯抗电压、耐电弧性好，但静电度高，与铜接触易老化。
在一种实施方式中，所述磁铁罩的材质为聚丙烯复合材料。
碳纳米管
碳纳米管可看作是由石墨稀片绕中心轴卷曲而成的中空管状物，其管壁为由碳原子组成的六边形网状结构，碳原子间由较强的C-C共价键结合而成，碳纳米管的长度可达几毫米，直径在零点几纳米到几十纳米之间，具有较大的长径比。根据管壁上的碳原子层数不同，碳纳米管可分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管：单壁碳纳米管是由一层碳原子构成的纳米管，多壁碳纳米管则是由多层碳原子同轴卷曲而成，相邻管间距为0.34nm。碳纳米管因其独特的结构而具有极高的机械强度和理想的初性，其杨氏模量约为1TPa，其弹性应变约为5％，最大可以达到12％，为钢的60倍。在热学性能上，纳米碳管还有优异的导热性能，虽然目前还很难直接测得单根纳米碳管的导热率，但据估算其导热系数大于2800W/(m·k)，几乎和金刚石的导热能力相当，而在传热过程中垂直管轴方向的膨胀率几乎为零。在电学性能上电子在纳米碳管内只能沿着纳米碳管的轴向运动，因此表现出独特的电学性能。纳米碳管具有金属的电学性能，也具有半导体的电学性能，这取决于由不同合成方法得到的具有不同管径和管壁的螺旋角的具体结构。此外，碳纳米管还具有良好的稳定性、特殊的光学性能和储氧性能等。
在一种实施方式中，所述聚丙烯复合材料由聚丙烯共聚物与磺化碳纳米管进行共混得到，所述聚丙烯共聚物由丙烯与醋酸乙烯、丁烯缩醛进行共聚得到。
所述磺化碳纳米管的制备方法如下：
(1)酸化碳纳米管：在干燥的反应器中加入质量浓度98％的浓硫酸和硝酸钠，冰水浴下冷却，0-5℃条件下，搅拌加入碳纳米管，混合均匀后缓慢加入高锰酸钾，控制反应温度为10-15℃，反应2h，35℃条件下继续搅拌反应2h，加入去离子水，控制反应液温度在98℃，继续搅拌0.5h，再加入质量浓度为30％的双氧水，趁热过滤，并用稀盐酸(1mol/L)对产物进行洗涤至中性，60℃条件下减压干燥24h，即得到酸化碳纳米管；所述酸化碳纳米管与所述硝酸钠、所述高锰酸钾的重量比为1：(0.2～0.8)：(2～5)；所述碳纳米管与所述质量浓度98％的浓硫酸、所述质量浓度为30％的双氧水、所述去离子水的质量体积比为1：(16～20)：(2～3.2)：20；
(2)硼氢化钠还原酸化碳纳米管：将步骤(1)得到的酸化碳纳米管加入到去离子水中，超声处理1h，得到分布均匀的酸化碳纳米管悬浮液，5wt％的碳酸钠水溶液调节酸化碳纳米管悬浮液pH值至9-10，然后加入4％的硼氢化钠水溶液，80℃条件下反应1h，冷却至室温；所述酸化碳纳米管与所述硼氢化钠重量比为1：8；
(3)向反应器中加入质量分数为2％的亚硝酸钠水溶液，在0～5℃条件下加入对氨基苯磺酸、HCl水溶液(1mol/L)，反应24h，得到芳基重氮盐；所述亚硝酸钠与所述对氨基苯磺酸、所述盐酸水溶液的重量比为1：2.5：24；
(4)磺化碳纳米管：将步骤(3)得到的芳基重氮盐缓慢地滴加到步骤(2)得到的还原的碳纳米管悬浮液中，并在0～5℃条件下和室温下各反应2h，反应完成后，用去离子水透析7天，再超声处理0.5h，过滤，80℃减压干燥20h，得到磺化碳纳米管。
在一种实施方式中，所述聚丙烯共聚物中所述丙烯与所述醋酸乙烯、所述丁烯缩醛的重量比为1：(0.1～0.3)：(0.01～0.1)；优选地，所述聚丙烯共聚物中所述丙烯与所述醋酸乙烯、所述丁烯缩醛的重量比为1：0.24：0.07。
所述聚丙烯复合材料的制备方法如下：
(1)丙烯酸共聚物：在氮气保护条件下，向反应器中加入甲苯、单体醋酸乙烯、丁烯缩醛，充分搅拌0.5h，通入丙烯直至溶液达到饱和状态，加入催化剂Ziegler-Natta，30～35℃条件下，聚合反应3～5h，反应结束后，加入少量的乙醇/HCl溶液终止反应，并将产物转移至乙醇/HCl溶液中持续搅拌沉淀出聚合物，用乙醇清洗后抽滤得到聚合物，在真空烘箱内80℃下干燥6h；所述醋酸乙烯与所述催化剂Ziegler-Natta的重量比为1：0.03；
(2)聚丙烯复合材料：向反应器中加入干燥的磺化碳纳米管，无水乙醇，超声分散0.5h，然后加入乙酸乙酯、丙烯酸共聚物，超声分散0.5h，加入引发剂ABIN，氮气保护，65℃条件下反应6h，降温至室温，60℃减压干燥10h，得到聚丙烯复合材料；所述丙烯酸共聚物与所述磺化碳纳米管的重量比为1：(0.05～0.5)。
本发明中采用重氮盐法将含有磺酸基团的有机小分子对碳纳米管进行功能化改性，对其润湿性进行调整，在提高其在水、乙醇等极性溶剂中分散性的同时，使之具有双亲性能，然后将得到的磺化碳纳米管作为固体粒子稳定剂应用于聚丙烯共聚物的分散聚合反应，从而得到聚丙烯复合材料，并实现该功能化碳纳米管在聚丙烯共聚物中的均匀分散，得到的聚丙烯复合材料不仅具有优异的力学性能(屈服强度、拉伸强度、压缩强度、表面硬度和弹性模量)及突出的耐应力开裂性和刚性，还具有优异的抗氧化性、耐老化、耐低温性能。
本发明另一方面提供一种高效磁化装置，所述高效磁化装置包括上述所述高效磁化器，所述高效磁化装置还包括外壳、过滤装置及连接罩座，所述外壳为具有一个开口端的筒形结构，所述开口端与水源装置通过螺纹连接并安装有密封垫片，所述开口端与位于外壳内腔的高效磁化器相通；所述高效磁化器内部设置有通孔，用于连通开口端和过滤装置；所述过滤装置通过连接罩座与外壳另一端开口通过螺纹连接并安装有密封垫片；所述过滤装置包括过滤盘和过滤网，所述过滤盘与过滤网通过卡扣连接且所述过滤盘位于过滤网上方，所述过滤盘圆周侧边至少设置有6～20个孔。
在一种实施方式中，所述过滤盘圆周侧边至少设置有8～15个孔；所述过滤盘与所述过滤网的材质为塑料。
在一种实施方式中，所述外壳的材质为不锈钢，所述不锈钢表面具有一层镀铜。
在一种实施方式中，所述外壳壁上设置有防摩擦装置，所述防摩擦装置的横截面图为正六边形。
在一种实施方式中，所述高效磁化器应用包括浴室用花洒装置、洗脸台的水龙头装置、洗衣机入水口的水龙头装置及饮用水水龙头装置。
磁化水
磁化水是一种被磁场磁化了的水。永久磁体产生的超高强磁场，在不改变水原有的化学成份条件下，使水中矿物质的物理结构发生变化。磁场7000GS-8000GS，让普通水以一定流速，沿着与磁力线垂直的方向切割，通过一定强度的磁场，普通水就会变成磁化水。磁化水有种种神奇的效能，原来缔合链状的大分子，断裂成单个小分子，水分子偶极距发生偏转。
磁化水杀菌作用的产生除与磁水中的微弱磁场强度的高低有关外，可能还与磁化矿泉水中的杂质结晶状态，水表面性力系数、渗透压、含氧量、氢离子浓度等发生改变。
本发明中，所述磁铁的磁场在7000GS～8000GS，所述高效磁化器应用浴室用花洒装置、洗脸台的水龙头装置、洗衣机入水口的水龙头装置及饮用水水龙头装置得到的磁化水具有很好的抑菌性。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的，购于国药化学试剂。
实施例1
一种高效磁化装置，包括外壳、高效磁化器、过滤装置及连接罩座，所述外壳为具有一个开口端的筒形结构，所述开口端与水源装置通过螺纹连接并安装有密封垫片，所述开口端与位于外壳内腔的高效磁化器相通；所述高效磁化器内部设置有通孔，用于连通开口端和过滤装置；所述过滤装置通过连接罩座与外壳另一端开口通过螺纹连接并安装有密封垫片；所述过滤装置包括过滤盘和过滤网，所述过滤盘与过滤网通过卡扣连接且所述过滤盘位于过滤网上方，所述过滤盘圆周侧边设置有12个孔，所述高效磁化器包括磁铁和磁铁罩，所述磁铁罩包覆所述磁铁；所述外壳的材质为不锈钢，所述不锈钢表面具有一层镀铜；所述外壳壁上设置有防摩擦装置，所述防摩擦装置的横截面图为正六边形；所述磁铁为稀土永磁材料；所述磁铁罩的材质为聚丙烯复合材料；所述磁铁的磁场在7000GS；
所述稀土永磁材料的制备方法如下：
(1)配料与熔炼：按照稀土永磁材料的组成成分及质量百分比进行配料，然后送入真空速凝熔炼炉后抽真空到10-2Pa，停止抽真空并充入氩气达到0.045MPa后进行熔炼，待炉料完全熔化后以冷却辊转速为2.60m/s进行鳞片浇铸得到厚度为0.30mm的甩带片；稀土永磁材料的组成成分及质量百分比为钕26％，硼0.88％，M 2.6％，铁70.52％；所述稀土永磁材料中所述M中铽、钴、铌、镨、镓、钛、铝的重量比为1：0.43：0.011：0.015：0.12：0.003：0.36；
(2)氢破碎和气流磨处理：将上述甩带片经过氢破碎处理得到平均粒径为10.0μm-12.0μm的碎粉，然后抗氧化剂进行气流磨制得平均粒径为3.0μm-4.0μm的细粉末；所述的氢破碎处理中脱氢反应的加热温度为520℃，加热时间为210min；所述的抗氧化剂的添加量为0.036％；所述抗氧化剂为N-十二烷基双季铵盐；
(3)压制和烧结：向步骤(2)细粉末中加入润滑剂，在氮气的保护气氛下用4.0T的脉冲磁场、200MPa的压力取向并压制成型，然后经过放电等离子烧结工艺得到钕铁硼磁体坯件；所述的润滑剂的添加量为0.025％；所述的放电等离子烧结工艺中烧结气氛为真空度为0.02Pa，烧结压力为35MPa，烧结温度为720℃，升温速率为160℃/min，保温时间为6min；所述润滑剂为十二烷基硫酸钠；
(4)回火热处理：将步骤(3)中钕铁硼磁体坯件进行三级回火热处理得到钕铁硼磁体成品；其中第一级回火热处理的温度为1000℃，保温时间为5h，第二级回火热处理的温度为850℃，保温时间为4h，第三级回火热处理的温度为500℃，保温时间为3h。
所述聚丙烯复合材料的制备方法如下：
(1)丙烯酸共聚物：在氮气保护条件下，向反应器中加入甲苯、单体醋酸乙烯、丁烯缩醛，充分搅拌0.5h，通入丙烯直至溶液达到饱和状态，加入催化剂Ziegler-Natta，30℃条件下，聚合反应4h，反应结束后，加入少量的乙醇/HCl溶液终止反应，并将产物转移至乙醇/HCl溶液中持续搅拌沉淀出聚合物，用乙醇清洗后抽滤得到聚合物，在真空烘箱内80℃下干燥6h；所述丙烯与所述醋酸乙烯、所述丁烯缩醛的重量比为1：0.24：0.07；
(2)聚丙烯复合材料：向反应器中加入干燥的磺化碳纳米管，无水乙醇，超声分散0.5h，然后加入乙酸乙酯、丙烯酸共聚物，超声分散0.5h，加入引发剂ABIN，氮气保护，65℃条件下反应6h，降温至室温，60℃减压干燥10h，得到聚丙烯复合材料；所述丙烯酸共聚物与所述磺化碳纳米管的重量比为1：0.2。
所述磺化碳纳米管的制备方法如下：
(1)酸化碳纳米管：在干燥的反应器中加入质量浓度98％的浓硫酸和硝酸钠，冰水浴下冷却，0-5℃条件下，搅拌加入碳纳米管，混合均匀后缓慢加入高锰酸钾，控制反应温度为10-15℃，反应2h，35℃条件下继续搅拌反应2h，加入去离子水，控制反应液温度在98℃，继续搅拌0.5h，再加入质量浓度为30％的双氧水，趁热过滤，并用稀盐酸(1mol/L)对产物进行洗涤至中性，60℃条件下减压干燥24h，即得到酸化碳纳米管；所述酸化碳纳米管与所述硝酸钠、所述高锰酸钾的重量比为1：0.5：3.4；所述碳纳米管与所述质量浓度98％的浓硫酸、所述质量浓度为30％的双氧水、所述去离子水的质量体积比为1：18：2.7：20；
(2)硼氢化钠还原酸化碳纳米管：将步骤(1)得到的酸化碳纳米管加入到去离子水中，超声处理1h，得到分布均匀的酸化碳纳米管悬浮液，5wt％的碳酸钠水溶液调节酸化碳纳米管悬浮液pH值至9-10，然后加入4％的硼氢化钠水溶液，80℃条件下反应1h，冷却至室温；所述酸化碳纳米管与所述硼氢化钠重量比为1：8；
(3)向反应器中加入质量分数为2％的亚硝酸钠水溶液，在0～5℃条件下加入对氨基苯磺酸、HCl水溶液(1mol/L)，反应24h，得到芳基重氮盐；所述亚硝酸钠与所述对氨基苯磺酸、所述盐酸水溶液的重量比为1：2.5：24；
(4)磺化碳纳米管：将步骤(3)得到的芳基重氮盐缓慢地滴加到步骤(2)得到的还原的碳纳米管悬浮液中，并在0～5℃条件下和室温下各反应2h，反应完成后，用去离子水透析7天，再超声处理0.5h，过滤，80℃减压干燥20h，得到磺化碳纳米管。
实施例2
一种高效磁化装置，包括外壳、高效磁化器、过滤装置及连接罩座，所述外壳为具有一个开口端的筒形结构，所述开口端与水源装置通过螺纹连接并安装有密封垫片，所述开口端与位于外壳内腔的高效磁化器相通；所述高效磁化器内部设置有通孔，用于连通开口端和过滤装置；所述过滤装置通过连接罩座与外壳另一端开口通过螺纹连接并安装有密封垫片；所述过滤装置包括过滤盘和过滤网，所述过滤盘与过滤网通过卡扣连接且所述过滤盘位于过滤网上方，所述过滤盘圆周侧边设置有12个孔，所述高效磁化器包括磁铁和磁铁罩，所述磁铁罩包覆所述磁铁；所述外壳的材质为不锈钢，所述不锈钢表面具有一层镀铜；所述外壳壁上设置有防摩擦装置，所述防摩擦装置的横截面图为正六边形；所述磁铁为稀土永磁材料；所述磁铁罩的材质为聚丙烯复合材料；所述磁铁的磁场在8000GS；
所述稀土永磁材料的制备方法、所述聚丙烯复合材料的制备方法、所述磺化碳纳米管的制备方法同实施例1，区别在于所述稀土永磁材料的制备方法中所述稀土永磁材料中所述M中铽、钴、铌、镨、镓、钛、铝的重量比为1：0.5：0.008：0.015：0.12：0.003：0.2。
实施例3
一种高效磁化装置，包括外壳、高效磁化器、过滤装置及连接罩座，所述外壳为具有一个开口端的筒形结构，所述开口端与水源装置通过螺纹连接并安装有密封垫片，所述开口端与位于外壳内腔的高效磁化器相通；所述高效磁化器内部设置有通孔，用于连通开口端和过滤装置；所述过滤装置通过连接罩座与外壳另一端开口通过螺纹连接并安装有密封垫片；所述过滤装置包括过滤盘和过滤网，所述过滤盘与过滤网通过卡扣连接且所述过滤盘位于过滤网上方，所述过滤盘圆周侧边设置有12个孔，所述高效磁化器包括磁铁和磁铁罩，所述磁铁罩包覆所述磁铁；所述外壳的材质为不锈钢，所述不锈钢表面具有一层镀铜；所述外壳壁上设置有防摩擦装置，所述防摩擦装置的横截面图为正六边形；所述磁铁为稀土永磁材料；所述磁铁罩的材质为聚丙烯复合材料；所述磁铁的磁场在7000GS；
所述稀土永磁材料的制备方法、所述聚丙烯复合材料的制备方法、所述磺化碳纳米管的制备方法同实施例1，区别在于所述稀土永磁材料的制备方法中所述稀土永磁材料中所述M为铽、钴、镨、镓、铝，所述稀土永磁材料中所述M中铽、钴、铌、镨、镓、钛、铝的重量比为1：0.5：0.015：0.12：0.4。
实施例4
一种高效磁化装置，包括外壳、高效磁化器、过滤装置及连接罩座，所述外壳为具有一个开口端的筒形结构，所述开口端与水源装置通过螺纹连接并安装有密封垫片，所述开口端与位于外壳内腔的高效磁化器相通；所述高效磁化器内部设置有通孔，用于连通开口端和过滤装置；所述过滤装置通过连接罩座与外壳另一端开口通过螺纹连接并安装有密封垫片；所述过滤装置包括过滤盘和过滤网，所述过滤盘与过滤网通过卡扣连接且所述过滤盘位于过滤网上方，所述过滤盘圆周侧边设置有12个孔，所述高效磁化器包括磁铁和磁铁罩，所述磁铁罩包覆所述磁铁；所述外壳的材质为不锈钢，所述不锈钢表面具有一层镀铜；所述外壳壁上设置有防摩擦装置，所述防摩擦装置的横截面图为正六边形；所述磁铁为稀土永磁材料；所述磁铁罩的材质为聚丙烯复合材料；所述磁铁的磁场在7000GS；
所述稀土永磁材料的制备方法、所述聚丙烯复合材料的制备方法、所述磺化碳纳米管的制备方法同实施例1，区别在于所述稀土永磁材料的制备方法中所述稀土永磁材料中所述M为铽、铝，所述稀土永磁材料中所述M中铽、铝的重量比为1：0.4。
实施例5
一种高效磁化装置，包括外壳、高效磁化器、过滤装置及连接罩座，所述外壳为具有一个开口端的筒形结构，所述开口端与水源装置通过螺纹连接并安装有密封垫片，所述开口端与位于外壳内腔的高效磁化器相通；所述高效磁化器内部设置有通孔，用于连通开口端和过滤装置；所述过滤装置通过连接罩座与外壳另一端开口通过螺纹连接并安装有密封垫片；所述过滤装置包括过滤盘和过滤网，所述过滤盘与过滤网通过卡扣连接且所述过滤盘位于过滤网上方，所述过滤盘圆周侧边设置有12个孔，所述高效磁化器包括磁铁和磁铁罩，所述磁铁罩包覆所述磁铁；所述外壳的材质为不锈钢，所述不锈钢表面具有一层镀铜；所述外壳壁上设置有防摩擦装置，所述防摩擦装置的横截面图为正六边形；所述磁铁为稀土永磁材料；所述磁铁罩的材质为聚丙烯复合材料；所述磁铁的磁场在7000GS；
所述稀土永磁材料的制备方法、所述聚丙烯复合材料的制备方法、所述磺化碳纳米管的制备方法同实施例1，区别在于所述聚丙烯复合材料的制备方法中所述聚丙烯共聚物中所述丙烯与所述醋酸乙烯、所述丁烯缩醛的重量比为1：0.1：0.1。
实施例6
一种高效磁化装置，包括外壳、高效磁化器、过滤装置及连接罩座，所述外壳为具有一个开口端的筒形结构，所述开口端与水源装置通过螺纹连接并安装有密封垫片，所述开口端与位于外壳内腔的高效磁化器相通；所述高效磁化器内部设置有通孔，用于连通开口端和过滤装置；所述过滤装置通过连接罩座与外壳另一端开口通过螺纹连接并安装有密封垫片；所述过滤装置包括过滤盘和过滤网，所述过滤盘与过滤网通过卡扣连接且所述过滤盘位于过滤网上方，所述过滤盘圆周侧边设置有12个孔，所述高效磁化器包括磁铁和磁铁罩，所述磁铁罩包覆所述磁铁；所述外壳的材质为不锈钢，所述不锈钢表面具有一层镀铜；所述外壳壁上设置有防摩擦装置，所述防摩擦装置的横截面图为正六边形；所述磁铁为稀土永磁材料；所述磁铁罩的材质为聚丙烯复合材料；所述磁铁的磁场在7000GS；
所述稀土永磁材料的制备方法、所述聚丙烯复合材料的制备方法、所述磺化碳纳米管的制备方法同实施例1，区别在于所述聚丙烯复合材料的制备方法中所述聚丙烯共聚物中所述丙烯与所述醋酸乙烯、所述丁烯缩醛的重量比为1：0.3：0.01。
实施例7
一种高效磁化装置，包括外壳、高效磁化器、过滤装置及连接罩座，所述外壳为具有一个开口端的筒形结构，所述开口端与水源装置通过螺纹连接并安装有密封垫片，所述开口端与位于外壳内腔的高效磁化器相通；所述高效磁化器内部设置有通孔，用于连通开口端和过滤装置；所述过滤装置通过连接罩座与外壳另一端开口通过螺纹连接并安装有密封垫片；所述过滤装置包括过滤盘和过滤网，所述过滤盘与过滤网通过卡扣连接且所述过滤盘位于过滤网上方，所述过滤盘圆周侧边设置有12个孔，所述高效磁化器包括磁铁和磁铁罩，所述磁铁罩包覆所述磁铁；所述外壳的材质为不锈钢，所述不锈钢表面具有一层镀铜；所述外壳壁上设置有防摩擦装置，所述防摩擦装置的横截面图为正六边形；所述磁铁为稀土永磁材料；所述磁铁罩的材质为聚丙烯复合材料；所述磁铁的磁场在7000GS；
所述稀土永磁材料的制备方法、所述聚丙烯复合材料的制备方法、所述磺化碳纳米管的制备方法同实施例1，区别在于所述聚丙烯复合材料的制备方法中所述丙烯酸共聚物与所述磺化碳纳米管的重量比为1：0.05。
实施例8
一种高效磁化装置，包括外壳、高效磁化器、过滤装置及连接罩座，所述外壳为具有一个开口端的筒形结构，所述开口端与水源装置通过螺纹连接并安装有密封垫片，所述开口端与位于外壳内腔的高效磁化器相通；所述高效磁化器内部设置有通孔，用于连通开口端和过滤装置；所述过滤装置通过连接罩座与外壳另一端开口通过螺纹连接并安装有密封垫片；所述过滤装置包括过滤盘和过滤网，所述过滤盘与过10个孔，所述高效磁化器包括磁铁和磁铁罩，所述磁铁罩包覆所述磁铁；所述外壳的材质为不锈钢，所述不锈钢表面具有一层镀铜；所述外壳壁上设置有防摩擦装置，所述防摩擦装置的横截面图为正六边形；所述磁铁为稀土永磁材料；所述磁铁罩的材质为聚丙烯复合材料；所述磁铁的磁场在7000GS；
所述稀土永磁材料的制备方法、所述聚丙烯复合材料的制备方法、所述磺化碳纳米管的制备方法同实施例1，区别在于所述聚丙烯复合材料的制备方法中所述丙烯酸共聚物与所述磺化碳纳米管的重量比为1：0.5。
对比例1
一种高效磁化装置，包括外壳、高效磁化器、过滤装置及连接罩座，所述外壳为具有一个开口端的筒形结构，所述开口端与水源装置通过螺纹连接并安装有密封垫片，所述开口端与位于外壳内腔的高效磁化器相通；所述高效磁化器内部设置有通孔，用于连通开口端和过滤装置；所述过滤装置通过连接罩座与外壳另一端开口通过螺纹连接并安装有密封垫片；所述过滤装置包括过滤盘和过滤网，所述过滤盘与过滤网通过卡扣连接且所述过滤盘位于过滤网上方，所述过滤盘圆周侧边设置有12个孔，所述高效磁化器包括磁铁和磁铁罩，所述磁铁罩包覆所述磁铁；所述外壳的材质为不锈钢，所述不锈钢表面具有一层镀铜；所述外壳壁上设置有防摩擦装置，所述防摩擦装置的横截面图为正六边形；所述磁铁为稀土永磁材料；所述磁铁罩的材质为聚丙烯复合材料；所述磁铁的磁场在7000GS；
所述聚丙烯复合材料的制备方法、所述磺化碳纳米管的制备方法同实施例1，区别在于所述稀土永磁材料为Nd2Fe14B。
对比例2
一种高效磁化装置，包括外壳、高效磁化器、过滤装置及连接罩座，所述外壳为具有一个开口端的筒形结构，所述开口端与水源装置通过螺纹连接并安装有密封垫片，所述开口端与位于外壳内腔的高效磁化器相通；所述高效磁化器内部设置有通孔，用于连通开口端和过滤装置；所述过滤装置通过连接罩座与外壳另一端开口通过螺纹连接并安装有密封垫片；所述过滤装置包括过滤盘和过滤网，所述过滤盘与过滤网通过卡扣连接且所述过滤盘位于过滤网上方，所述过滤盘圆周侧边设置有12个孔，所述高效磁化器包括磁铁和磁铁罩，所述磁铁罩包覆所述磁铁；所述外壳的材质为不锈钢，所述不锈钢表面具有一层镀铜；所述外壳壁上设置有防摩擦装置，所述防摩擦装置的横截面图为正六边形；所述磁铁为稀土永磁材料；所述磁铁罩的材质为聚丙烯；所述磁铁的磁场在7000GS；
所述稀土永磁材料的制备方法同实施例1，区别在于所述聚丙烯取代聚丙烯复合材料。
对比例3
一种高效磁化装置，包括外壳、高效磁化器、过滤装置及连接罩座，所述外壳为具有一个开口端的筒形结构，所述开口端与水源装置通过螺纹连接并安装有密封垫片，所述开口端与位于外壳内腔的高效磁化器相通；所述高效磁化器内部设置有通孔，用于连通开口端和过滤装置；所述过滤装置通过连接罩座与外壳另一端开口通过螺纹连接并安装有密封垫片；所述过滤装置包括过滤盘和过滤网，所述过滤盘与过滤网通过卡扣连接且所述过滤盘位于过滤网上方，所述过滤盘圆周侧边设置有12个孔，所述高效磁化器包括磁铁和磁铁罩，所述磁铁罩包覆所述磁铁；所述外壳的材质为不锈钢，所述不锈钢表面具有一层镀铜；所述外壳壁上设置有防摩擦装置，所述防摩擦装置的横截面图为正六边形；所述磁铁为稀土永磁材料；所述磁铁罩的材质为聚丙烯；所述磁铁的磁场在7000GS；
区别在于所述聚丙烯取代聚丙烯复合材料；所述磁铁为稀土永磁材料，所述稀土永磁材料为Nd2Fe14B。
性能测试
1、对得到的磁铁在室温下进行性能测试，其中Br表示剩磁，单位KGs；Hcj表示矫顽力，单位为KOe。
2、聚丙烯复合材料的耐紫外老化性能
将聚丙烯复合材料测试样条和色板夹紧后，放置在光照强度为40W(UVA340nm，0.6-0.7W/m2)的QUV仪器中测试48h，测定聚丙烯复合材料的抗紫外老化性能。
不好：表面变黄严重；
一般：表面变暗；
好：表面变化不明显。
3、恒温恒湿耐老化测试
将聚丙烯复合材料测试样条放置于恒温恒湿试验机(测试条件90℃，75％)168h，测试表面析出效果。
不好：表面变黄严重；
一般：表面变暗；
好：表面变化不明显。
4、磁化水的杀菌性
对沙门氏菌、黄金葡萄球菌、大肠杆菌的杀菌性参考《消毒技术规范》(卫生部2002年版)。
表1性能测试结果
从上述测试结果中可以看出，与稀土永磁材料为Nd2Fe14B、磁铁罩的材质为聚丙烯相比，本发明提供高效磁化装置具有很高的杀菌率，高效磁化装置中磁铁罩不仅具有优异的力学性能及突出的耐应力开裂性和刚性，还具有优异的抗氧化性、耐老化、耐低温性能；磁体具有较高的矫顽力和温度稳定性。
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (2)

1.一种高效磁化器，其特征在于，所述高效磁化器包括磁铁和磁铁罩，所述磁铁罩包覆所述磁铁；所述磁铁为稀土永磁材料，所述稀土永磁材料为
Nd2Fe14B(1-x)Mx
其中，0.15≤X≤0.3，所述M为铽、钴、铌、镨、镓、钛、铝；所述稀土永磁材料中所述M中铽、钴、铌、镨、镓、钛、铝的重量比为1：0.43：0.011：0.015：0.12：0.003：0.36；
所述磁铁罩的材质为聚丙烯复合材料，所述聚丙烯复合材料由聚丙烯共聚物与磺化碳纳米管进行共混得到，所述聚丙烯共聚物由丙烯与醋酸乙烯、丁烯缩醛进行共聚得到；所述聚丙烯共聚物中所述丙烯与所述醋酸乙烯、所述丁烯缩醛的重量比为1：0.24：0.07；所述丙烯酸共聚物与所述磺化碳纳米管的重量比为1：(0.05～0.5)。
2.根据权利要求1所述高效磁化器，其特征在于，所述高效磁化器应用包括浴室用花洒装置、洗脸台的水龙头装置、洗衣机入水口的水龙头装置及饮用水水龙头装置。
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