CN108864508A - 一种橡胶磁条及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种橡胶磁条及其制备方法，该橡胶磁条由以下质量百分含量的组分组成：永磁铁氧体磁粉：75％～85％；橡胶：5％～15％；增塑剂：1％～5％；促进剂：1％～3％；活化剂：1％～3％；防老剂：0.5％～2％；偶联剂：1％～3％；硫化剂：0.5％～3％。其制备方法如下：1)对永磁铁氧体磁粉进行改性，得到改性磁粉；2)对改性磁粉、橡胶、增塑剂、促进剂、活化剂、防老剂和硫化剂进行混炼、开炼，得到坯料；3)对坯料进行混炼、破碎、压延出片，得到半成品片；4)对半成品片进行裁切、硫化，得到硫化片；5)对硫化片进行微波处理、冷却、裁切。本发明的橡胶磁条磁性大、力学强度高、尺寸稳定性好、内外硫化均匀、使用寿命长，且其制备工艺简单，能耗低。

Description

一种橡胶磁条及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种橡胶磁条及其制备方法。
背景技术
磁性橡胶是一种新型高分子复合材料，由生胶、磁粉(磁性填料)、助剂等配制而成，磁性是磁性橡胶的基本属性。磁性橡胶比较常见的用途是用作冰箱门、冷库库门等的密封条，随着技术的发展，橡胶磁条的应用范围越来越广，如应用于无线电技术、电视音像、通讯技术、电子计算机的记忆装置、教具、玩具、医疗器械等。磁性橡胶和传统的磁性烧结材料相比，具有密度小、均一性高、可挠性好等优点。
然而，现有的磁性橡胶制品普遍存在内外硫化不均匀、使用寿命较短、生产成本高等缺陷，主要是因为橡胶是不良导热材料，其热处理难度大。以制备磁条为例，现有工艺制备磁条时普遍采用电烘箱进行热处理，热量先通过空气介质传递到磁条表面，再由磁条表层向里层传递，最终传递到磁条最里层，对于橡胶磁条而言，这样的传热途径和传热方式不仅传热速率很慢，而且热量的利用率很低，尤其是处理厚度3mm以上的磁性橡胶制品时，不仅热处理时间长、能耗高，且热处理效果很不理想，内外硫化程度很不均匀，严重影响成品质量和使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种橡胶磁条及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种橡胶磁条，由以下质量百分含量的组分组成：
永磁铁氧体磁粉：75％～85％；
橡胶：5％～15％；
增塑剂：1％～5％；
促进剂：1％～3％；
活化剂：1％～3％；
防老剂：0.5％～2％；
偶联剂：1％～3％；
硫化剂：0.5％～3％。
所述永磁铁氧体磁粉为各向同性的锶铁氧体、各向异性的锶铁氧体、各向同性的钡铁氧体、各向异性的钡铁氧体中的至少一种。
所述永磁铁氧体磁粉的粒径为0.5～3μm。
所述橡胶为丁基橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、乙丙橡胶、天然橡胶中的至少一种。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯中的至少一种。
所述促进剂为噻唑类促进剂、次磺酰胺类促进剂、秋兰姆类促进剂中的至少一种。
所述活化剂为氧化锌。
所述防老剂为防老剂MB、防老剂D、防老剂RD中的至少一种。
所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的至少一种。
所述硫化剂为硫磺、金属氧化物、过氧化物中的至少一种。
上述橡胶磁条的制备方法，包括以下步骤：
1)将永磁铁氧体磁粉分散在水中形成悬浊液，再加入酒精并转入密封搅拌罐，搅拌20～40min，再加入偶联剂，搅拌7～9h，除水，得到改性磁粉；
2)将改性磁粉、橡胶、增塑剂、促进剂、活化剂、防老剂和硫化剂加入密炼机，混炼5～8min，再将物料转入开炼机，开炼2～3min，得到坯料；
3)将坯料静置4～8h，再进行混炼、破碎、压延出片，得到半成品片；
4)将半成品片裁切成合适尺寸，放入硫化罐，进行硫化，得到硫化片；
5)将硫化片放入微波室，微波处理30～50s，冷却，裁切，得到橡胶磁条。
本发明的有益效果是：本发明的橡胶磁条磁性大、力学强度高、尺寸稳定性好、内外硫化均匀、使用寿命长，且其制备工艺简单，能耗低。
1)本发明所选用的磁粉粒径仅有0.5～3μm，比表面积大，在橡胶中能够均匀分散，并用偶联剂对磁粉进行了包覆改性，避免了磁粉产生粉尘，同时偶联剂可以起到微波敏化剂的作用；
2)本发明采用微波对磁条进行热处理，微波能量直接作用于磁条，空气和容器对微波基本不吸收不反射，从根本上保证了能量传导的速度和利用率，磁条的热处理效果好、硫化均匀、无过硫化现象，增加了制品的使用寿命，且可用于处理厚度大于3mm的制品。
具体实施方式
一种橡胶磁条，由以下质量百分含量的组分组成：
永磁铁氧体磁粉：75％～85％；
橡胶：5％～15％；
增塑剂：1％～5％；
促进剂：1％～3％；
活化剂：1％～3％；
防老剂：0.5％～2％；
偶联剂：1％～3％；
硫化剂：0.5％～3％。
优选的，所述永磁铁氧体磁粉为各向同性的锶铁氧体、各向异性的锶铁氧体、各向同性的钡铁氧体、各向异性的钡铁氧体中的至少一种。
优选的，所述永磁铁氧体磁粉的粒径为0.5～3μm。
优选的，所述橡胶为丁基橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、乙丙橡胶、天然橡胶中的至少一种。
优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯中的至少一种。
优选的，所述促进剂为噻唑类促进剂、次磺酰胺类促进剂、秋兰姆类促进剂中的至少一种。
优选的，所述活化剂为氧化锌。
优选的，所述防老剂为防老剂MB、防老剂D、防老剂RD中的至少一种。
优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的至少一种。
优选的，所述硫化剂为硫磺、金属氧化物、过氧化物中的至少一种。
上述橡胶磁条的制备方法，包括以下步骤：
1)将永磁铁氧体磁粉分散在水中形成悬浊液，再加入酒精并转入密封搅拌罐，搅拌20～40min，再加入偶联剂，搅拌7～9h，除水，得到改性磁粉；
2)将改性磁粉、橡胶、增塑剂、促进剂、活化剂、防老剂和硫化剂加入密炼机，混炼5～8min，再将物料转入开炼机，开炼2～3min，得到坯料；
3)将坯料静置4～8h，再进行混炼、破碎、压延出片，得到半成品片；
4)将半成品片裁切成合适尺寸，放入硫化罐，进行硫化，得到硫化片；
5)将硫化片放入微波室，微波处理30～50s，冷却，裁切，得到橡胶磁条。
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
实施例1：
一种橡胶磁条，其原料组成如下表所示：
表1一种橡胶磁条的原料组成表
原料 质量百分比(％)
各向异性的锶铁氧体 80
丁腈橡胶 10
邻苯二甲酸二辛酯 4
秋兰姆类促进剂 3
氧化锌 1
防老剂D 0.5
硅烷偶联剂 1
硫磺 0.5
上述橡胶磁条的制备方法如下：
1)将永磁铁氧体磁粉分散在水中形成悬浊液，再加入酒精并转入密封搅拌罐，搅拌30min，再加入偶联剂，搅拌8h，除水，得到改性磁粉；
2)将改性磁粉、橡胶、增塑剂、促进剂、活化剂、防老剂和硫化剂加入密炼机，混炼7min，再将物料转入开炼机，开炼3min，得到坯料；
3)将坯料静置6h，再进行混炼、破碎、压延出片，得到半成品片；
4)将半成品片裁切成合适尺寸，放入硫化罐，进行硫化，得到硫化片；
5)将硫化片放入微波室，微波处理40s，冷却，裁切，得到橡胶磁条，再将橡胶磁条裁切成100mm×10mm×2mm的样条(测试试样1)和100mm×10mm×3.6mm的样条(测试试样2)。
实施例2：
一种橡胶磁条，其原料组成如下表所示：
表2一种橡胶磁条的原料组成表
上述橡胶磁条的制备方法如下：
1)将永磁铁氧体磁粉分散在水中形成悬浊液，再加入酒精并转入密封搅拌罐，搅拌30min，再加入偶联剂，搅拌8h，除水，得到改性磁粉；
2)将改性磁粉、橡胶、增塑剂、促进剂、活化剂、防老剂和硫化剂加入密炼机，混炼6min，再将物料转入开炼机，开炼2min，得到坯料；
3)将坯料静置5h，再进行混炼、破碎、压延出片，得到半成品片；
4)将半成品片裁切成合适尺寸，放入硫化罐，进行硫化，得到硫化片；
5)将硫化片放入微波室，微波处理30s，冷却，裁切，得到橡胶磁条，再将橡胶磁条裁切成100mm×10mm×2mm的样条(测试试样3)和100mm×10mm×3.6mm的样条(测试试样4)。
实施例3：
一种橡胶磁条，其原料组成如下表所示：
表3一种橡胶磁条的原料组成表
原料 质量百分比(％)
各向同性的钡铁氧体 82
聚氨酯橡胶 9
邻苯二甲酸二丁酯 1
噻唑类促进剂 1
氧化锌 2
防老剂MB 1.5
钛酸酯偶联剂 2
硫磺 1.5
上述橡胶磁条的制备方法如下：
1)将永磁铁氧体磁粉分散在水中形成悬浊液，再加入酒精并转入密封搅拌罐，搅拌20min，再加入偶联剂，搅拌7h，除水，得到改性磁粉；
2)将改性磁粉、橡胶、增塑剂、促进剂、活化剂、防老剂和硫化剂加入密炼机，混炼7min，再将物料转入开炼机，开炼3min，得到坯料；
3)将坯料静置8h，再进行混炼、破碎、压延出片，得到半成品片；
4)将半成品片裁切成合适尺寸，放入硫化罐，进行硫化，得到硫化片；
5)将硫化片放入微波室，微波处理50s，冷却，裁切，得到橡胶磁条，再将橡胶磁条裁切成100mm×10mm×2mm的样条(测试试样5)和100mm×10mm×3.6mm的样条(测试试样6)。
实施例4：
一种橡胶磁条，其原料组成如下表所示：
表4一种橡胶磁条的原料组成表
原料 质量百分比(％)
各向异性的钡铁氧体 77
氯丁橡胶 11
邻苯二甲酸二辛酯 2
次磺酰胺类促进剂 1
氧化锌 1
防老剂D 2
铝酸酯偶联剂 3
金属氧化物 3
上述橡胶磁条的制备方法如下：
1)将永磁铁氧体磁粉分散在水中形成悬浊液，再加入酒精并转入密封搅拌罐，搅拌40min，再加入偶联剂，搅拌9h，除水，得到改性磁粉；
2)将改性磁粉、橡胶、增塑剂、促进剂、活化剂、防老剂和硫化剂加入密炼机，混炼7min，再将物料转入开炼机，开炼2min，得到坯料；
3)将坯料静置6h，再进行混炼、破碎、压延出片，得到半成品片；
4)将半成品片裁切成合适尺寸，放入硫化罐，进行硫化，得到硫化片；
5)将硫化片放入微波室，微波处理40s，冷却，裁切，得到橡胶磁条。
对比例：
一种橡胶磁条，其原料组成如下表所示：
表5一种橡胶磁条的原料组成表
原料 质量百分比(％)
各向异性的锶铁氧体 80
丁腈橡胶 10
邻苯二甲酸二辛酯 4
秋兰姆类促进剂 3
氧化锌 1
防老剂D 0.5
硅烷偶联剂 1
硫磺 0.5
上述橡胶磁条的制备方法如下：
1)将永磁铁氧体磁粉分散在水中形成悬浊液，再加入酒精并转入密封搅拌罐，搅拌30min，再加入偶联剂，搅拌8h，除水，得到改性磁粉；
2)将改性磁粉、橡胶、增塑剂、促进剂、活化剂、防老剂和硫化剂加入密炼机，混炼7min，再将物料转入开炼机，开炼3min，得到坯料；
3)将坯料静置6h，再进行混炼、破碎、压延出片，得到半成品片；
4)将半成品片裁切成合适尺寸，放入硫化罐，进行硫化，得到硫化片；
4)将硫化片放入电烘箱，80℃处理24h，冷却，裁切，得到橡胶磁条，再将橡胶磁条裁切成100mm×10mm×2mm的样条(测试试样7)和100mm×10mm×3.6mm的样条(测试试样8)。
测试例：
1)对实施例1～3和对比例中的测试试样1～8进行力学性能测试，测试结果如表6所示：
表6测试试样1～8的力学性能测试结果
由表6可知：经过微波热处理的磁胶条(测试试样1和2)与电热处理的磁胶条(测试试样7和8)相比，其力学性能更加优异，说明微波硫化不仅硫化时间短，而且硫化的更加彻底。
2)对实施例1～3和对比例中的测试试样1～8进行自然尺寸停放长度变化率和厚度变化率测试，测试结果如表7和表8所示：
表7测试试样1～8的自然尺寸停放长度变化率(％)
1天 3天 5天 7天 10天
测试试样1 -0.02 -0.02 -0.02 -0.02 -0.02
测试试样2 -0.01 -0.03 -0.03 -0.03 -0.03
测试试样3 -0.02 -0.02 -0.02 -0.02 -0.02
测试试样4 -0.01 -0.03 -0.03 -0.03 -0.03
测试试样5 -0.02 -0.02 -0.02 -0.02 -0.02
测试试样6 -0.01 -0.02 -0.03 -0.03 -0.03
测试试样7 -0.02 -0.06 -0.08 -0.09 -0.10
测试试样8 0.03 0.02 0.03 0.04 0.05
表8测试试样1～8的自然尺寸停放厚度变化率(％)
1天 3天 5天 7天 10天
测试试样1 0 0 0 0 0
测试试样2 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01
测试试样3 0 0 0 0 0
测试试样4 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01
测试试样5 0 0 0 0 0
测试试样6 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01
测试试样7 0 -0.01 -0.01 -0.02 -0.02
测试试样8 0 0.01 0.01 0.02 0.03
由表7和表8可知：微波热处理后的磁胶条与电热处理的磁胶条相比，其尺寸稳定性更好。
3)对实施例1～3和对比例中的测试试样1～8进行不同温度老化条件下的硬度变化测试，测试结果如表9所示：
表9测试试样1～8不同温度老化条件下的硬度变化(Shore D)
80℃×72h 100℃×72h 120℃×72h 150℃×72h 180℃×72h
测试试样1 +2 +4 +7 +12 +16
测试试样2 +2 +4 +7 +12 +16
测试试样3 +1 +4 +7 +14 +17
测试试样4 +1 +4 +7 +12 +18
测试试样5 +2 +4 +7 +12 +16
测试试样6 +2 +4 +7 +12 +16
测试试样7 +2 +5 +8 +17 +24
测试试样8 +3 +4 +9 +19 +24
由表9可知：微波热处理后的磁胶条与电热处理的磁胶条相比，其硬度变化更小，说明采用微波对磁胶条进行热处理不仅效率更高，且更均匀、有效。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种橡胶磁条，其特征在于：由以下质量百分含量的组分组成：
永磁铁氧体磁粉：75％～85％；
橡胶：5％～15％；
增塑剂：1％～5％；
促进剂：1％～3％；
活化剂：1％～3％；
防老剂：0.5％～2％；
偶联剂：1％～3％；
硫化剂：0.5％～3％。
2.根据权利要求1所述的橡胶磁条，其特征在于：所述永磁铁氧体磁粉为各向同性的锶铁氧体、各向异性的锶铁氧体、各向同性的钡铁氧体、各向异性的钡铁氧体中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的橡胶磁条，其特征在于：所述永磁铁氧体磁粉的粒径为0.5～3μm。
4.根据权利要求1所述的橡胶磁条，其特征在于：所述橡胶为丁基橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、乙丙橡胶、天然橡胶中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的橡胶磁条，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的橡胶磁条，其特征在于：所述促进剂为噻唑类促进剂、次磺酰胺类促进剂、秋兰姆类促进剂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的橡胶磁条，其特征在于：所述活化剂为氧化锌。
8.根据权利要求1所述的橡胶磁条，其特征在于：所述防老剂为防老剂MB、防老剂D、防老剂RD中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的橡胶磁条，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的至少一种；所述硫化剂为硫磺、金属氧化物、过氧化物中的至少一种。
10.权利要求1～9中任意一项所述的橡胶磁条的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将永磁铁氧体磁粉分散在水中形成悬浊液，再加入酒精并转入密封搅拌罐，搅拌20～40min，再加入偶联剂，搅拌7～9h，除水，得到改性磁粉；
2)将改性磁粉、橡胶、增塑剂、促进剂、活化剂、防老剂和硫化剂加入密炼机，混炼5～8min，再将物料转入开炼机，开炼2～3min，得到坯料；
3)将坯料静置4～8h，再进行混炼、破碎、压延出片，得到半成品片；
4)将半成品片裁切成合适尺寸，放入硫化罐，进行硫化，得到硫化片；
5)将硫化片放入微波室，微波处理30～50s，冷却，裁切，得到橡胶磁条。
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