CN110335734A - 一种高强度高流动性钕铁硼粒料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度高流动性钕铁硼粒料及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)预处理：将适量偶联剂、抗氧剂用丙酮稀释，加入称量好的钕铁硼磁粉中，在密封罐中进行搅拌，同时打开真空抽风，直至丙酮完全挥发；(2)混合：在搅拌器中加入称量好的步骤(1)预处理的所述钕铁硼磁粉、聚苯硫醚粉末、三油精，搅拌，作为母粉；(3)挤出造粒：用双螺杆挤出机将步骤(2)所述母粉进行挤出造粒。通过本发明工艺制备的钕铁硼/聚苯硫醚材料，由于磁粉与辅料包覆充分，协同作用，因此所制得的粒料既有极高的强度，又有很好的流动性，方便磁铁注塑加工。

Description

一种高强度高流动性钕铁硼粒料及其制备方法
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高流动性钕铁硼粒料及其制备方法。
背景技术
钕铁硼磁体具有优异的磁性能和很高的性价比，广泛应用于电子、汽车和通信等领域。常见的制造工艺有烧结、压制、压延等，但此类工艺制造的产品具有形状单一、易碎易缺角、防腐能力差、后续组装成本高等缺点，限制了行业的进一步拓展。
为解决此类问题，国外结合注塑技术，开发了磁性材料的注塑工艺，也称塑磁。使用此工艺，可制造结构较为复杂的形状，避免后加工，而且可以和轴、套等配套件一次成型，极大的降低了后续的组装成本。另外，产品韧性增加，不易破碎缺角，合格率提升明显。
目前塑磁的制造工艺为：磁粉预处理→粘结剂混合处理→造粒→注塑→后处理→充磁→包装。这里关键是粘结剂的配方，它直接决定后续的制造工艺和产品的物理特性。常用的粘结剂一般为PA12(聚十二内酰胺)，它具有较高流动性、低吸水性、易加工等特点，但由于普通PA12耐温只有120℃，特殊改性材料也不超过150℃，而且此种材料强度不高。因此在一些特殊的应用领域，如发动机周边、空调压缩机周边等，不能长时间稳定的使用。
为适应高温的应用环境，同时提高材料的强度，有人提出用PPS(聚苯硫醚)来替代PA12。聚苯硫醚是一种新型高性能热塑性树脂，具有机械强度高、耐高温、耐化学药品性、难燃、热稳定性好、电性能优良等优点。从物性来讲十分符合特殊环境的使用需求，在电子、汽车、机械及化工领域均有广泛应用。但也是因为其高强度、高耐温等特点，造成这种材料流动性差，加工难度高。根据相关文献及专利记载，目前国内批量生产的PPS钕铁硼粒料指标如下：冲击强度3～5kj/m2；拉伸强度20～30MPa；弯曲强度60～80MPa；流动指数100～250g/min。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服背景技术的技术缺陷，提供一种高强度高流动性钕铁硼粒料的制备方法，使用该粒料生产的钕铁硼塑磁产品，具有强度高、流动性好等特点，扩展了钕铁硼材料的使用领域。
本发明解决上述技术问题所采用的技术手段为：
一种高强度高流动性钕铁硼粒料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)预处理：将适量偶联剂、抗氧剂用丙酮稀释，加入称量好的钕铁硼磁粉中，在密封罐中进行搅拌，同时打开真空抽风，直至丙酮完全挥发；
(2)混合：在搅拌器中加入称量好的步骤(1)预处理的所述钕铁硼磁粉、聚苯硫醚粉末、三油精，搅拌，作为母粉；
(3)挤出造粒：用双螺杆挤出机将步骤(2)所述母粉进行挤出造粒。
优选地，所述步骤(1)中，所述偶联剂为KBE-903。
优选地，所述步骤(1)中，所述抗氧剂为1020。
优选地，所述步骤(1)中，所述丙酮为分析纯级。
优选地，所述步骤(1)中，以所述钕铁硼磁粉重量为基准，所述偶联剂的重量比为0.5～3％，所述抗氧剂重量比为0.6～2.5％，所述偶联剂：丙酮＝1：15，所述钕铁硼磁粉粒度为-200目。
优选地，所述步骤(1)和所述步骤(2)中，所述搅拌的时间为10～20分钟。
优选地，所述步骤(2)中，以钕铁硼磁粉重量为基准，聚苯硫醚粉末重量比为10～15％，三油精重量比为1～3％。
优选地，所述步骤(3)中，所述双螺杆挤出机的炮筒温度为280～320℃
优选地，所述步骤(3)中，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为100～300转/分钟。
一种高强度高流动性钕铁硼粒料，采用如上所述的一种高强度高流动性钕铁硼粒料的制备方法制备得到。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下优点：
与现有技术相比，本发明通过改进配方，分步混合各种材料，具有以下优点：
(1)本发明通过分批次混合各种材料，特别是先混合含量较少的材料，可使不同材料的混合更加均匀；
(2)本发明利用丙酮的高溶解性，对偶联剂、抗氧剂进行稀释，可以使偶联剂、抗氧剂对磁粉的包覆更加充分，避免分布不均；
(3)本发明使用三油精作为润滑剂，利用其挥发点高的特性，可以在粒料中充分保留，来提高材料的流动性；
(4)本发明利用抗氧剂的特性，提高磁粉的抗氧化性；
(5)本发明利用高速螺杆挤出机，进一步混合材料，并挤出成粒料。
通过本发明工艺制备的钕铁硼/聚苯硫醚材料，由于磁粉与辅料包覆充分，协同作用，因此所制得的粒料既有极高的强度，又有很好的流动性，方便磁铁注塑加工。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的内容，下面结合具体实施例作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于对本发明进一步说明，而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明的内容后，该领域的技术人员对本发明作出一些非本质的改动或调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1～4中，所述偶联剂为KBE-903，所述抗氧剂为1020，所述丙酮纯度为分析纯级，所述钕铁硼磁粉粒度为-200目。
实施例1
将1kg偶联剂、1kg抗氧剂加入15kg丙酮中充分溶解，再加入100kgMQP-B磁粉中，抽真空搅拌15分钟。待丙酮挥发后加入1kg三油精，10kg聚苯硫醚，搅拌15分钟，得到母粉。然后用双螺杆挤出机混练造粒，炮筒温度310℃，螺杆转速为100转/分钟。
用本实例制得的钕铁硼粒料注塑制作标准样件，经检测性能如下：按IEC404-5标准测得最大磁能积6.24MGOe；根据GB/T 1843-1993标准测得冲击强度5.4kj/m2；根据GB/T1040-1992标准测得拉伸强度32.2MPa；根据GB/T 9341-2008标准测得弯曲强度82.3MPa；按照ASTM D123-98标准测得流动指数为280g/min。
实施例2
将2kg偶联剂、1kg抗氧剂加入30kg丙酮中充分溶解，再加入100kgMQP-B磁粉中，抽真空搅拌15分钟。待丙酮挥发后加入1kg三油精，10kg聚苯硫醚，搅拌15分钟，得到母粉。然后用双螺杆挤出机混练造粒，炮筒温度310℃，螺杆转速为300转/分钟。
用本实例制得的钕铁硼粒料注塑制作标准样件，经检测性能如下：按IEC404-5标准测得最大磁能积6.21MGOe；根据GB/T 1843-1993标准测得冲击强度6.3kj/m2；根据GB/T1040-1992标准测得拉伸强度35.2MPa；根据GB/T 9341-2008标准测得弯曲强度83.3MPa；按照ASTM D123-98标准测得流动指数为300g/min。
实施例3
将1kg偶联剂、1kg抗氧剂加入15kg丙酮中充分溶解，再加入100kgMQP-B磁粉中，抽真空搅拌15分钟。待丙酮挥发后加入2kg三油精，10kg聚苯硫醚，搅拌15分钟，得到母粉。然后用双螺杆挤出机混练造粒，炮筒温度310℃，螺杆转速为200转/分钟。
用本实例制得的钕铁硼粒料注塑制作标准样件，经检测性能如下：按IEC404-5标准测得最大磁能积6.25MGOe；根据GB/T 1843-1993标准测得冲击强度5.5kj/m2；根据GB/T1040-1992标准测得拉伸强度32.3MPa；根据GB/T 9341-2008标准测得弯曲强度80.1MPa；按照ASTM D123-98标准测得流动指数为385g/min。
实施例4
将1kg偶联剂、1kg抗氧剂加入15kg丙酮中充分溶解，再加入100kg MQP-B磁粉中，抽真空搅拌15分钟。待丙酮挥发后加入1kg三油精，15kg聚苯硫醚，搅拌15分钟，得到母粉。然后用双螺杆挤出机混练造粒，炮筒温度310℃，螺杆转速为200转/分钟。
用本实例制得的钕铁硼粒料注塑制作标准样件，经检测性能如下：按IEC404-5标准测得最大磁能积5.95MGOe；根据GB/T 1843-1993标准测得冲击强/8.2kj/m2；根据GB/T1040-1992标准测得拉伸强度42.3MPa；根据GB/T 9341-2008标准测得弯曲强度89.3MPa；按照ASTM D123-98标准测得流动指数为325g/min。
上述说明并非对发明的限制，本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在发明的实质范围内，做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高强度高流动性钕铁硼粒料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)预处理：将适量偶联剂、抗氧剂用丙酮稀释，加入称量好的钕铁硼磁粉中，在密封罐中进行搅拌，同时打开真空抽风，直至丙酮完全挥发；
(2)混合：在搅拌器中加入称量好的步骤(1)预处理的所述钕铁硼磁粉、聚苯硫醚粉末、三油精，搅拌，作为母粉；
(3)挤出造粒：用双螺杆挤出机将步骤(2)所述母粉进行挤出造粒。
2.如权利要求1所述的一种高强度高流动性钕铁硼粒料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述偶联剂为KBE-903。
3.如权利要求1所述的一种高强度高流动性钕铁硼粒料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述抗氧剂为1020。
4.如权利要求1所述的一种高强度高流动性钕铁硼粒料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述丙酮为分析纯级。
5.如权利要求1所述的一种高强度高流动性钕铁硼粒料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，以所述钕铁硼磁粉重量为基准，所述偶联剂的重量比为0.5～3％，所述抗氧剂重量比为0.6～2.5％，所述偶联剂∶丙酮＝1∶15，所述钕铁硼磁粉粒度为-200目。
6.如权利要求1所述的一种高强度高流动性钕铁硼粒料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)和所述步骤(2)中，所述搅拌的时间为10～20分钟。
7.如权利要求1所述的一种高强度高流动性钕铁硼粒料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，以钕铁硼磁粉重量为基准，聚苯硫醚粉末重量比为10～15％，三油精重量比为1～3％。
8.如权利要求1所述的一种高强度高流动性钕铁硼粒料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述双螺杆挤出机的炮筒温度为280～320℃。
9.如权利要求1所述的一种高强度高流动性钕铁硼粒料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为100～300转/分钟。
10.一种高强度高流动性钕铁硼粒料，其特征在于，采用如权利要求1～9任意一项所述的一种高强度高流动性钕铁硼粒料的制备方法制备得到。
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