CN110591342A - 一种注塑用稀土永磁颗粒料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种注塑用稀土永磁颗粒料，包含以下重量份组分的原料：稀土永磁磁粉60‑80份、树脂5‑15份、有机溶剂2‑6份、增强剂1‑3份、钝化剂1‑3份、抗氧化剂0.5‑2份，还包括一种注塑用稀土永磁颗粒料的制备方法，本发明的配方和制备方法，选择了醋酸、草酸、甲酸作为磁粉的表面钝化剂，钝化后，会在稀土永磁磁粉表面形成一层不易氧化的钝化层，从而减少了高温造粒、高温注塑时稀土永磁磁粉的氧化，保证其性能；通过添加一定量增强剂来对竖直进行改性，提高母料的强度，拓宽注塑用稀土永磁颗粒料及制品的应用范围。由于本发明较好地解决了现阶段高温造粒、高温注塑时稀土永磁磁粉的氧化，制品使用过程中氧化、生锈等问题。
Description
技术领域
本发明涉及磁材料及相关制备方法，具体是一种注塑用稀土永磁颗粒料及其制备方法。
背景技术
粘结磁体是磁性粉末与树脂、橡胶或低熔点金属等粘结剂均匀混合，然后用注射成型、模压成型或挤出成型等方法制成的聚合物基复合永磁材料，是永磁材料中的一个重要分支。注射成型法是将磁粉和树脂的粉料混炼、造粒，然后将造粒后颗粒料注入注塑机内加热熔化，使之具有良好的流动性，在这种状态下将该颗粒料以熔融状态注入具有取向磁场的金属模具内，冷却后形成所要求的复杂形状的磁体制品。相比于一般模压成型，注塑成型的优点有：颗粒料的树脂含量达7%～20%，且在颗粒料熔融状态下成型，流动性好、强度较高；成型自由度高，可制成形状复杂、形状不规则的制品，且不需喷涂等防氧化措施；可与轴等注塑成镶嵌类产品，而镶嵌类产品要求磁体强度很高；成型压力低，模具损耗低，注塑成型时在高于尼龙、PPS等树脂熔点的温度成型，而模压成型一般为常温，模具损耗较大；现阶段，注塑磁体一般分为注塑永磁铁氧体磁体、注塑各向同性钕铁硼磁体、注塑各向异性钕铁硼磁体、注塑SmFeN磁体及注塑复合磁体等。其中注塑稀土永磁磁体由于磁性能高、制品体积小等因素得到了广泛的应用，如高端汽车电机、新能源动力汽车水泵转子等。当前，注塑用稀土永磁颗粒料存在几点主要问题：第一，由于稀土永磁（主要包括NdFeB、SmFeN）为金属材料，在220℃-350℃的造粒温度下很容易发生氧化，从而影响了颗粒料的磁性能；第二，在使用过程中，如高温环境、水环境中（如水泵转子）都会导致注塑稀土永磁制品发生氧化、生锈等问题，从而大大影响了使用寿命。公开号为CN1353428的发明于2002年6月12日公开了一种含有稀土类元素的铁系磁铁粉及使用该磁铁粉的粘结磁铁用树脂组合物和粘结磁铁及压密磁铁，其采用通过使含有稀土类元素的铁系磁铁粉在磷酸存在下在有机溶剂中粉碎而得到高耐候性磁铁粉，从而达到耐气候性优良，且在湿度环境下可以抑制矫顽力下降。但该发明是通过生成磷酸盐被膜来提高材料的耐气候性的，而不是通过改良组分来实现的，因此对于注塑用稀土永磁材料而言借鉴意义不大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种注塑用稀土永磁颗粒料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种注塑用稀土永磁颗粒料，包含以下重量份组分的原料：稀土永磁磁粉60-80份、树脂5-15份、有机溶剂2-6份、增强剂1-3份、钝化剂1-3份、抗氧化剂0.5-2份。
作为本发明进一步的方案：所述稀土永磁磁粉为各向同性NdFeB磁粉或各向异性NdFeB磁粉或各向异性SmFeN磁粉。
作为本发明进一步的方案：所述树脂为尼龙12或PPS。
作为本发明进一步的方案：所述的增强剂为玻璃纤维、碳纤维或碳纳米管中的至少一种。
作为本发明进一步的方案：所述钝化剂为醋酸、草酸或甲酸。
作为本发明进一步的方案：所述的抗氧化剂为磷酸、偏磷酸、抗氧化剂168或4-己基间苯二酚中的至少一种。
作为本发明进一步的方案：所述的有机溶剂是乙醇、正己烷、正庚烷、2- 甲基戊烷。
一种注塑用稀土永磁颗粒料的制备方法，步骤如下：
1）磁粉硅氧化处理：将稀土永磁磁粉于混粉缸内，加入相应份量的有机溶剂，充分搅匀，在100℃-120℃的温度混粉18-22min；然后置于390-410℃真空炉内热处理55-65min，完成磁粉表面硅化；
2）加入树脂，在100℃-120℃的温度继续混粉13-17min；
3）将增强剂、钝化剂、抗氧化剂按比例混合，得混合料；
4）将步骤3）中的混合料，加入混粉缸内继续混粉13-17min，并将温度升至140℃-160℃，继续混粉13-17min；
5）造粒，将上述混匀的树脂-稀土永磁磁粉混合物注入造粒机，造粒温度控制在200℃-330℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的配方和制备方法，选择了醋酸、草酸、甲酸作为磁粉的表面钝化剂，钝化后，会在稀土永磁磁粉表面形成一层不易氧化的钝化层，从而减少了高温造粒、高温注塑时稀土永磁磁粉的氧化，保证其性能；通过添加一定量增强剂来对竖直进行改性，提高母料的强度， 拓宽注塑用稀土永磁颗粒料及制品的应用范围。由于本发明较好地解决了现阶段高温造粒、高温注塑时稀土永磁磁粉的氧化，制品使用过程中氧化、生锈等问题，很好地拓宽了注塑用稀土永磁颗粒料及制品的应用范围，特别是在现阶段快速发展的电子水泵领域，上述问题的解决。该方法成本低、简单易操作，因此具有良好的应用前景。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将结合实施例来详细说明本发明。
实施例一
一种注塑用稀土永磁颗粒料，包含以下重量份组分的原料：稀土永磁磁粉60份、树脂5份、有机溶剂2份、增强剂1份、钝化剂1份、抗氧化剂0.5份。
所述稀土永磁磁粉为各向同性NdFeB磁粉或各向异性NdFeB磁粉或各向异性SmFeN磁粉。
所述树脂为尼龙12或PPS。
所述的增强剂为玻璃纤维、碳纤维或碳纳米管中的至少一种。
所述钝化剂为醋酸、草酸或甲酸。
所述的抗氧化剂为磷酸、偏磷酸、抗氧化剂168或4-己基间苯二酚中的至少一种。
所述的有机溶剂是乙醇、正己烷、正庚烷、2- 甲基戊烷。
一种注塑用稀土永磁颗粒料的制备方法，步骤如下：
1）磁粉硅氧化处理：将稀土永磁磁粉于混粉缸内，加入相应份量的有机溶剂，充分搅匀，在100℃的温度混粉18min；然后置于390℃真空炉内热处理55min，完成磁粉表面硅化；
2）加入树脂，在100℃的温度继续混粉13min；
3）将增强剂、钝化剂、抗氧化剂按比例混合，得混合料；
4）将步骤3）中的混合料，加入混粉缸内继续混粉13-17min，并将温度升至14℃，继续混粉13min；
5）造粒，将上述混匀的树脂-稀土永磁磁粉混合物注入造粒机，造粒温度控制在200℃。
实施例二
一种注塑用稀土永磁颗粒料，包含以下重量份组分的原料：稀土永磁磁粉80份、树脂15份、有机溶剂6份、增强剂3份、钝化剂3份、抗氧化剂2份。
所述稀土永磁磁粉为各向同性NdFeB磁粉或各向异性NdFeB磁粉或各向异性SmFeN磁粉。
所述树脂为尼龙12或PPS。
所述的增强剂为玻璃纤维、碳纤维或碳纳米管中的至少一种。
所述钝化剂为醋酸、草酸或甲酸。
所述的抗氧化剂为磷酸、偏磷酸、抗氧化剂168或4-己基间苯二酚中的至少一种。
所述的有机溶剂是乙醇、正己烷、正庚烷、2- 甲基戊烷。
一种注塑用稀土永磁颗粒料的制备方法，步骤如下：
1）磁粉硅氧化处理：将稀土永磁磁粉于混粉缸内，加入相应份量的有机溶剂，充分搅匀，在120℃的温度混粉22min；然后置于410℃真空炉内热处理65min，完成磁粉表面硅化；
2）加入树脂，在120℃的温度继续混粉17min；
3）将增强剂、钝化剂、抗氧化剂按比例混合，得混合料；
4）将步骤3）中的混合料，加入混粉缸内继续混粉17min，并将温度升至160℃，继续混粉17min；
5）造粒，将上述混匀的树脂-稀土永磁磁粉混合物注入造粒机，造粒温度控制在330℃。
实施例三
一种注塑用稀土永磁颗粒料，包含以下重量份组分的原料：稀土永磁磁粉70份、树脂10份、有机溶剂4份、增强剂2份、钝化剂2份、抗氧化剂1.5份。
所述稀土永磁磁粉为各向同性NdFeB磁粉或各向异性NdFeB磁粉或各向异性SmFeN磁粉。
所述树脂为尼龙12或PPS。
所述的增强剂为玻璃纤维、碳纤维或碳纳米管中的至少一种。
所述钝化剂为醋酸、草酸或甲酸。
所述的抗氧化剂为磷酸、偏磷酸、抗氧化剂168或4-己基间苯二酚中的至少一种。
所述的有机溶剂是乙醇、正己烷、正庚烷、2- 甲基戊烷。
一种注塑用稀土永磁颗粒料的制备方法，步骤如下：
1）磁粉硅氧化处理：将稀土永磁磁粉于混粉缸内，加入相应份量的有机溶剂，充分搅匀，在110℃的温度混粉20min；然后置于400℃真空炉内热处理60min，完成磁粉表面硅化；
2）加入树脂，在110℃的温度继续混粉15min；
3）将增强剂、钝化剂、抗氧化剂按比例混合，得混合料；
4）将步骤3）中的混合料，加入混粉缸内继续混粉15min，并将温度升至150℃，继续混粉5min；
5）造粒，将上述混匀的树脂-稀土永磁磁粉混合物注入造粒机，造粒温度控制在250℃。
本发明的配方和制备方法，选择了醋酸、草酸、甲酸作为磁粉的表面钝化剂，钝化后，会在稀土永磁磁粉表面形成一层不易氧化的钝化层，从而减少了高温造粒、高温注塑时稀土永磁磁粉的氧化，保证其性能；通过添加一定量增强剂来对竖直进行改性，提高母料的强度， 拓宽注塑用稀土永磁颗粒料及制品的应用范围。由于本发明较好地解决了现阶段高温造粒、高温注塑时稀土永磁磁粉的氧化，制品使用过程中氧化、生锈等问题，很好地拓宽了注塑用稀土永磁颗粒料及制品的应用范围，特别是在现阶段快速发展的电子水泵领域，上述问题的解决。该方法成本低、简单易操作，因此具有良好的应用前景。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种注塑用稀土永磁颗粒料，其特征在于，包含以下重量份组分的原料：稀土永磁磁粉60-80份、树脂5-15份、有机溶剂2-6份、增强剂1-3份、钝化剂1-3份、抗氧化剂0.5-2份。
2.根据权利要求1所述的一种注塑用稀土永磁颗粒料，其特征在于，所述稀土永磁磁粉为各向同性NdFeB磁粉或各向异性NdFeB磁粉或各向异性SmFeN磁粉。
3.根据权利要求1所述的一种注塑用稀土永磁颗粒料，其特征在于，所述树脂为尼龙12或PPS。
4.根据权利要求1所述的一种注塑用稀土永磁颗粒料及其制备方法，其特征在于，所述的增强剂为玻璃纤维、碳纤维或碳纳米管中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种注塑用稀土永磁颗粒料，其特征在于，所述钝化剂为醋酸、草酸或甲酸。
6.根据权利要求1所述的一种注塑用稀土永磁颗粒料，其特征在于，所述的抗氧化剂为磷酸、偏磷酸、抗氧化剂168或4-己基间苯二酚中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种注塑用稀土永磁颗粒料，其特征在于，所述的有机溶剂是乙醇、正己烷、正庚烷、2- 甲基戊烷。
8.如权利要求1所述的一种注塑用稀土永磁颗粒料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
1）磁粉硅氧化处理：将稀土永磁磁粉于混粉缸内，加入相应份量的有机溶剂，充分搅匀，在100℃-120℃的温度混粉18-22min；然后置于390-410℃真空炉内热处理55-65min，完成磁粉表面硅化；
2）加入树脂，在100℃-120℃的温度继续混粉13-17min；
3）将增强剂、钝化剂、抗氧化剂按比例混合，得混合料；
4）将步骤3）中的混合料，加入混粉缸内继续混粉13-17min，并将温度升至140℃-160℃，继续混粉13-17min；
5）造粒，将上述混匀的树脂-稀土永磁磁粉混合物注入造粒机，造粒温度控制在200℃-330℃。
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|---|---|---|---|---|
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