CN112002514B - 一种注塑磁体及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种注塑磁体及其制备方法，所述注塑磁体是除去注塑磁体粗品表面的外露易腐蚀磁粉颗粒后得到的磁体；所述注塑磁体粗品是注塑磁体颗粒料经注塑工艺脱模后得到的磁体；所述注塑磁体颗粒料是高分子聚合物、磁粉颗粒和添加剂的混合物。制备过程为将注塑磁体粗品放入钝化剂中处理一段时间将外露的磁粉颗粒除去后，取出冲洗、干燥得到注塑磁体。该方法操作简单，成本低，无需复杂的工序，注塑磁体既有良好的耐腐蚀性且能保证磁体的磁性能。

Description

一种注塑磁体及其制备方法

技术领域

本发明属于永磁磁体制备技术领域，具体涉及了一种注塑磁体及其制备方法。

背景技术

注塑钕铁硼磁体磁能积中等，在小微电机应用上有一定的需求。一些较高耐环境要求的产品如泵类应用需要磁体长期浸没在水、冷冻液、冷却液，以及其它种类液体的工作液中。除了对磁性能有要求外，同时要求磁体(或磁体组件)耐腐蚀性较高。若磁体锈蚀，一方面可能造成电机卡死无法动作，另一方面也会造成锈蚀污染工作液体，并可能使工作液体功能失效。

常见的技术方案包括采用磁体全包塑方案将注塑钕铁硼磁体包入具有一定防护性能的塑料中，或是将磁体进行涂层等方式提高其耐蚀性能。磁体全包塑方案隔绝了磁体和工作液及水、气的直接接触，使磁体组件的耐腐蚀性得到保证，但这类方案通常需要经过多道次注塑才可完成，模具费用和工艺费用均相当高。同时因为注塑工艺的要求，包塑方案通常需要包覆塑料层具有较厚的厚度(如0.5mm或以上)，事实上相对增加了电机磁路的“气隙”，使电机的性能下降。

电泳涂层因为不可避免的挂点，使涂层的防护效果减弱。采用喷涂等方式进行处理时因为注塑钕铁硼磁体其形状可能较复杂，也会存在局部涂层不良导致磁体耐蚀性能不足的问题。电泳+喷涂方式防护效果优于单一涂层，但一方面成本较高，一方面长期腐蚀环境下也易发生鼓泡、锈蚀等失效。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术注塑磁体存在的耐腐蚀性差的技术问题，提供了一种注塑磁体，该注塑磁体具有良好的抗腐蚀性能，且能保持良好的磁性能，同时针对现有技术注塑磁体的制备方法存在的工序复杂、成本高、得到的注塑磁体耐腐蚀性不佳或磁性能显著下降的技术问题，本发明提供了一种注塑磁体的制备方法，该制备方法具有操作简单、成本低、得到的注塑磁体耐腐蚀性高且磁性能基本不变的优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种注塑磁体，所述注塑磁体是除去注塑磁体粗品表面的外露易腐蚀磁粉颗粒后得到的磁体；所述注塑磁体粗品是注塑磁体颗粒料经注塑工艺脱模后得到的磁体；

所述注塑磁体颗粒料是高分子聚合物、磁粉颗粒和添加剂的混合物。

本发明提供的注塑磁体，在注塑磁体粗品成型脱模后，磁体的外表面会存在未被高分子聚合物完全包裹的易腐蚀磁粉颗粒。特别是磁体的浇口位置，由于在脱模后与浇道分离时形成独立的磁体产品时必然伴随着断裂过程，在此情况下磁粉会无法避免地被暴露在外。因此，在应用时磁体长期浸没在工作液中会使得磁粉颗粒出现锈蚀现象，本发明将注塑磁体预先除去了裸露在磁体外表面的磁粉颗粒，将磁体生锈的内因去掉，可以大大提高注塑磁体的耐腐蚀性。除去裸露在磁体外表面的磁粉颗粒后，磁体外表面为高分子聚合物连续相，大量的磁粉颗粒位于注塑磁体的内部，使得注塑磁体既有良好的耐腐蚀性且能保证磁体的磁性能。

所述易腐蚀磁粉颗粒是指浸没在水、冷冻液、冷却液，以及其它种类液体的工作液中会出现腐蚀现象的磁粉颗粒，例如钕铁硼磁粉、钐铁氮磁粉等。所述易腐蚀磁粉不包括铁氧体磁粉。

进一步的，所述磁粉颗粒是钕铁硼磁粉，或钕铁硼磁粉与其他种类磁粉的混合物；所述其他种类磁粉是钐铁氮磁粉和铁氧体磁粉中的一种或两种。所述易腐蚀磁粉是钕铁硼磁粉和钐铁氮磁粉中的一种或两种，所述高分子聚合物是PPS。进一步的，所述磁粉颗粒是改性磁粉颗粒，所述改性磁粉颗粒是所述磁粉颗粒表面包裹高分子聚合物材料得到的磁粉颗粒。现有技术中用于制备含钕铁硼磁粉的注塑磁体通常采用的基础聚合物为聚酰胺类如PA12、PA11以及聚苯硫醚(PPS)，少量特殊应用也可以选择其他种类的高分子聚合物作为注塑磁体的基体。因为聚酰胺在强酸、强碱或者氧化剂的作用下易分解或者降解，使磁体失效，故不适合用于本发明的基体材料。

所述注塑磁体粗品的原料主要为高分子聚合物和磁粉颗粒，所述注塑磁体粗品的浇口位置及其他外表面位置没有外加覆膜结构(如涂层、镀层)。

进一步的，所述添加剂是增塑剂或润滑剂，所述注塑磁体颗粒料中，所述添加剂的质量分数为0％～10％。

进一步的，所述注塑磁体表面还包裹一层覆膜，所述覆膜是喷涂、浸涂或电泳形成的。注塑磁体的外表面为高分子聚合物的连续相，再涂层或镀层处理后，磁体的耐腐蚀性可以得到进一步的提高。

进一步的，所述覆膜为树脂漆覆膜或达克罗覆膜。

本发明的另一目的是提供一种注塑磁体的制备方法，包括以下步骤：

将注塑磁体粗品放入钝化剂中处理，将表面的外露磁粉颗粒除去后，取出冲洗、干燥得到注塑磁体。

本方法通过化学方法将磁体外表面的外露磁粉颗粒去掉，仅留下高分子聚合物连续相成为注塑磁体的外表面，该方法操作简单，成本低，无需复杂的工序，更有利于工业生产的大量推广。

进一步的，所述注塑磁体粗品的制备方法，包括以下步骤：

将含有高分子聚合物与磁粉颗粒以及其他少量添加剂的注塑磁体颗粒料进行注塑工艺处理，得到注塑磁体粗品。

进一步的，注塑磁体粗品放入钝化剂前，对注塑磁体粗品进行清洁处理。注塑磁体粗品脱模后在转运时，外表面可能会有一些杂质附于表面，例如油脂、一些掉落的磁粉颗粒等。

进一步的，还包括以下步骤：冲洗、干燥后的磁体置于防锈油中进行浸泡处理后，取出离心甩干后减压干燥，得到注塑磁体。注塑磁体的外表面附有一层防锈油可以进一步的提供磁体的耐腐蚀性。此方法仅在防锈油不会对工作液造成污染或污染不会对系统造成影响时选用。

进一步的，还包括以下步骤：在冲洗、干燥后的磁体的外表面进行涂层或镀层处理，得到注塑磁体。去掉磁体外表面外露的磁粉颗粒后，磁体外表面为高分子聚合物连续相，再涂层或镀层可以进一步提高注塑磁体外表面的耐腐蚀性。

进一步的，所述钝化剂是酸溶液，或酸溶液与氧化性溶液的混合溶液。

进一步的，所述酸溶液是硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、草酸溶液中的一种或多种；所述氧化性溶液是FeCl₃溶液、KMnO₄溶液或双氧水溶液中的一种或多种。其中，部分酸和氧化性溶液的组合很不稳定，会很快反应失去对磁粉的处理能力，故并非所有以上列举的任意酸+氧化性溶液的组合都是适用的，实际使用过程中，所述酸溶液和所述氧化性溶液的搭配需要去适当调整。优选地，所述酸溶液是稀酸溶液。

进一步的，所述酸溶液的浓度为0.1mol/L～10mol/L。

进一步的，所述氧化性溶液的浓度为0.1mol/L～5mol/L。

进一步的，将注塑磁体粗品放入钝化剂中处理60秒～24小时。

进一步的，将注塑磁体粗品放入钝化剂中进行超声波、搅动、翻动或加热处理。综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明提供了一种注塑磁体，钕铁硼注塑磁体的原料主要是由高分子聚合物和磁粉颗粒组成的混合物，在注塑磁体粗品成型脱模后，磁体的外表面会暴露一些易腐蚀磁粉颗粒，在应用时磁体长期浸没在工作液中会使得磁粉颗粒出现锈蚀现象。本发明将注塑磁体预先除去了裸露在磁体外表面的磁粉颗粒，将磁体生锈的内因去掉，可以大大提高注塑磁体的耐腐蚀性。除去裸露在磁体外表面的磁粉颗粒后，磁体外表面为高分子聚合物连续相，大量的磁粉颗粒位于注塑磁体的内部，使得注塑磁体既有良好的耐腐蚀性且能保证磁体的磁性能。

2、本发明提供了一种注塑磁体的制备方法，通过化学方法将磁体外表面的外露磁粉颗粒去掉，仅留下高分子聚合物连续相成为注塑磁体的外表面，该方法操作简单，成本低，无需复杂的工序，更有利于工业生产的大量推广。

附图说明

图1是本发明所述注塑磁体粗品的结构示意图。

图2是本发明去除掉注塑磁体粗品外表面的外露磁粉颗粒后得到的注塑磁体的结构示意图。

图3是本发明去除掉注塑磁体粗品外表面的外露磁粉颗粒后，又在磁体外表面镀层或涂层后得到的注塑磁体结构示意图。

图标：1-磁粉颗粒；2-高分子聚合物；3-覆膜；4-孔洞。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

将钕铁硼磁粉+PPS的磁体颗粒料进行注塑，得到注塑磁体粗品，其中钕铁硼磁粉的重量百分比为87％，余为PPS及少量添加剂。如图1所示，注塑磁体粗品内部包括磁粉颗粒1及高分子聚合物2，表面有一些外漏的磁粉颗粒及高分子聚合物，如果不进行处理的话，注塑磁体粗品长期在工作液中工作，外漏的磁粉颗粒会发生锈蚀，存在使电机气隙堵塞卡死以及使工作液污染失效的风险。

将注塑磁体粗品进行清洁处理后放入浓度为5mol/L的稀硫酸与浓度为0.5mol/L的KMnO₄溶液组成的混合溶液中，静置0.5h除去磁体外表面的外露磁粉颗粒后，取出，冲洗，得到注塑磁体.如图2所示，注塑磁体粗品放入钝化剂中处理，外漏的磁粉颗粒被去掉形成孔洞4，磁体的表面形成连续性的高分子聚合物2。

实施例2

将钕铁硼磁粉+PPS的磁体颗粒料进行注塑，得到注塑磁体粗品，其中钕铁硼磁粉的重量百分比为89％，余为PPS及少量添加剂。

将注塑磁体粗品进行清洁处理后放入浓度为5mol/L的稀硝酸、0.3mol/L的FeCl₃混合溶液中，静置4h除去磁体外表面的外露磁粉颗粒后，取出，冲洗，之后在磁体置于防锈油中浸泡使得表面覆有一层防锈油，干燥，得到注塑磁体。

实施例3

将钕铁硼磁粉+铁氧体磁粉+PPS的注塑磁体颗粒料进行注塑，得到注塑磁体粗品。其中钕铁硼磁粉的重量百分比为75％，铁氧体磁体的重量百分比为8％，余为PPS及少量添加剂。

将注塑磁体粗品进行清洁处理后放入浓度为2.5mol/L的磷酸溶液中，静置12h除去磁体外表面的外露磁粉颗粒1后，取出，冲洗，之后在磁体表面涂覆一层树脂漆覆膜3，得到注塑磁体，如图3所示。

实施例4

将钕铁硼磁粉+PPS的注塑磁体颗粒料进行注塑，得到注塑磁体粗品。其中钕铁硼磁粉的重量百分比为90％，余为PPS及少量添加剂。

将注塑磁体粗品进行清洁处理后放入浓度为1mol/L的稀草酸与浓度为2mol/L的H₂O₂溶液组成的混合溶液中处理24h除去磁体外表面的外露磁粉颗粒后，取出，冲洗，之后在磁体表面喷涂酚醛环氧树脂漆覆膜3，得到注塑磁体。

将实施例1-4制备的注塑磁体及实施例4制备的注塑磁体粗品进行中性盐雾实验测试注塑磁体的耐腐蚀性，并测试了实施例1-4得到的注塑磁体的磁性能变化情况，结果如表1所示。

表1注塑磁体的耐腐蚀性测试结果

本发明将注塑磁体预先除去了裸露在磁体外表面的磁粉颗粒，将磁体生锈的内因去掉，可以大大提高注塑磁体的耐腐蚀性，除去裸露在磁体外表面的磁粉颗粒后，磁体外表面为高分子聚合物连续相，大量的磁粉颗粒位于注塑磁体的内部，高分子聚合物与注塑磁体不存在接触不良或涂覆不全的问题，本发明提供的注塑磁体既有良好的耐腐蚀性且能保证磁体的磁性能。通过化学方法将磁体外表面的外露磁粉颗粒去掉，仅留下高分子聚合物连续相成为注塑磁体的外表面，该方法操作简单，成本低，无需复杂的工序，更有利于工业生产的大量推广。

对比例1

产品1：将钕铁硼磁粉+铁氧体磁粉+PPS的注塑磁体颗粒料进行注塑，得到注塑磁体粗品。其中钕铁硼磁粉的重量百分比为75％，铁氧体磁体的重量百分比为8％，余量为PPS及少量添加剂。

在上述注塑磁体粗品表面涂覆一层树脂漆覆膜，得到注塑磁体。

产品2：实施例3制备得到的注塑磁体。

将产品1和2分别在电机中连续使用。一段时间后，两个电机中的磁体的表面覆膜出现鼓泡现象，相比之下，产品1产生大量较大的鼓泡，产品2产生少量微小鼓泡。继续使用电机，产品2正常使用，微小鼓泡对电机运行及工作液不产生影响。继续使用电极，产品1涂层鼓泡后防护即告失效，后续即伴随着磁体锈蚀，同时鼓泡较大，导致电机卡死，工作液受到污染影响使用。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种注塑磁体，其特征在于，所述注塑磁体是通过钝化剂处理除去注塑磁体粗品表面的外露易腐蚀磁粉颗粒后得到的磁体；所述注塑磁体粗品是注塑磁体颗粒料经注塑工艺脱模后得到的磁体；所述注塑磁体颗粒料是高分子聚合物、磁粉颗粒和添加剂的混合物；其中，所述易腐蚀磁粉不包括铁氧体磁粉，所述高分子聚合物是PPS。

2.根据权利要求1所述的注塑磁体，其特征在于，所述磁粉颗粒是钕铁硼磁粉，或钕铁硼磁粉与其他种类磁粉的混合物；所述其他种类磁粉是钐铁氮磁粉和铁氧体磁粉中的一种或两种；所述易腐蚀磁粉是钕铁硼磁粉和钐铁氮磁粉中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的注塑磁体，其特征在于，所述添加剂是增塑剂或润滑剂，所述注塑磁体颗粒料中，所述添加剂的质量分数为0％～10％。

4.根据权利要求1所述的注塑磁体，其特征在于，所述注塑磁体表面还包裹一层覆膜，所述覆膜是喷涂、浸涂形成或电泳形成的；所述覆膜为树脂漆覆膜或达克罗覆膜。

5.一种如权利要求1所述的注塑磁体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将注塑磁体粗品放入钝化剂中处理，将表面的外露磁粉颗粒除去后，取出冲洗、干燥得到注塑磁体。

6.根据权利要求5所述的注塑磁体的制备方法，其特征在于，注塑磁体粗品放入钝化剂前，对注塑磁体粗品进行清洁处理。

7.根据权利要求5所述的注塑磁体的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：冲洗、干燥后的磁体置于防锈油中进行浸泡处理后，取出干燥，得到注塑磁体。

8.根据权利要求5所述的注塑磁体的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：在冲洗、干燥后的磁体的外表面进行涂层或镀层处理，得到注塑磁体。

9.根据权利要求5-8任意一项所述的注塑磁体的制备方法，其特征在于，所述钝化剂是酸溶液，或酸溶液与氧化性溶液的混合溶液。

10.根据权利要求9所述的注塑磁体的制备方法，所述酸溶液是硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、草酸溶液中的一种或多种；所述氧化性溶液是FeCl₃溶液、KMnO₄溶液或H₂O₂溶液中的一种或多种。

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