CN102723165B - 一种粘结钕铁硼强磁铁及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种粘结钕铁硼强磁铁，原料包括重量百分比为80～95％的钕铁硼磁粉，0～20％的铁氧体橡塑磁粉，0～20％的橡胶，0～20％的功能性塑料，余量为助剂，以及粘结钕铁硼强磁铁的制备方法，采用本发明的粘结钕铁硼强磁铁及其制备方法，生产出的产品柔软，脆性小、磁性高而稳定，易于装配，易于成型成各种规格尺寸，同时，制备成本低，效率高，节能降耗，并且环保无卤，对环境无污染。

Description

一种粘结钕铁硼强磁铁及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种磁铁及其制备方法，尤其涉及一种粘结钕铁硼强磁铁及其制备方法。

背景技术

磁性合成材料(产品)是近两年发展起来的一种新型高分子功能材料，是现代科学技术领域的重要基础材料(产品)之一。磁性合成材料分为结构型和复合型两种。其中，复合型磁性合成材料分为两大类，热塑性和热固性。热塑性磁性合成材料按照加工方法可分为两类，一类为以氯化聚乙烯或丁腈橡胶等为基材，采用橡胶的加工工艺成型的磁性橡胶；另一类以尼龙、聚苯硫醚为基材的注射(挤出)磁体。

钕铁硼强磁铁无疑是磁性合成材料(产品)中的佼佼者。钕磁铁(Neodymiummagnet)也称为钕铁硼磁铁，是强力磁铁的统称，其化学式为Nd₂Fe₁₄B，是一种人造的永久磁铁，为至目前为止具有最强磁力的永久磁铁。钕铁硼的优点是性价比高，具有良好的机械特性，不足之处在于居里温度点低，温度特性差，且易于粉化腐蚀，必须通过调整其化学成分和采取表面处理方法使之得以改进，才能达到实际应用的要求。钕铁硼磁铁行业的核心技术主要体现在制造工艺上，具体体现在其产品的均匀性、一致性、加工质量、镀层质量等方面。按照其制造工艺，钕铁硼磁铁可分为粘结钕铁硼和烧结钕铁硼两种。粘结实际上就是注塑成型，而烧结是抽真空通过高温加热成型。但是采用这两种方法制备钕铁硼磁铁，制造成本高，不易改变其形状，且制备材料易造成环境污染。有鉴于此，怎样降低生产成本，提高生产效率，制备的产品易成型，同时节能降耗，减小环境污染是一项亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的粘结钕铁硼磁铁及其制备方法中存在的缺陷，本发明提供一种粘结钕铁硼强磁铁及其制备方法。

本发明的目的在于提供一种粘结钕铁硼强磁铁，原料包括重量百分比为80～95％的粘结钕铁硼磁粉，0～20％的铁氧体橡塑磁粉，0～20％的橡胶，0～20％的功能性塑料，余量为助剂。

优选地，粘结钕铁硼强磁铁的助剂包括硬脂酸锌，硬脂酸，氧化镁，杂环类防老剂，抗氧化剂，环氧树脂，以及其它添加剂，按重量计算，助剂中各成份的比例为0.05～4∶0.05～2∶0.05～2∶1～1.8∶1～2∶1～20∶1～3；

优选地，粘结钕铁硼强磁铁的其它添加剂包括环氧大豆油，超细碳酸钙粉，碳黑；

优选地，粘结钕铁硼强磁铁的橡胶为天然橡胶或合成橡胶；

优选地，粘结钕铁硼强磁铁的功能性塑料包括尼龙、聚苯硫醚中的一种或两种。

本发明的另一目的在于提供一种粘结钕铁硼强磁铁的制备方法，包括以下步骤：

1)将经混合机混合均匀的粘结钕铁硼强磁铁原料投入密炼机混炼，混炼压力为2～8吨力，混炼温度为50～100℃；

2)将混炼后的物料破碎成粒径为5毫米以下的颗粒后投入压延机中，在压力为1～8吨力，温度为26～90℃的条件下进行压延处理；

3)将经压延处理后的物料进行表面抗氧化处理，再经成型、充磁步骤后，得到成品。

优选地，步骤1)中的原料在混合机中的混合温度为26～60℃；

优选地，步骤3)中的表面抗氧化处理方法采用能吸附在产品表面形成隔离层的材料；

优选地，能吸附在产品表面形成隔离层的材料为环氧树脂。

本发明的有益效果在于：

1)产品密度小，磁性能均匀且稳定，是实现产品“轻、薄、微、小”较为理想的基础材料之一；

2)耐冲击强度大，对酸、碱、油、水等介质稳定性好；

3)加工性能好，易成型，生产效率高，其尺寸变化小，易加工成尺寸精度高、薄壁复杂形状的制品，制品可进行切割、切削、钻孔、层压和压花纹等后加工，且使用时不会发生碎裂，可成型复杂的制品，还能与其他元件一体成型等。

附图说明

读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式之后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，

图1示出了依据本发明，制备粘结钕铁硼强磁铁的工艺流程图。

具体实施方式

为了更清楚地理解本发明的技术内容，下面参照附图，对本发明的实施方式作进一步的详细描述。

粘结钕铁硼强磁铁的主材包括重量百分比为80～95％的钕铁硼磁粉，0～20％的铁氧体橡塑磁粉，粘合剂包括重量百分比为0～20％的橡胶，0～20％的功能性塑料，助剂包括重量百分比为0.05～4％的硬脂酸锌，0.05～2％的硬脂酸，0.05～2％的氧化镁，1～1.8％的杂环类防老剂，1～2％的抗氧化剂，1～20％的环氧树脂，以及1～3％的其它添加剂，其它添加剂包括环氧大豆油，超细碳酸钙粉，碳黑等。其中，铁氧体橡塑磁粉的量根据产品的性能添加，作为粘合剂的橡胶可以采用天然橡胶也可以采用合成橡胶，功能性塑料为尼龙、聚苯硫醚系列的热塑性或热固性的复合型材料。

图1示出了依据本发明，制备粘结钕铁硼强磁铁的工艺流程图。

实施例1

参照图1，首先将重量百分比为85％的钕铁硼磁粉，2％的铁氧体橡塑磁粉，8％的橡胶，0.5％的尼龙，以及4.5％的助剂投入混合机中，其加料的顺序应当根据塑炼胶的性能要求、配合剂所起的作用、分散的性能以及用量的多少而定。在本实施例中，先加入粘合剂和助剂，再加入主材使各种比重不同的材料混合均匀。然后将混合后的物料投入密炼机中混炼、塑化(S1)，混炼温度应适宜，温度高有利于生胶和胶料的塑性流动和变形，有利于橡胶对固体配合剂粒子表面的湿润和混合吃粉，但又使胶料的粘度下降，不利于配合剂粒子的破碎与分散混合，混炼温度过高还会加速橡胶的热氧老化，使硫化胶的物理机械性能下降，即出现过炼现象，还会使胶料发生焦烧现象，但温度不能太低，否则会出现胶料压散现象。因此，将物料在密炼机中的温度设置为50℃，压力设置为2吨力进行混合、炼料，当物料在密炼机中的温度达到100℃，压力达到8吨力时，将混炼后的物料投入颚式破碎机粉碎成25毫米以下的小块，然后再投至球磨机中进一步粉碎，使得粉碎后的物料粒径不超过5毫米(S2)。接着，将这些经过加热后统一破碎成粒径值在5毫米以下的颗粒送入压延机，胶料在进入压延机之前，温度控制在20～65℃。压延机具有相对旋转、水平设置的两辊筒，两辊筒之间具有辊隙，胶料在26℃，1.5吨力的压力下通过辊隙被延展成厚度为8毫米的胶片(S3)，取3％的环氧树脂，将其调和均匀之后倒入涂胶机上棍，环氧树脂从下棍通过，用涂胶的方法在胶片表面均匀涂上一薄层，涂过之后的胶片通过红外线烘干机烘干形成一层具有防氧化作用的隔离层(S4)，也可以用0.02～0.1毫米的薄膜，用压膜机将薄膜通过40～70℃的温度棍压贴到粘结钕铁硼产品表面上。然后将经过氧化处理形成隔离层的胶片冷却成型(S5)，在脉冲充磁机中充磁(S6)后，经过包装(S7)得到成品。

实施例2

参照图1，首先将重量百分比为87％的钕铁硼磁粉，4％的铁氧体橡塑磁粉，3.5％的橡胶，0.5％的聚苯硫醚，以及5％的助剂投入混合机中，其加料的顺序应当根据塑炼胶的性能要求、配合剂所起的作用、分散的性能以及用量的多少而定。在本实施例中，先加入粘合剂和助剂，再加入主材，使各种比重不同的材料混合均匀。然后将混合后的物料投入密炼机中混炼、塑化(S1)，混炼温度应适宜，温度高有利于生胶和胶料的塑性流动和变形，有利于橡胶对固体配合剂粒子表面的湿润和混合吃粉，但又使胶料的粘度下降，不利于配合剂粒子的破碎与分散混合，混炼温度过高还会加速橡胶的热氧老化，使硫化胶的物理机械性能下降，即出现过炼现象，还会使胶料发生焦烧现象，但温度不能太低，否则会出现胶料压散现象。因此，将物料在密炼机中的温度设置为100℃，压力设置为2吨力进行混合、炼料，当物料在密炼机中的压力达到8吨力时，将混炼后的物料投入颚式破碎机粉碎成25毫米以下的小块然后再投至球磨机中进一步粉碎，使得粉碎后的物料粒径不超过5毫米(S2)。接着，将这些经过加热后统一破碎成粒径值在5毫米以下的颗粒送入压延机，胶料在进入压延机之前，温度控制在20～65℃。压延机具有相对旋转、水平设置的两辊筒，两辊筒之间具有辊隙，胶料在90℃，1～8吨力的压力下通过辊隙被延展成厚度为0.2毫米的胶片(S3)。取6％的环氧树脂，将其调和均匀之后倒入涂胶机上棍，环氧树脂从下棍通过，用涂胶的方法在胶片表面均匀涂上一薄层，涂过之后的胶片通过红外线烘干机烘干形成一层具有防氧化作用的隔离层(S4)，也可以用0.02～0.1毫米的薄膜，用压膜机将薄膜通过40～70℃的温度棍压贴到粘结钕铁硼产品表面上。然后将经过氧化处理形成隔离层的胶片冷却成型(S5)，在脉冲充磁机中充磁(S6)后，经过包装(S7)得到成品。

因此，藉由本发明的粘结钕铁硼强磁铁及其制备方法，生产出的产品脆性小、磁性高而稳定，易于装配，同时，制备成本低，效率高，节能降耗，并且环保无卤，对环境污染小。

上文中描述了本发明的具体实施方式。但是，在本领域中的普通技术人员能够理解，不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书限定的范围内。

Claims (5)

1.一种粘结钕铁硼强磁铁，其特征在于，原料包括重量百分比为80～95％的钕铁硼磁粉，0～20％的铁氧体橡塑磁粉，0～20％的橡胶，0～20％的功能性塑料，余量为助剂；

其中，所述助剂包括硬脂酸锌，硬脂酸，氧化镁，杂环类防老剂，抗氧化剂，环氧树脂，以及其它添加剂，按重量计算，所述助剂中各成份的比例为0.05～4∶0.05～2∶0.05～2∶1～1.8∶1～2∶1～20∶1～3；

所述其它添加剂包括环氧大豆油、超细碳酸钙粉、碳黑中的至少一种。

2.如权利要求1所述的粘结钕铁硼强磁铁，其特征在于，所述橡胶为天然橡胶或合成橡胶。

3.如权利要求1所述的粘结钕铁硼强磁铁，其特征在于，所述功能性塑料包括尼龙、聚苯硫醚中的一种或两种。

4.一种粘结钕铁硼强磁铁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将经混合机混合均匀的所述粘结钕铁硼强磁铁原料投入密炼机混炼，混炼压力为2～8吨力，混炼温度为50～100℃；

2)将混炼后的物料破碎成粒径为5毫米以下的颗粒后投入压延机中，在压力为1～8吨力，温度为26～90℃的条件下进行压延处理；

3)将经压延处理后的物料进行表面抗氧化处理，再经成型、充磁步骤后，得到成品；

所述步骤1)中所述原料在混合机中的混合温度为26～60℃；

所述步骤3)中的所述表面抗氧化处理方法采用能吸附在产品表面形成隔离层的材料。

5.如权利要求4所述的粘结钕铁硼强磁铁的制备方法，其特征在于，所述能吸附在产品表面形成隔离层的材料为环氧树脂。