CN108384243A - 一种磁性复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种磁性复合材料及其的制备方法，包括以下步骤：磁粉制备：将磁性材料制备成粒径小于800目的磁粉；混合：将磁粉与高分子材料进行混合均匀，制成磁性混合材料，所述磁粉和高分子混合物的质量比为1:4‑5；热压成型：将磁性混合材料进行热压固化后制成磁性复合材料，其中压力为2‑20MPa，温度为80‑300℃。上述技术方案将磁粉与高分子材料混合，采用热压法制备磁性复合材料，所制备的磁性复合材料为软体材料，可广泛应用于直流微电机用磁体、气动元件磁环、汽车仪表磁环、装饰减震磁体等领域。本方法操作简单，所得磁性复合材料具有良好磁性能、机械强度和生物相容性，适用于大批量工业化生产，具有很大的经济价值。

Description

一种磁性复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料工程，特别涉及一种磁性复合材料及其制备方法。
背景技术
磁性是铁磁物质(磁性材料)由于磁化状态的改变，其尺寸在各方向发生变化。磁性材料在磁场作用下，其长度发生变化，可发生位移而做功或在交变磁场作用可发生反复伸张与缩短，从而产生振动或声波，这种材料可将电磁能(或电磁信息)转换成机械能或声能(或机械位移信息或声信息)，相反也可以将机械能(或机械位移与信息)转换成电磁能(或电磁信息)。磁性材料是重要的能量与信息转换功能材料。
磁性复合材料的制备方法包括静电纺丝法、3D打印、水热法、溶胶凝胶法、电化学沉积法等。
磁功能复合材料中产量增长最快的是各向同性Nd-Fe-B粘结磁体。在过去的20年中，Nd-Fe-B粘结磁体已成工地占据了市场，现已广泛地应用于家用电器和办公用品。磁性复合材料用于电冰箱门封条生产线。微电机及彩色电视机显像管会聚组件用磁功能复合材料等性能较高的塑料磁体研究较少。国内应用较多的是铁氧体磁功能复合材料和稀土类磁功能复合材料。铁氧体磁功能复合材料价格低廉磁性能较低，稀土类磁功能复合材料性能较高，价格昂贵，适用于小型器件。磁性复合材料有一个重要的特性是不导电，因而适用于具有高频磁场的地方。同时它可选择不同性质的塑料作为基材制成刚性或柔性制品，使得产品的设计较较烧结磁体更为灵活。其市场情况如下：(1)直流微电机用磁体(2)气动元件磁环(3)汽车仪表磁环(4)装饰减震磁体。
发明内容
为此，需要提供一种制备方式简单的磁性复合材料及其制备方法。
为实现上述目的，发明人提供了一种磁性复合材料的制备方法，包括以下步骤：
磁粉制备：将磁性材料制备为粒径小于800目的磁粉
磁粉粒度的控制，磁性材料球磨至800目以下是为了能让有机物和无机物更好的结合，有利于形成稳定的化合物。
混合：将磁粉与高分子材料混合均匀，制成磁性混合材料，所述磁粉和高分子材料的质量比为1:4-5；
热压成型：将磁性混合材料装入模具，进行热压固化后制成磁性复合材料，其中热压固化的压力为2-20MPa，温度为80-300℃。
优选的，所述磁性材料为钡铁氧体、锶铁氧体、铁钴合金、铬钴铁合金、铂钴合金、钐钴合金、钕铁硼合金中的一种或多种混合磁粉。
优选的，所述高分子材料为丙烯酸酯类、硅橡胶类、聚氨酯类或聚乳酸。
优选的，所述丙烯酸酯类高分子材料包括甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸丁酯。
优选的，所述硅橡胶类高分子材料包括二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶或甲基乙烯基苯基硅橡胶。
优选的，所述聚氨酯类高分子材料包括聚碳酸酯型聚氨酯或聚氨基甲酸酯。
发明人还提供了一种磁性复合材料，所述磁性复合材料为上述任一所述制备方法制得。
区别于现有技术，上述技术方案将磁粉与高分子材料混合，采用热压法制备磁性复合材料，所制备的磁性复合材料为软体材料，可广泛应用于直流微电机用磁体、气动元件磁环、汽车仪表磁环、装饰减震磁体等领域。本方法操作简单，可以很好的用于工业生产中。所得磁性复合材料具有良好磁性能、机械强度和生物相容性。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例详予说明。
实施例1
磁粉制备：将铁氧体熔炼、甩带和研铂中球磨后用800目筛网过滤，
混合：将磁粉和二甲基硅橡胶按1:4的质量比进行混合，制成磁性混合材料。
热压成型：将预固化后的磁性混合材料放入热压模具中进行热压固化，热压压力为2MPa，温度为300℃，制成磁性复合材料。
实施例2
磁粉制备：将铬钴铁合金熔炼、甩带和研铂中球磨后用800目筛网过滤，
混合：将磁粉和聚乳酸按1:5的质量比进行混合，制成磁性混合材料。
热压成型：将预固化后的磁性混合材料放入热压模具中进行热压固化，热压压力为20MPa，温度为80℃，制成磁性复合材料。
实施例3
磁粉制备：将铂钴合金熔炼、甩带成片和研铂中球磨后用800目筛网过滤，
混合：将磁粉和甲基丙烯酸甲酯按10:45的质量比进行混合，制成磁性混合材料。
热压成型：将预固化后的磁性混合材料放入热压模具中进行热压固化，热压压力为10MPa，温度为200℃，制成磁性复合材料。
实施例4
磁粉制备：将钡铁氧体熔炼、甩带和研铂中球磨后用800目筛网过滤，
混合：将磁粉和聚氨基甲酸酯按10:45的质量比进行混合，制成磁性混合材料。
热压成型：将预固化后的磁性混合材料放入热压模具中进行热压固化，热压压力为15MPa，温度为150℃，制成磁性复合材料。
实施例5
磁粉制备：将钡铁氧体和锶铁氧体按照质量分数6:4的比例充分混合，球磨后用800目筛网过滤，
混合：将磁粉和聚氨基甲酸酯按10:45的质量比进行混合，制成磁性混合材料。
热压成型：将预固化后的磁性混合材料放入热压模具中进行热压固化，热压压力为15MPa，温度为150℃，制成磁性复合材料。
将实施例1-5的磁性复合材料进行磁性测量实验，结论如下：
磁能积(KJ·m-3) 矫顽力(KA·m-1) 剩磁(mT)
实施例1 3.36 115.2 85.98
实施例2 19.2 27.96 589.98
实施例3 12 79.98 120
实施例4 15.12 150.6 219.96
实施例5 15.43 93.6 236.37
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。
需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (7)

1.一种磁性复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
磁粉制备：将磁性材料制备为粒径小于800目的磁粉；
混合：将磁粉与高分子材料混合均匀，制成磁性混合材料，所述磁粉和高分子材料的质量比为1:4-5；
热压成型：将磁性混合材料装入模具，进行热压固化后制成磁性复合材料，其中热压固化的压力为2-20MPa，温度为80-300℃。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磁性材料为钡铁氧体、锶铁氧体、铁钴合金、铬钴铁合金、铂钴合金、钐钴合金、钕铁硼合金中的一种或多种混合。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高分子材料为丙烯酸酯类、硅橡胶类或聚氨酯类或聚乳酸。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯类高分子材料包括甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸丁酯。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述硅橡胶类高分子材料包括二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶或甲基乙烯基苯基硅橡胶。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯类高分子材料包括聚碳酸酯型聚氨酯或聚氨基甲酸酯。
7.一种磁性复合材料，其特征在于，所述磁性复合材料为权利要求1-6任一所述制备方法制得。
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