CN110283373A - 一种热塑磁性复合材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热塑磁性复合材料及其制备方法。所述制备方法以羰基铁粉、第一表面改性剂、醇类溶剂、水、氨水和硅源前躯体反应制得包覆二氧化硅羰基铁粉，然后以包覆二氧化硅羰基铁粉、热塑性树脂、第二表面改性剂和润滑剂为原料，将各原料组分混合后经混炼造粒、注塑成型制得所述羰基铁/树脂复合材料。该复合材料在1.0‑3.9GHz频段内表现出较高的电磁特性，可广泛应用于天线、馈电网络、微波器件等电子领域。

Description

一种热塑磁性复合材料及制备方法
技术领域
本发明涉及电磁功能复合材料技术领域，尤其涉及一种热塑磁性复合材料及制备方法。
背景技术
随着智能手机市场的快速发展，手机中电子元器件数量越来越多、尺寸越来越小，而在有限空间内元器件之间的电磁干扰就不可避免，对手机天线的通信功能具有严重的干扰，削弱信号的传输强度，甚至使天线彻底失效。为此必须在器件之间添加具有高磁导率、高磁损耗的电磁屏蔽材料来有效的解决这个问题。
羰基铁粉在电磁波传输技术中有着广泛的应用并占有重要的地位，是电子元器件的核心材料，其在微波范围具有较高的磁导率，可以吸收并损耗器件之间的杂波。目前羰基铁粉的生产方法主要掌握在美国、加拿大、德国等少数发达国家，国内企业生产量无法满足国内市场对羰基铁粉的需求，因此国内的羰基铁粉仍然依赖进口，使得以羰基铁粉为原料的材料的生产成本较高。羰基铁粉存在抗氧化性差、易锈蚀等缺点，导致在使用羰基铁粉的过程中不可避免地出现一定损耗而使得生产成本进一步提高。
电磁复合材料的电磁性能一方面取决于复合材料的衰减特性，即把进入复合材料内部的电磁波尽可能多的衰减和吸收掉，另一方面还取决于复合材料的阻抗匹配特性，即入射电磁波能够最大限度地进入复合材料，而不能遇到复合材料即反射回来。羰基铁粉属于磁性材料，同时具有磁损耗与介电损耗，但介电性能和磁性能之间的差别较大，使得以羰基铁粉作为制备组分的电磁复合材料的阻抗匹配较差，在很大程度上导致电磁复合材料的电磁性能表现不佳。
现有技术一般是利用液态环氧树脂与羰基铁粉进行复合，然后采用模压成型电磁复合材料。但这一制备方法存在着工艺复杂、成型尺寸单一、效率低、难以批量化生产等缺点。
发明内容
本发明目的是为了将羰基铁粉包覆处理与热塑树脂粘结复合，提供一种具备优异电磁特性的功能复合材料的制备方法，满足在高性能电子元器件与新型电磁材料方面的应用。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种热塑磁性复合材料的制备方法，所述制备方法以羰基铁粉、第一表面改性剂、醇类溶剂、水、氨水和硅源前躯体反应制得包覆二氧化硅羰基铁粉，然后以包覆二氧化硅羰基铁粉、热塑性树脂、第二表面改性剂和润滑剂为原料，将各原料组分混合后经混炼造粒、注塑成型制得所述热塑磁性复合材料。
优选地，所述第一表面改性剂和第二表面改性剂为硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；
所述醇类溶剂为乙醇；和/或
所述硅源前驱体为正硅酸乙酯。
优选地，所述第一表面改性剂的质量为所述羰基铁粉质量的3-4wt％；
所述醇类溶剂的质量为所述羰基铁粉质量的10-15wt％；
所述硅源前驱体的质量为所述羰基铁粉质量的1-5wt％；和/或
所述氨水的质量为所述硅源前驱体质量的40-50wt％。
优选地，所述热塑性树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯醚、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、热塑性弹性聚氨酯、硫化橡胶、合成橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物等中的一种或多种；优选为聚丙烯；和/或
所述润滑剂为三油酸甘油酯。
优选地，所述热塑性树脂的质量为包覆二氧化硅羰基铁粉、热塑性树脂、第二表面改性剂和润滑剂四者总质量的5-10wt％。
优选地，所述润滑剂的质量为包覆二氧化硅羰基铁粉、热塑性树脂、第二表面改性剂和润滑剂四者总质量的1-5wt％，优选为1-3wt％。
优选地，所述制备方法包括如下步骤：
(1)制备包覆二氧化硅羰基铁粉：将羰基铁粉、第一表面改性剂、醇类溶剂和水混合，再加入氨水和硅源前躯体进行反应，得到包覆二氧化硅羰基铁粉；
(2)混炼造粒：将包覆二氧化硅羰基铁粉、热塑性树脂、第二表面改性剂和润滑剂进行混炼造粒，得到复合粒料；
(3)注塑成型：将复合粒料注塑成型，得到所述羰基铁/树脂复合材料。
优选地，在步骤(2)中，将包覆二氧化硅羰基铁粉、热塑性树脂、第二表面改性剂和润滑剂加入双螺杆挤出机中在130-230℃下混炼挤出，然后切割造粒，得到所述复合粒料。
优选地，在步骤(3)中，所述注塑成型在180-230℃下进行，注塑压力为100-130MPa，模具温度为70-130℃。
本发明还提供了一种热塑磁性复合材料，采用本发明提供的所述制备方法制得。
有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
本发明提供的制备方法对羰基铁粉进行二氧化硅包覆，二氧化硅为化学惰性材料，抗氧化性好，成本较低，在羰基铁粉的表面包覆二氧化硅薄膜，可以提高羰基铁粉的抗氧化性能。此外，采用包覆二氧化硅羰基铁粉制备的电磁复合材料的介电常数和介电损耗均有所降低，使得复合材料的阻抗匹配较好，从而提高电磁性能。
本发明通过对第一表面改性剂、醇类溶剂、硅源前驱体、氨水、热塑性树脂、润滑剂的可选材料和/或组分进行了优化，研发出了一种效率较高、成本较低、可以大批量生成的制备工艺。
本发明首先采用化学法包覆羰基铁粉，通过热塑树脂与粉体混炼造粒，运用注塑工艺成型羰基铁/树脂电磁复合材料，其在1.0-3.9GHz频段范围内具有较高的磁导率，可广泛应用于移动通讯、广播电视等各领域电子设备中。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种在1.0-3.9GHz频段具有低介电常数和低介电损耗的羰基铁/树脂复合材料的制备方法，所述制备方法以羰基铁粉、第一表面改性剂、醇类溶剂、水、氨水和硅源前躯体反应制得包覆二氧化硅羰基铁粉，然后以包覆二氧化硅羰基铁粉、热塑性树脂、第二表面改性剂和润滑剂为原料，将各原料组分混合后经混炼造粒、注塑成型制得所述羰基铁/树脂复合材料。
本发明提供的制备方法对羰基铁粉进行二氧化硅包覆，二氧化硅为化学惰性材料，抗氧化性好，成本较低，在羰基铁粉的表面包覆二氧化硅薄膜，可以提高羰基铁粉的抗氧化性能。此外，采用包覆二氧化硅羰基铁粉制备的电磁复合材料的介电常数和介电损耗均有所降低，使得复合材料的阻抗匹配较好，从而提高电磁性能。
在一些优选的实施方式中，所第一述表面改性剂和第二表面改性剂为硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，又名KH560或KH-560。所述第一表面改性剂的质量优选为所述羰基铁粉质量的3-4wt％，可以为该范围内的任意数值，例如，可以为3wt％、3.1wt％、3.2wt％、3.3wt％、3.4wt％、3.5wt％、3.6wt％、3.7wt％、3.8wt％、3.9wt％、4wt％。使用KH560对羰基铁粉进行表面改性有利于与二氧化硅薄膜的复合，提高界面结合力。发明人在研究过程中发现表面改性剂(例如，优选的KH560)的用量只要达到羰基铁粉质量的3-4wt％即可获得显著的效果，基于成本考虑，本发明提供的制备方法在对羰基铁粉进行表面改性处理时可以将表第一面改性剂(例如，优选的KH560)的用量限定在所用羰基铁粉质量的3-4wt％。
除了对第一表面改性剂和第二表面改性剂的可选材料及其用量进行了优化外，本发明还对制备组分中的醇类溶剂、硅源前驱体、氨水、热塑性树脂、润滑剂的可选材料和/或组分进行了优化，从而研发出了一种效率较高、成本较低、可以大批量生成的制备工艺。以下是各项内容优化后的技术方案：
在一些优选的实施方式中，所述醇类溶剂为乙醇，其质量为所述羰基铁粉质量的10-15wt％，可以为该范围内的任意数值，例如，可以为10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％。
在一些优选的实施方式中，所述硅源前驱体为正硅酸乙酯(TEOS)，其质量为所述羰基铁粉质量的1-5wt％，可以为该范围内的任意数值，例如，可以为1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％。
在一些优选的实施方式中，所述氨水的质量为所述硅源前驱体质量的40-50wt％，可以为该范围内的任意数值，例如，可以为40wt％、41wt％、42wt％、43wt％、44wt％、45wt％、46wt％、47wt％、48wt％、49wt％、50wt％。
在一些优选的实施方式中，所述热塑性树脂为聚乙烯(可以为高密度聚乙烯，也可以为低密度聚乙烯)、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯醚、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、热塑性弹性聚氨酯、硫化橡胶、合成橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物等中的一种或多种，更优选为聚丙烯。所述热塑性树脂的质量为包覆二氧化硅羰基铁粉、热塑性树脂和润滑剂四者总质量的7-10wt％，可以为该范围内的任意数值，例如，可以为7wt％、8wt％、9wt％、10wt％。
在一些优选的实施方式中，所述润滑剂为三油酸甘油酯。所述润滑剂的质量为包覆二氧化硅羰基铁粉、热塑性树脂、第二表面改性剂和润滑剂四者总质量的1-5wt％，可以为该范围内的任意数值，例如，可以为1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％，优选为1-3wt％。
更为具体地，本发明提供的这一制备方法包括如下步骤：
(1)制备包覆二氧化硅羰基铁粉
将羰基铁粉、第一表面改性剂、醇类溶剂和水混合，再加入氨水和硅源前躯体进行反应，得到包覆二氧化硅羰基铁粉。更具体地，可以将羰基铁粉、第一表面改性剂、醇类溶剂和水混合，可以通过搅拌的方式实现上述各组分的混合。然后，分别以滴加的方式加入氨水和硅源前躯体(如正硅酸乙酯)至混合液中进行反应，在该步骤中，反应的时间可以控制在1-3小时。最后，反应结束后对获得的产物进行醇洗和干燥，得到包覆二氧化硅羰基铁粉。所述第一表面改性剂优选为硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，其质量优选为所述羰基铁粉质量的3-4wt％。除了对第一表面改性剂的可选材料及其用量进行了优化外，本发明还对制备组分中的醇类溶剂、硅源前驱体、氨水、热塑性树脂、润滑剂的可选材料和/或组分进行了优化，从而研发出了一种效率较高、成本较低、可以大批量生成的制备工艺。以下是各项内容优化后的技术方案：所述醇类溶剂可以为乙醇，其质量为所述羰基铁粉质量的10-15wt％。所述硅源前驱体可以为正硅酸乙酯，其质量为所述羰基铁粉质量的1-5wt％。所述氨水的质量优选为所述硅源前驱体质量的40-50wt％。
需要说明的是，本发明所用的氨水为市售的25％氨水，NH3含量在25-28wt％，密度在0.90-0.91g/cm3。
(2)混炼造粒
将包覆二氧化硅羰基铁粉、热塑性树脂、第二表面改性剂和润滑剂进行混炼造粒，得到复合粒料。更为具体的操作可以为：将包覆二氧化硅羰基铁粉、热塑性树脂、第二表面改性剂和润滑剂加入双螺杆挤出机中在130-230℃(可以为该范围内的任意数值，例如，可以为130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃)下混炼挤出，然后切割造粒，得到所述复合粒料。
在该步骤中，所述热塑性树脂可以为聚乙烯(可以为高密度聚乙烯，也可以为低密度聚乙烯)、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯醚、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、热塑性弹性聚氨酯、硫化橡胶、合成橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物等中的一种或多种，更优选为聚丙烯。所述热塑性树脂的质量优选为包覆二氧化硅羰基铁粉、热塑性树脂、第二表面改性剂和润滑剂四者总质量的5-10wt％。热塑性树脂的占比过高影响复合材料电磁性能；占比过少则导致难以均匀粘结，导致无法成型，工艺差。
所述润滑剂优选为三油酸甘油酯，其质量优选为包覆二氧化硅羰基铁粉、热塑性树脂、第二表面改性剂和润滑剂四者总质量的1-5wt％。
所述第二表面改性剂优选为硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，其质量优选为包覆二氧化硅羰基铁粉、热塑性树脂、第二表面改性剂和润滑剂四者总质量的2-3wt％。
(3)注塑成型
将复合粒料注塑成型，得到所述羰基铁/树脂复合材料。在一些优选的实施方式中，所述注塑成型在180-230℃(可以为该范围内的任意数值，例如，可以为180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃)下进行，注塑压力为100-130MPa，可以为该范围内的任意数值，例如，可以为100MPa、105MPa、110MPa、115MPa、120MPa、125MPa、130MPa，模具温度为70-130℃，可以为该范围内的任意数值，例如，可以为70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃。
本发明在第二方面提供了一种在1.0-3.9GHz频段具有低介电常数和低介电损耗的羰基铁/树脂复合材料，这一复合材料采用本发明提供的制备方法制得，具有较低的介电常数和介电损耗，阻抗匹配较好。
以下是本发明列举的实施例。
实施例1
直接采用羰基铁粉与热塑性树脂复合制备羰基铁/树脂复合材料，未对羰基铁进行二氧化硅包覆。
具体的制备方法包括如下步骤：
S1、称取6.8kg羰基铁粉、1.2kg LDPE(Low Density Polyethylene低密度聚乙烯)、0.21kg KH560、0.12kg三油酸甘油酯加入双螺杆挤出机中，设置加热区温度分别为105℃、110℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、130℃、130℃、125℃，螺杆转速300rpm，混炼造粒三次，得到羰基铁/树脂母粒。
S2、将得到的羰基铁/树脂母粒加入注塑机中，螺杆温区设置分别为130℃、135℃、140℃、150℃、155℃、145℃，注塑压力113MPa，模具温度为75℃，最终注塑成型得羰基铁/LDPE复合材料。
实施例2
本实施例先对羰基铁粉进行二氧化硅表面包覆，然后与热塑性树脂复合制备羰基铁/树脂复合材料。
具体制备方法包括如下步骤：
S1、称取10kg羰基铁粉与300mL KH560、1500mL乙醇、400mL去离子水搅拌混合，随后分别滴加氨水(市售25％氨水，NH3含量在25-28wt％，密度在0.90-0.91g/cm3)60mL、TEOS(正硅酸乙酯)120mL至混合液中，反应6h，最后醇洗、干燥后得包覆SiO2羰基铁粉。
S2、称取9.1kg包覆SiO2羰基铁粉、1.0kg HDPE(High Density Polyethylene，高密度聚乙烯)、0.27kg KH560、0.15kg三油酸甘油酯加入双螺杆挤出机中，设置加热区温度分别为160℃、160℃、165℃、175℃、185℃、200℃、205℃、195℃、195℃、195℃，螺杆转速350rpm，混炼造粒三次，得到羰基铁/树脂母粒。
S3、将羰基铁/树脂母粒加入注塑机中，螺杆温区设置分别为180℃、185℃、200℃、205℃、210℃、210℃，注塑压力113MPa，模具温度为105℃，最终注塑成型得羰基铁/HDPE复合材料。
实施例3
本实施例先对羰基铁粉进行二氧化硅表面包覆，然后与热塑性树脂复合制备羰基铁/树脂复合材料。
具体制备方法包括如下步骤：
S1、称取10kg羰基铁粉与300mL KH560、1500mL乙醇、400mL去离子水搅拌混合，随后分别滴加氨水(市售25％氨水，NH3含量在25-28wt％，密度在0.90-0.91g/cm3)60mL、TEOS(正硅酸乙酯)120mL至混合液中，反应6h，最后醇洗、干燥后得包覆SiO2羰基铁粉。
S2、称取8.7kg包覆SiO2羰基铁粉、0.5kg HDPE(High Density Polyethylene，高密度聚乙烯)、0.26kg KH560、0.13kg三油酸甘油酯加入双螺杆挤出机中，设置加热区温度分别为160℃、160℃、165℃、175℃、185℃、200℃、205℃、205℃、200℃、200℃，螺杆转速400rpm，混炼造粒三次，得到羰基铁/树脂母粒。
S3、将羰基铁/树脂母粒加入注塑机中，螺杆温区设置分别为180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃，注塑压力113MPa，模具温度为130℃，最终注塑成型得羰基铁/HDPE复合材料。
实施例4
本实施例先对羰基铁粉进行二氧化硅表面包覆，然后与热塑性树脂复合制备羰基铁/树脂复合材料。
具体制备方法包括如下步骤：
S1、称取10kg羰基铁粉与300mL KH560、1500mL乙醇、400mL去离子水搅拌混合，随后分别滴加氨水(市售25％氨水，NH3含量在25-28wt％，密度在0.90-0.91g/cm3)60mL、TEOS(正硅酸乙酯)120mL至混合液中，反应6h，最后醇洗、干燥后得包覆SiO2羰基铁粉。
S2、称取8.2kg包覆SiO2羰基铁粉、0.5kg PP(Polypropylene，聚丙烯)、0.24kgKH560、0.13kg三油酸甘油酯加入双螺杆挤出机中，设置加热区温度分别为180℃、180℃、185℃、195℃、195℃、210℃、215℃、205℃、200℃、200℃，螺杆转速400rpm，混炼造粒三次，得到羰基铁/树脂母粒。
S3、将羰基铁/树脂母粒加入注塑机中，螺杆温区设置分别为180℃、195℃、205℃、215℃、225℃、230℃，注塑压力113MPa，模具温度为130℃，最终注塑成型得羰基铁/PP复合材料。
表1记载了实施例1至4的制备工艺条件。
表1
注：此处指未进行二氧化硅包覆的羰基铁粉的质量。按照SJ20512-1995对实施例1至实施例4制得的羰基铁/树脂复合材料的电磁参数进行测试，测试结果列于表2中。
表2
注：ε’为相对复介电常数的实部；ε”为相对复介电常数的虚部；μ’为相对复磁导率的实部；μ”为相对复磁导率的虚部；tanσd为电损耗正切角；tanσm为磁损耗正切角。
从实施例1与实施例2至4的测试结果对比可看出，通过SiO2包覆处理后所得羰基铁/热塑树脂复合材料在1.0-3.9GHz具有较低的介电常数与介电损耗，使复合材料的介电性能和磁性能之间的差别缩小，复合材料的阻抗匹配较好。
从实施例2与实施例3的测试结果对比可看出，随着羰基铁粉添加量的提高，会提高复合材料介电常数、磁导率、磁损耗。
从实施例3与实施例4的测试结果对比可看出，采用PP(聚丙烯)作为热塑树脂粘结剂可更大程度地降低复合材料介电损耗。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种热塑磁性复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法以羰基铁粉、第一表面改性剂、醇类溶剂、水、氨水和硅源前躯体反应制得包覆二氧化硅羰基铁粉，然后以包覆二氧化硅羰基铁粉、热塑性树脂、第二表面改性剂和润滑剂为原料，将各原料组分混合后经混炼造粒、注塑成型制得所述热塑磁性复合材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一表面改性剂和第二表面改性剂为硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；
所述醇类溶剂为乙醇；和/或
所述硅源前驱体为正硅酸乙酯。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一表面改性剂的质量为所述羰基铁粉质量的3-4wt％；
所述醇类溶剂的质量为所述羰基铁粉质量的10-15wt％；
所述硅源前驱体的质量为所述羰基铁粉质量的1-5wt％；和/或
所述氨水的质量为所述硅源前驱体质量的40-50wt％。
4.根据权利要求1至3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述热塑性树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯醚、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、热塑性弹性聚氨酯、硫化橡胶、合成橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物等中的一种或多种；优选为聚丙烯；和/或
所述润滑剂为三油酸甘油酯。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述热塑性树脂的质量为包覆二氧化硅羰基铁粉、热塑性树脂、第二表面改性剂和润滑剂四者总质量的5-10wt％。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述润滑剂的质量为包覆二氧化硅羰基铁粉、热塑性树脂、第二表面改性剂和润滑剂四者总质量的1-5wt％，优选为1-3wt％。
7.根据权利要求1至6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)制备包覆二氧化硅羰基铁粉：将羰基铁粉、第一表面改性剂、醇类溶剂和水混合，再加入氨水和硅源前躯体进行反应，得到包覆二氧化硅羰基铁粉；
(2)混炼造粒：将包覆二氧化硅羰基铁粉、热塑性树脂、第二表面改性剂和润滑剂进行混炼造粒，得到复合粒料；
(3)注塑成型：将复合粒料注塑成型，得到所述羰基铁/树脂复合材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，将包覆二氧化硅羰基铁粉、热塑性树脂、第二表面改性剂和润滑剂加入双螺杆挤出机中在130-230℃下混炼挤出，然后切割造粒，得到所述复合粒料。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述注塑成型在180-230℃下进行，注塑压力为100-130MPa，模具温度为70-130℃。
10.一种热塑磁性复合材料，其特征在于，采用权利要求1至9任一项所述制备方法制得。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111825969A (zh) * 2020-08-18 2020-10-27 宁波高新区卓尔化工科技有限公司 Pc/abs合金
CN112374547A (zh) * 2020-11-13 2021-02-19 航天特种材料及工艺技术研究所 一种羰基铁粉复合吸波材料及其制备方法
CN113707403A (zh) * 2020-05-22 2021-11-26 上海太朔材料技术有限公司 一种磁性颗粒及其制造工艺
CN114082943A (zh) * 2021-11-23 2022-02-25 成都佳驰电子科技股份有限公司 一种无乙醇体系下二氧化硅包覆羰基铁粉的方法
CN114836002A (zh) * 2022-07-04 2022-08-02 金发科技股份有限公司 一种高韧高磁吸abs合金及其制备方法和应用
WO2023226134A1 (zh) * 2022-05-27 2023-11-30 广东汇齐新材料有限公司 一种聚氨酯用爽滑抗粘母粒及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1725388A (zh) * 2005-06-17 2006-01-25 同济大学 一种具有高抗氧化性的磁流变液用磁性颗粒及其制备方法
CN101740192A (zh) * 2009-12-24 2010-06-16 上海交通大学 热塑性磁流变弹性体复合材料及其制备方法
CN107778847A (zh) * 2016-08-30 2018-03-09 杭州千石科技有限公司 一体注射成型的电感用软磁性复合材料及其制备方法
CN108129758A (zh) * 2017-12-25 2018-06-08 山东非金属材料研究所 一种p波段行波抑制片材
CN109897256A (zh) * 2017-12-07 2019-06-18 洛阳尖端技术研究院 一种聚乙烯基吸波片材及其制备方法和应用
CN109940953A (zh) * 2017-12-21 2019-06-28 洛阳尖端技术研究院 双层复合吸波材料及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1725388A (zh) * 2005-06-17 2006-01-25 同济大学 一种具有高抗氧化性的磁流变液用磁性颗粒及其制备方法
CN101740192A (zh) * 2009-12-24 2010-06-16 上海交通大学 热塑性磁流变弹性体复合材料及其制备方法
CN107778847A (zh) * 2016-08-30 2018-03-09 杭州千石科技有限公司 一体注射成型的电感用软磁性复合材料及其制备方法
CN109897256A (zh) * 2017-12-07 2019-06-18 洛阳尖端技术研究院 一种聚乙烯基吸波片材及其制备方法和应用
CN109940953A (zh) * 2017-12-21 2019-06-28 洛阳尖端技术研究院 双层复合吸波材料及其制备方法
CN108129758A (zh) * 2017-12-25 2018-06-08 山东非金属材料研究所 一种p波段行波抑制片材

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HONGYU ET AL.: "《Electromagnetic property of SiO2-coated carbonyl iron polyimide composites as heat resistant microwave absorbing materials》", 《JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS》 *
P MAŁECKI ET AL.: "《Influence of carbonyl iron particle coating with silica on the properties of magnetorheological elastomers》", 《SMART MATERIALS AND STRUCTURES》 *
SONG QI ET AL.: "《A-An EPDM MVQ polymer blend based magnetorheological elastomer with good thermostability and mechanical performance》", 《SOFT MATTER》 *
李爱坤: "《SiO_2绝缘包覆制备高频低损耗铁基软磁复合材料》", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)，工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113707403A (zh) * 2020-05-22 2021-11-26 上海太朔材料技术有限公司 一种磁性颗粒及其制造工艺
CN111825969A (zh) * 2020-08-18 2020-10-27 宁波高新区卓尔化工科技有限公司 Pc/abs合金
CN111825969B (zh) * 2020-08-18 2022-07-29 浙江华杰材料科技有限公司 Pc/abs合金
CN112374547A (zh) * 2020-11-13 2021-02-19 航天特种材料及工艺技术研究所 一种羰基铁粉复合吸波材料及其制备方法
CN114082943A (zh) * 2021-11-23 2022-02-25 成都佳驰电子科技股份有限公司 一种无乙醇体系下二氧化硅包覆羰基铁粉的方法
CN114082943B (zh) * 2021-11-23 2024-01-05 成都佳驰电子科技股份有限公司 一种无乙醇体系下二氧化硅包覆羰基铁粉的方法
WO2023226134A1 (zh) * 2022-05-27 2023-11-30 广东汇齐新材料有限公司 一种聚氨酯用爽滑抗粘母粒及其制备方法
CN114836002A (zh) * 2022-07-04 2022-08-02 金发科技股份有限公司 一种高韧高磁吸abs合金及其制备方法和应用

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