CN117133521B - 一种柔性磁体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种柔性磁体及其制备方法,该柔性磁体包括95~97.8wt%表面改性钕铁硼磁粉、1~3.6wt%主粘结剂、0.4~2wt%辅助粘结剂、0.1~0.5wt%塑化剂和0.1~0.5wt%硫化剂;其中,主粘结剂为丁腈橡胶,辅助粘结剂为氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙橡胶、乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物中的至少一种。本发明采用丁腈橡胶作为主粘结剂,氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙橡胶或乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物作为辅助粘结剂,能够在表面改性钕铁硼磁粉的用量为95~97.8wt%的高填充量下,获得厚度小、柔韧性好、机械强度高且磁性能好的柔性磁体。
Description
技术领域
本发明属于稀土粘结磁体技术领域,特别地,涉及一种柔性磁体及其制备方法。
背景技术
稀土粘结磁体按成型方式可以分为模压磁体、注塑磁体、挤出磁体、压延磁体,前三种主要是刚性磁体,压延磁体则属于柔性磁体。柔性磁体形状自由度大,可制成薄壁、片状、细条等复杂的产品,尺寸精度高,表面光洁度好,容易加工,使用广泛。目前市面上绝大部分的柔性磁体是铁氧体橡胶磁,其最大磁能积只在1MGOe左右,由于磁性能低的限制,长期以来未能拓展其应用领域。随着新能源汽车、数码穿戴、办公自动化、环保家电等广大的应用领域的发展,需要开发磁性能高、强度高、具备柔软特性要求的柔性磁体。特别的,对于数码穿戴设备应用设计要求,需要开发厚度较小圆环状的柔性磁体。
CN109786098A公开了一种高填充比例的柔性橡胶钕铁硼磁体的制备方法,将表面改性后的钕铁硼磁粉与橡胶类粘结剂、辅料混合密炼后造粒,然后模压成型,最后裁切充磁得到成品。在粘结磁体四种成型方式中,模压磁体所含的粘结剂最少,密度和磁性能最高,该专利虽然通过模压成型来提高柔性磁体的磁性能,但是由于直接用颗粒料来压型,磁体内部的结合力差强度低,不能适用大部分的应用场景。
CN112563011 A公开了一种柔性钕铁硼磁体及其制备方法和应用,柔性钕铁硼磁体的制备方法包括如下步骤:对钕铁硼磁粉、橡胶和辅料进行混炼;将混炼好的物料破碎、压片,得到薄片;对薄片进行加热、磁场取向;压延、硫化、表面处理,得到柔性钕铁硼磁体。其磁粉填充比仅为85~95wt%,不能满足高性能所需高填充比要求,且其柔性度未知。
背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术,并不当然代表本领域的现有技术。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种柔性磁体及其制备方法。该柔性磁体包括95~97.8wt%表面改性钕铁硼磁粉、1~3.6wt%主粘结剂、0.4~2wt%辅助粘结剂、0.1~0.5wt%塑化剂和0.1~0.5wt%硫化剂;
其中,所述主粘结剂为丁腈橡胶,所述辅助粘结剂为氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的至少一种。
在本发明的一些实施例中,所述柔性磁体具有闭合形状。
在本发明的一些实施例中,所述闭合形状为圆环形。
在本发明的一些实施例中,所述柔性磁体的密度>5.6g/cm3,厚度<1mm,拉伸强度>2MPa。
在本发明的一些实施例中,所述表面改性钕铁硼磁粉通过选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和环氧树脂中的至少一种表面处理剂对钕铁硼磁粉进行表面改性而得,所述表面处理剂的用量为所述钕铁硼磁粉重量的0.2~0.8wt%。
在本发明的一些实施例中,所述塑化剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、对苯二甲酸二辛酯、己二酸二异辛酯、环氧大豆油中的至少一种,所述硫化剂为硫磺、二异丙苯过氧化氢、烷基酚醛树脂中的至少一种。
本发明提供的柔性磁体的制备方法,包括:
对钕铁硼磁粉进行表面处理,获得表面改性钕铁硼磁粉;
将所述表面改性钕铁硼磁粉与粘结剂、塑化剂和硫化剂进行混炼,获得混炼料;
对所述混炼料进行压延,获得毛坯片;
对所述毛坯片进行压力成型,获得成型体;以及
对所述成型体进行硫化,获得所述柔性磁体;
其中,所述粘结剂包括主粘结剂和辅助粘结剂,所述主粘结剂为丁腈橡胶,所述辅助粘结剂为氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的至少一种;
所述表面改性钕铁硼磁粉的用量为95~97.8wt%,所述主粘结剂的用量为1~3.6wt%,所述辅助粘结剂的用量为0.4~2wt%,所述塑化剂的用量为0.1~0.5wt%,所述硫化剂的用量为0.1~0.5wt%。
在本发明的一些实施例中,采用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和环氧树脂中的至少一种表面处理剂对所述钕铁硼磁粉进行表面处理;
其中,所述表面处理剂的用量为所述钕铁硼磁粉重量的0.2~0.8wt%。
在本发明的一些实施例中,所述塑化剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、对苯二甲酸二辛酯、己二酸二异辛酯、环氧大豆油中的至少一种,所述硫化剂为硫磺、二异丙苯过氧化氢、烷基酚醛树脂中的至少一种。
在本发明的一些实施例中,所述混炼的温度<70℃,混炼时间为10~30min。
在本发明的一些实施例中,所述混炼在室温下进行。
在本发明的一些实施例中,所述压力成型的成型压力>1t/cm2,成型时间为10~60s,成型温度为室温。
在本发明的一些实施例中,所述压延的辊距为0.5~1.2mm,辊速为50~100mm/s,压延温度为室温;
所述硫化的硫化温度为140~190℃,硫化时间为10~120min。
在本发明的一些实施例中,对所述毛坯片进行压力成型,获得成型体包括:
对所述毛坯片进行裁切,获得毛坯条;
将所述毛坯条放入具有闭合形状的模具中进行压力成型,获得所述成型体。
在本发明的一些实施例中,所述闭合形状为圆环形。
本发明采用丁腈橡胶作为主粘结剂,氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙橡胶或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物作为辅助粘结剂,能够在表面改性钕铁硼磁粉的用量为95~97.8wt%的高填充量下,获得厚度小、柔韧性好、机械强度高且磁性能好的柔性磁体。
本发明提供的制备方法,先对钕铁硼磁粉进行表面处理,然后再与粘结剂、塑化剂和硫化剂进行混炼,接着进行压延、压力成型及硫化,在复合粘结剂体系下,能够获得填充密度高、厚度小、柔韧性好、机械强度高且磁性能好的柔性磁体。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本公开的一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解,本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开,并不构成对本公开的不当限定。
图1为本发明一实施例提供的柔性磁体的制备工艺流程图。
图2为本发明一实施例对制得的圆环柔性磁体进行结合处和结合处对侧检测时的检测位置示意图。
图3和图4分别为图2中两个不同检测位置的扫描电镜图。
具体实施方式
在下文中,仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样,在不脱离本发明的精神或范围的情况下,可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此,附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
此外,除非另有限定,否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还将理解的是,术语,诸如在常用词典中限定的那些,应被解释为具有与其在相关技术和本发明的上下文中的含义一致的含义,并且将不以理想化或过于形式的含义来解释,除非在本文中明确地如此限定。
考虑到所讨论的测量和与特定量的测量相关的误差(即,测量***的限制),如这里所使用的“约”或“大约”包括所陈述的值,并且意指在如由本领域技术人员确定的特定值的偏差的可接受范围内。例如,“约”可以表示在一个或更多个标准偏差内,或在所陈述的值的±30%、±20%、±10%或±5%内。
以下结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明,以便能够更好地理解本发明的方案以及其各个方面的优点。然而,以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的,而不是对本发明的限制。
现有技术中通过制备颗粒料压缩成型方法获得的磁体即便有可能满足高密度和高柔韧性要求,却不能满足高强度、低厚度要求。发明人经研究发现,这主要是因为颗粒料之间结合力差且流动性不好,直接压型较难获得薄且高强度磁体。
图1示出了本发明一实施例提供的柔性磁体的制备方法,其包括以下S1~S5步骤。
S1:对钕铁硼磁粉进行表面处理,获得表面改性钕铁硼磁粉。
表面改性能够提升钕铁硼磁粉与粘结剂的粘结能力和相容性,有利于提升产品的力学性能和柔韧性。
可选地,采用选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和环氧树脂中的至少一种表面处理剂对所述钕铁硼磁粉进行表面处理。
可选地,表面处理剂的用量为钕铁硼磁粉重量的约0.2~0.8wt%。
S2:将表面改性钕铁硼磁粉与粘结剂、塑化剂和硫化剂进行混炼,获得混炼料。
本步骤中,所用的表面改性钕铁硼磁粉的用量为约95~97.8wt%,高填充量,因此制得的柔性磁体的磁性能好。
可选地,本步骤中,混炼的温度<70℃。发明人发现,混炼温度若高于70℃(例如现有技术中的约70~100℃),会使得磁粉容易氧化,从而降低磁性能,同时还会影响粘结剂体系与钕铁硼磁粉的相容性。优选地,本发明中混炼在室温下进行。可选地,混炼时间为约10~30min。
本发明中,粘结剂包括主粘结剂和辅助粘结剂。主粘结剂为丁腈橡胶,辅助粘结剂为氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的至少一种。二者复配,能有效改善后续压延时磁粉与粘结剂体系的相容性,且有利于压力成型后的成型体的尺寸与硫化后的最终产品的尺寸差异<0.05mm,保证尺寸的稳定性和密度的一致性。
可选地,塑化剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、对苯二甲酸二辛酯、己二酸二异辛酯、环氧大豆油中的至少一种。
可选地,硫化剂为硫磺、二异丙苯过氧化氢、烷基酚醛树脂中的至少一种。
本发明中,主粘结剂的用量为约1~3.6wt%,辅助粘结剂的用量为约0.4~2wt%,塑化剂的用量为约0.1~0.5wt%,硫化剂的用量为约0.1~0.5wt%。在上述用量下,有利于压力成型后的成型体的尺寸与硫化后的最终产品的尺寸差异<0.05mm,保证尺寸的稳定性和密度的一致性。
可选地,本步骤中采用密炼机进行混炼。
本步骤中,磁粉与粘结剂、塑化剂和硫化剂的混炼在较低温度下进行,还能提高效率及降低能耗。
S3:对混炼料进行压延,获得毛坯片。
可选地,压延的辊距为约0.5~1.2mm,辊速为约50~100mm/s,压延温度为室温。在室温下进行压延有利于防止磁粉的氧化,从而提高磁体的性能。
可选地,本步骤中采用开炼压延机进行压延。
S4:对毛坯片进行压力成型,获得成型体。
可选地,压力成型的成型压力>1t/cm2,成型时间为约10~60s,成型温度为室温。压力成型时,温度越高,效率越低,而且功耗高。
可选地,本步骤中采用成型压机进行压力成型。
发明人发现,现有技术中,制作柔性磁体的方法一般是先用压延的方法制备大张的片状磁体,然后用模具冲切出所需形状,但是边角料浪费较多,特别是对于大直径的环形产品。
本发明采用压延结合压力成型,可以避免浪费,更重要的是,避开了颗粒料直接压型带来的流动性和结合力问题,最终能获得高强度和低厚度的磁体。
可选地,当制备具有闭合形状的柔性磁体(例如圆环形磁体)时,压力成型时,可先对毛坯片进行裁切,裁切成合适尺寸的毛坯条,然后将毛坯条首尾相连的放入具有闭合形状的模具(例如圆环形模具)中,然后压力成型为成型体(例如圆环成型体)。
S5:对成型体进行硫化,获得柔性磁体。
可选地,硫化的硫化温度为约140~190℃,硫化时间为约10~120min。
可选地,本步骤中在烘箱中进行硫化。
本发明提供的制备方法,先对钕铁硼磁粉进行表面处理,然后再与粘结剂、塑化剂和硫化剂进行混炼,接着进行压延、压力成型及硫化,能够获得填充密度高、厚度小、柔韧性好、机械强度高且磁性能好的柔性磁体。
可选地,制得的柔性磁体的密度>5.6g/cm3,厚度<1mm,拉伸强度>2Mpa。
可选地,柔性磁体具有闭合形状。可选地,该闭合形状为圆环形。
对于这种具有闭合形状的柔性磁体,一般来说,其结合处与其他部分的结合都不是很好,因此在受力的情况下容易在结合部处断裂,从而会影响磁体后续的使用。本发明中制得的柔性磁体,结合处与结合处相对侧显微组织特征基本无差异,结合处在受力情况下不容易断裂。
下面参考具体实施例,对本发明进行说明。下述实施例和对比例中所取工艺条件数值均为示例性的,其可取数值范围如前述发明内容中所示,对于未特别注明的工艺参数,可参照常规技术进行。除特别指出,本发明提供的技术方案中所用试剂、仪器均可由常规渠道或市场购得。
下述实施例和对比例中,柔性磁体的性能检测方法如下:
1、密度:排水法。
2、厚度:沿圆周方向,平均测量8个点的厚度及厚度公差。
3、拉伸强度:根据GB/T 528-2009标准制备样品及测量性能。
4、柔韧性:将磁片条绕直径为10mm的圆柱一周,保持30秒后观察样品片的表面,观测是否有裂纹。
5、磁性能:将压延获得的毛坯片采用与实施例或对比例相同的参数压力成型为直径为约10mm、高度为约10mm的圆柱(即除了所用的模具为圆柱体模具外,压力成型的压力、时间、温度均相同),然后与实施例或对比例进行相同的硫化,获得样品体。对样品体进行退磁曲线测试。
实施例1
本实施例制备一种圆环形柔性磁体,具体过程如下:
选取牌号为NdFeB-R-M-127/72A的钕铁硼磁粉,使用约0.2wt%硅烷偶联剂(相对于所用的钕铁硼磁粉的用量)进行表面处理,获得表面改性钕铁硼磁粉。
取约95wt%表面改性钕铁硼磁粉、约2.0wt%丁腈橡胶、约2.0wt%氯化聚乙烯、约0.5wt%邻苯二甲酸酯二辛酯、约0.5wt%硫磺,放入密炼机混炼(温度约50℃,时间约20min),获得混炼料。
将混炼料在开炼压延机上制成毛坯片(辊距约1.0mm,辊速约50m/s、室温)。
裁切毛坯片为磁片条(磁片条尺寸:约165.5mm*1.2mm*1.8mm),然后在室温下放入成型压机中压制圆环成型体,圆环模具尺寸:外径约54mm,内径约46mm,成型压力约1.5t/cm2,成型时间约30s。
将圆环成型体放入烘箱中进行硫化获得圆环柔性磁体,硫化温度约160℃,硫化时间约30min。
检测柔性磁体的厚度、密度、拉伸强度、柔韧性和磁性能,厚度见表1,其余性能见表2。
采用扫描电镜检测柔性磁体结合处及与结合处相对侧,图2示出了检测位置,其中A为结合处,B为与结合处相对侧,图3和图4分别A、B两处的扫描电镜图。
实施例2
本实施例制备一种圆环形柔性磁体,具体过程如下:
选取牌号为NdFeB-R-M-127/72A的钕铁硼磁粉,使用约0.5wt%硅烷偶联剂(相对于所用的钕铁硼磁粉的用量)进行表面处理,获得表面改性钕铁硼磁粉。
取约97.8wt%表面改性钕铁硼磁粉、约1.0wt%丁腈橡胶、约1.0wt%氯磺化聚乙烯、约0.1wt%己二酸二异辛酯、约0.1wt%二异丙苯过氧化氢,放入密炼机混炼(温度约60℃,时间约10min),获得混炼料。
将混炼料在开炼压延机上制成毛坯片(辊距约1.2mm,辊速约80m/s、室温)。
裁切毛坯片为磁片条(磁片条尺寸:约165.5mm*1.4mm*1.8mm),然后在室温下放入成型压机中压制圆环成型体,圆环模具尺寸:外径约54mm,内径约46mm,成型压力2t/cm2,成型时间约30s。
将圆环成型体放入烘箱中进行硫化获得圆环柔性磁体,硫化温度约160℃,硫化时间约20min。
检测柔性磁体的厚度、密度、拉伸强度、柔韧性和磁性能,厚度见表1,其余性能见表2。
实施例3
本实施例制备一种圆环形柔性磁体,具体过程如下:
选取牌号为NdFeB-R-M-127/72A的钕铁硼磁粉,使用约0.7wt%钛酸酯偶联剂(相对于所用的钕铁硼磁粉的用量)进行表面处理,获得表面改性钕铁硼磁粉。
取约96wt%表面改性钕铁硼磁粉、约2.1wt%丁腈橡胶、约1.3wt%三元乙丙橡胶、约0.3wt%对苯二甲酸二辛酯、约0.3wt%烷基酚醛树脂,放入密炼机混炼(温度约55℃,时间约15min),获得混炼料。
将混炼料在开炼压延机上制成毛坯片(辊距约0.8mm,辊速约60m/s、室温)。
裁切毛坯片为磁片条(磁片条尺寸:约165.5mm*1.0mm*1.8mm),然后在室温下放入成型压机中压制圆环成型体,圆环模具尺寸:外径约54mm,内径约46mm,成型压力约3t/cm2,成型时间约60s。
将圆环成型体放入烘箱中进行硫化获得圆环柔性磁体,硫化温度约190℃,硫化时间约10min。
检测柔性磁体的厚度、密度、拉伸强度、柔韧性和磁性能,厚度见表1,其余性能见表2。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于,所用的钕铁硼磁粉为牌号NdFeB-R-M-103/64A的粘结钕铁硼磁粉。
检测柔性磁体的厚度、密度、拉伸强度、柔韧性和磁性能,厚度见表1,其余性能见表2。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于,混炼时的温度为80℃。
检测柔性磁体的厚度、密度、拉伸强度、柔韧性和磁性能,厚度见表1,其余性能见表2。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于,不使用丁腈橡胶,仅使用氯化聚乙烯作为粘结剂。氯化聚乙烯的用量为约4.0wt%。
检测柔性磁体的厚度、密度、拉伸强度、柔韧性和磁性能,厚度见表1,其余性能见表2。
对比例4
本对比例与实施例1的区别在于,不使用氯化聚乙烯,仅使用丁腈橡胶作为粘结剂。丁腈橡胶的用量为约4.0wt%。
检测柔性磁体的厚度、密度、拉伸强度、柔韧性和磁性能,厚度见表1,其余性能见表2。
对比例5
本对比例与实施例1的区别在于,钕铁硼磁粉不进行表面处理。
检测柔性磁体的厚度、密度、拉伸强度、柔韧性和磁性能,厚度见表1,其余性能见表2。
对比例6
本对比例与实施例1的区别在于,使用的表面改性钕铁硼磁粉为约92.5wt%,丁腈橡胶为约4.0wt%、约2.5wt%氯化聚乙烯。
检测柔性磁体的厚度、密度、拉伸强度、柔韧性和磁性能,厚度见表1,其余性能见表2。
表1
注:1. 外径差绝对值为圆环柔性磁体的外径与圆环成型体的外径的差值的绝对值,内径差绝对值为圆环柔性磁体的内径与圆环成型体的内径的差值的绝对值。
2. 厚度差=圆环柔性磁体的厚度-圆环成型体的厚度,厚度差绝对值的平均值为8点处的厚度差的绝对值的平均值。
3. 厚度极差值为8点处的厚度差的绝对值的最大值与最小值的差。
表2
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从图3和图4可知,本发明制得的柔性磁体结合处与非结合处无明显差异。
从表1可知,本实施例提供的制备方法,在本发明的复配粘结剂体系下,压力成型制得的成型体与硫化后获得的柔性磁体之间的内、外径和厚度几乎没有变化,外径差绝对值、内径差绝对值和8点处的厚度差绝对值的平均值小于0.05mm,且极差值也小。而对比例4和对比例6中压力成型制得的成型体与硫化后获得的柔性磁体之间的厚度差绝对值的平均值、内径差绝对值和外径差绝对值大于0.05mm,是因为仅使用单一的丁腈橡胶作为粘结剂,或粘结剂用量过多,从而导致磁体硫化前后尺寸变化增大。
从表2可知,对比例4使用单一的丁腈橡胶作为粘结剂,磁粉与粘结剂相容性较差导致密度低强度低。对比例3使用单一的氯化聚乙烯作为粘结剂,其是常用的橡胶磁粘接剂,粘结效果好,尺寸差异变化小,但其与磁粉的结合力较差,导致充磁后变形。对比例6中粘结剂体系用量太多,虽对强度有利,但得到的磁体密度低,而且由于磁粉的填充量少,磁性能低。此外,高温混炼(>70℃)或者磁粉没有经过表面处理时,磁粉容易氧化,导致磁性能降低。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种柔性磁体的制备方法,其特征在于,包括:
对钕铁硼磁粉进行表面处理,获得表面改性钕铁硼磁粉;
将所述表面改性钕铁硼磁粉与粘结剂、塑化剂和硫化剂进行混炼,获得混炼料;其中所述混炼的温度<70℃;
对所述混炼料进行压延,获得毛坯片;其中所述压延的压延温度为室温;
对所述毛坯片进行压力成型,获得成型体;其中所述压力成型的成型温度为室温;以及
对所述成型体进行硫化,获得所述柔性磁体;
其中,所述粘结剂包括主粘结剂和辅助粘结剂,所述主粘结剂为丁腈橡胶,所述辅助粘结剂为氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙橡胶中的至少一种;
所述表面改性钕铁硼磁粉的用量为95~97.8wt%,所述主粘结剂的用量为1~3.6wt%,所述辅助粘结剂的用量为1~2wt%,所述塑化剂的用量为0.1~0.5wt%,所述硫化剂的用量为0.1~0.5wt%;
所述柔性磁体的密度>5.6g/cm3,厚度<1mm,拉伸强度>2MPa。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,采用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和环氧树脂中的至少一种表面处理剂对所述钕铁硼磁粉进行表面处理;
其中,所述表面处理剂的用量为所述钕铁硼磁粉重量的0.2~0.8wt%。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述塑化剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、对苯二甲酸二辛酯、己二酸二异辛酯、环氧大豆油中的至少一种,所述硫化剂为硫磺、二异丙苯过氧化氢、烷基酚醛树脂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,混炼时间为10~30min。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述混炼在室温下进行。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述压力成型的成型压力>1t/cm2,成型时间为10~60s。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述压延的辊距为0.5~1.2mm,辊速为50~100mm/s;
所述硫化的硫化温度为140~190℃,硫化时间为10~120min。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,对所述毛坯片进行压力成型,获得成型体包括:
对所述毛坯片进行裁切,获得毛坯条;
将所述毛坯条放入具有闭合形状的模具中进行压力成型,获得所述成型体;
所述闭合形状为圆环形。
9.一种柔性磁体,其特征在于,通过权利要求1~8中任一所述的制备方法制得。
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CN1624824A (zh) * | 2004-11-11 | 2005-06-08 | 广州金南磁塑有限公司 | 一种柔性粘结钕铁硼磁体及其制造方法 |
CN101477866A (zh) * | 2008-09-19 | 2009-07-08 | 广州金南磁塑有限公司 | 一种各向异性柔性粘结钕铁硼磁体及其制造方法 |
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CN101783219A (zh) * | 2009-01-21 | 2010-07-21 | 北京中科三环高技术股份有限公司 | 柔性粘结稀土永磁体及其制造方法 |
CN109786098A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-05-21 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种高填充比例的柔性橡胶钕铁硼磁体的制备方法 |
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