一種高性能磁性橡膠及其制備方法技術

一種高性能磁性橡膠，其特征在于它是由橡膠、偶聯劑、加工助劑、鐵氧體永磁和合金類永磁復合而成，其中鐵氧體永磁為鍶鐵氧體ＳｒＯ·６Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］和鋇鐵氧體ＢａＯ·６Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］，合金類永磁為ＮｄＦｅＢ系永磁、ＮｄＦｅＢ稀土鐵系化合物與ａ－Ｆｅ兩相納米復合的永磁體中的一種或幾種；橡膠是選自丁腈橡膠、天然橡膠、氯丁橡膠，氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯中的一種或幾種的并用體，也可以是上述材料的改性體，其磁性橡膠的質量百分比組成為：復合永磁粉的質量百分含量為９０％～９７％，橡膠的質量百分含量為２．０％～９．８％，加工助劑的質量百分含量為０．１％～０．５％，偶聯劑的質量百分含量為０．１％～０．５％，其中復合永磁粉中鐵氧體永磁占２０％～８０％，合金類永磁占１８％～７９％，環氧樹脂表面處理劑占１％～２％。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
，涉及一種應用在電子類產品及回轉類器件的高性能磁性橡膠材料及其制備方法。
技術介紹
隨著全球信息產業的飛速發展，在未來的十年內我國的IT產業將迅速崛起。計算機產業、汽車工業和消費類電子產品市場將對高性能磁性材料的需求呈現猛烈的增長。而現有的磁性材料不能滿足高、精、尖產品的需要。目前柔性釹鐵硼永磁材料的磁能積為40～80kJ/m3，鐵氧體柔性磁體的磁能積僅為15kJ/m3左右，兩類永磁材料之間的磁性能出現了“斷檔”；而燒結鐵氧體雖然磁性能在這個范圍內，但是因為是剛性的，其制品的厚度和可撓度都受到了限制，難以滿足高精尖產品在此磁性能范圍內的需要。
技術實現思路
本專利技術的目的就是針對上述已有技術存在的不足，提供幾乎無限多種機械、物理和磁性的組合，也可直接形成或加工成形狀復雜，薄壁型結構的部件，可采用粘貼或壓入等方法進行組合，簡單易行的一種新型的高性能磁性橡膠及其制備方法。本專利技術的目的是通過以下技術方案實現的。一種高性能磁性橡膠，其特征在于它是由橡膠、偶聯劑、加工助劑、鐵氧體永磁和合金類永磁復合而成，其中鐵氧體永磁為鍶鐵氧體SrO·6Fe2O3和鋇鐵氧體BaO·6Fe2O3，合金類永磁為NdFeB系永磁、NdFeB稀土鐵系化合物與a-Fe兩相納米復合的永磁體中的一種或幾種；橡膠是選自丁腈橡膠、天然橡膠、氯丁橡膠，氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯中的一種或幾種的并用體，也可以是上述材料的改性體，其磁性橡膠的質量百分比組成為復合永磁粉為90％～97％，橡膠為2.0％～9.8％，加工助劑為0.1％～0.5％，偶聯劑為0.1％～0.5％，其中復合永磁粉中鐵氧體永磁占20％～80％，合金類永磁占18％～79％，環氧樹脂表面處理劑占1％～2％。本專利技術的材料中其偶聯劑為改性聚丁二烯，它改善了填充物的表面性質，顯著增加了橡膠和填充物的結合強度和材料的抗拉強度，其質量百分含量為0.1％～0.5％。本專利技術的一種高性能磁性橡膠的制備方法，包括磁性原料的制粉、粉體包覆、混煉、壓延及后續熱處理過程，其特征在于制備過程為a.制粉過程為將鐵氧體永磁和合金類永磁制成粒度為0.035mm-0.45mm的粉體混合制成復合磁粉。b.包覆過程是用有機溶劑溶合均勻的環氧樹脂表面處理劑與復合磁粉在攪拌機中混合包覆后干燥將有機溶劑揮發。c.混煉過程為將包覆后的復合粉料按比例和橡膠、加工助劑和改性聚丁二烯送至開煉機或密煉機進行混煉均勻。d.壓延過程是把(c)中制好的混料送至壓延，調節壓延輥的間隙可以得到不同厚度的坯料。e.后續熱處理是將(d)中得到的坯料在烘箱中預熱3～5小時，溫度為40～60℃，再將坯料在160℃～240℃下進行熱處理，冷卻后再將切成符合尺寸要求的坯料在60℃～150℃下保溫一段時間，消除制品的內應力得到本專利技術的高性能磁性橡膠。本專利技術的方法，其特征在于混煉過程是將制好的復合粉料和橡膠在密煉機混煉的。本專利技術的高性能磁性橡膠既具有高的磁性能，其(BH)max可達15～55kJ/m3；又具有良好的可撓度，制品的延伸率為40％～150％。同時制品的最小厚度可達0.25mm，最大寬度可達2000mm，完全可以彌補現有永磁體材料的不足。本專利技術的新型撓性復合磁性橡膠的剩磁Br為0.26～0.70T，Hcb為18.3～66.84 kA/m，Hcj為23.8～90.1 kA/m，制品最大磁能積(BH)max為15～55kJ/m3。本專利技術一個顯著的特點是采用了偶聯劑改性聚丁二烯，它對磁性粉末進行了表面改性。這種改性聚丁二烯能夠顯著增強橡膠和磁性粉末的結合強度，大大增強了磁性橡膠的耐熱性和抗化學腐蝕性。因此本制品具有良好的可撓度，制品的延伸率為40～150％，并且可以在180℃高溫下工作。具體實施例方式下面結合實施例對本專利技術的進一步說明。一種高性能磁性橡膠，其特征在于它是由橡膠、偶聯劑、加工助劑、鐵氧體永磁和合金類永磁復合而成，其中鐵氧體永磁為鍶鐵氧體SrO·6Fe2O3和鋇鐵氧體BaO·6Fe2O3，合金類永磁為NdFeB系永磁、NdFeB稀土鐵系化合物與a-Fe兩相納米復合的永磁體永磁體中的一種或幾種；橡膠是選自丁腈橡膠、天然橡膠、氯丁橡膠，氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯中的一種或幾種的并用體，也可以是上述材料的改性體，其磁性橡膠的質量百分比組成為復合永磁粉的質量百分含量為90％～97％，橡膠的質量百分含量為2.0％～9.8％，加工助劑的質量百分含量為0.1％～0.5％，偶聯劑的質量百分含量為0.1％～0.5％，其中復合永磁粉中鐵氧體永磁占20％～80％，合金類永磁占18％～79％，環氧樹脂表面處理劑占1％～2％。本專利技術的新型高性能磁性橡膠的生產工藝如下(1)制粉工序根據不同的性能需求將鐵氧體永磁和合金類永磁混合，采用特殊的工藝將上述二種材料制成復合磁粉，粒度在0.035mm-0.45mm。(2)包覆工序按比例環氧樹脂類表面處理劑和有機溶劑均勻溶合，然后放入復合磁粉在攪拌機中混合，待均勻后將其送至真空容器中干燥，將有機溶劑揮發干凈。這樣的處理工序不但提高了磁粉的耐腐蝕性能而且增強了磁粉和橡膠的親和力。(3)混煉工序把(2)中制好的復合粉料按比例和橡膠、加工助劑和改性聚丁二烯送至開煉機進行混煉，將其混煉均勻；也可將(2)中制好的復合粉料和橡膠送至密煉機混煉，在一定的時間內和壓力下將其混煉均勻。(4)壓延工序把(3)中制好的混料送至壓延機壓延，調節壓延輥的間隙可以得到不同厚度的制品。對薄制品可以直接壓延成型，對厚制品可以采用薄制品熱合的方法進行生產；也可將得到的混料送至連軋機生產大面積的板材。采用輥徑為600mm以上，輥長為2500mm以上的改進型壓延機。(5)預熱工序將(4)中得到的坯料在烘箱中預熱3～5小時，溫度為40℃～60℃，以次來確保制品組織的均勻性，消除應力。(6)熱處理工序將(5)得到的坯料在160℃～240℃下進行熱處理，這可以使制品得到足夠的拉伸強度、硬度和延伸率。(7)切斷工序冷卻后按不同的尺寸要求將坯料切成制品。(8)后續熱處理工序將(7)切好的制品再在60℃～150℃下保溫一段時間，以消除制品的內應力，確保尺寸的穩定性。實施例1丁腈橡膠30克，氯丁橡膠70克，偶聯劑12克，加工助劑6克，鍶鐵氧體和NdFeB合金的復合粉末2500克，其中鍶鐵氧體為500克。將鍶鐵氧體永磁粉末和NdFeB合金的永磁粉末制成顆粒直徑為0.074mm的復合粉末，將25克環氧樹脂溶于1000克丙酮溶液中，然后和復合粉末攪拌均勻。然后將氯丁橡膠和丁腈橡膠投入開煉機進行混煉，溫度為45℃，10min后加入加工助劑，待混煉均勻后將改性聚丁二烯和復合粉末交替加入，再進行混煉15min后下輥。也可將上述各料一起投入密煉機混煉，混煉的溫度為50℃，上頂栓的壓力為5Mpa。然后將混煉的料進行壓延，坯料的厚度依據不同的要求可通過調節壓延輥的間隙而得到。預熱時間為4小時，預熱溫度為50℃，熱處理的時間為20min，溫度為210℃，保溫的溫度為100℃，時間為20min。得到本專利技術的磁性橡膠的質量組成為橡膠的質量百分含量為3.82％，復合粉的質量百分含量為95.49％，加工助劑的質量百分含量為0.23％，偶聯劑的質量百分含量為0.46％。測得的本專利技術的磁性橡膠性能Br為0.46-0本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：任先京，柴立民，陶振聲，王峰，李亞峰，
申請(專利權)人：北礦磁材科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：