[发明专利]一种柔性钕铁硼橡胶磁复合材料的制备方法

说明书

一种柔性钕铁硼橡胶磁复合材料的制备方法，属于功能高分子复合材料制备技术领域。以快淬钕铁硼磁粉为原料，经保护性球磨原位表面修饰，得到改性钕铁硼超细粉体；再将改性钕铁硼超细粉体、生胶和橡胶助剂混炼，得到混炼胶，再经热压硫化成型后脉冲充磁，得到柔性钕铁硼橡胶磁复合材料。采用本发明的制备方法可获得兼有良好磁特性与不错力学性能的橡胶磁材料，所得到橡胶磁在保持良好橡胶力学性能的前提下磁粉填充率可至90%，几乎无磁粉脱粉现象，适合作为微特电机、驱动马达、超强磁吸使用。

技术领域

本发明属于功能高分子复合材料制备技术领域。

背景技术

柔性钕铁硼橡胶磁作为粘结磁体中重要的分支，成为烧结钕铁硼永磁体的补充，构成了钕铁硼系高性能永磁材料产品体系，在电机、驱动器与强力磁铁等领域应用广泛。

在制造高品质柔性钕铁硼橡胶磁中，目前存在的技术瓶颈在于：1）如提升橡胶磁磁性能，需要增加磁粉填充率；而磁粉填充率增加，势必导致橡胶力学性能下降；2）钕铁硼磁粉与橡胶有机基体之间的相容性问题，易造成磁粉中橡胶中脱粉，导致橡胶磁使用过程中带来器件性能损伤或不稳定性等。

钕铁硼磁粉在进一步破碎过程中磁特性尤其是最高磁能积会大幅度下降，利用快淬纳米晶化的方式所获得的钕铁硼纳米晶化磁粉是一种比较好的选择，对其破碎可至微米级磁粉，并保持良好磁特性。但是由于工艺的特殊性，在橡胶磁制造中将极大地提高磁材的制造成本。为此，如何基于普通甩带快淬钕铁硼磁粉制造高品质橡胶磁材料是降低橡胶磁制造成本，保持橡胶磁综合性能，实现其应用开拓的关键。

发明内容

本发明目的是提出一种能克服以上现有技术问题的柔性钕铁硼橡胶磁的制备方法。

本发明包括以下步骤：

1）以快淬钕铁硼磁粉为原料，经保护性球磨原位表面修饰，得到改性钕铁硼超细粉体；

2）将改性钕铁硼超细粉体、生胶和橡胶助剂混炼，得到混炼胶，再经热压硫化成型后脉冲充磁，得到柔性钕铁硼橡胶磁复合材料。

采用本发明的制备方法可获得兼有良好磁特性与不错力学性能的橡胶磁材料，所得到橡胶磁在保持良好橡胶力学性能的前提下磁粉填充率可至1000份（重量分数约90%），几乎无磁粉脱粉现象，适合作为微特电机、驱动马达、超强磁吸使用。

本发明方法思路新颖、独特、适用性强等特点，具体体现如下：

1、建立了钕铁硼快淬磁粉，保护性球磨原位表面改性，在实现磁粉细化的同时，保持磁粉磁特性，并实现了磁粉表面原位修饰，提高磁粉与橡胶基体的相容性。

2、实现了在保持橡胶磁良好的橡胶力学性能基础上，大大提高了磁粉填充率，达到了高填充率，保证了橡胶磁良好的永磁特性。

3、本发明所设计工艺简单，操作方便，合成稳定性强，具有极强的实用性与应用价值。

进一步地，本发明所述步骤1）中，先将快淬钕铁硼磁粉分散于无水乙醇中，然后再与环氧树脂和硅烷偶联剂混合，经球磨得到浆料；然后将浆料过滤，取得固相，经干燥，得改性钕铁硼超细粉体。

该具体操作原理是：在液相球磨过程中利用机械力实现钕铁硼磁粉颗粒破碎活化，并与乙醇分散介质中表面改性剂（环氧树脂）和高分子修饰剂（硅烷偶联剂）进行吸附、反应，形成表面修饰层；同时在此过程中，乙醇分散介质对于钕铁硼颗粒进行有效保护，避免其腐蚀。通过控制球磨工艺，控制钕铁硼细粉颗粒状态，获得颗粒细化、磁能积保持率高于90%的改性钕铁硼超细粉体，为后续工艺打下良好基础。