[发明专利]一种UV固化粘结磁体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于永磁材料技术领域，具体涉及一种磁体磁性能高、机械强度大、固化速度快、成本低、环保的UV固化粘结磁体及其制备方法。

背景技术

粘结磁体是磁性粉末与树脂、塑料或低熔点金属等粘结剂均匀混合，然后用模压、挤出或注射成型等方法制成的聚合物基复合永磁材料，是永磁材料中的一个重要分支。目前国内一般采用模压成型工艺制作粘结永磁磁体。用粘结工艺生产磁体的方法始于20世纪60年代后期，与最初铸造法和粉末冶金法(又称烧结法)生产的磁体相比有以下特点：

①可设计性强，可以根据应用需要进行磁性能和形状设计；

②尺寸精度高、形状自由度大，可一次精密成型复杂形状的磁体；

③磁体性能均匀、一致；

④机械性能好，具有很高的韧性，不易开裂和爆角等；

⑤可实现大规模自动化生产，经济效益高。

正是这些优点使得粘结磁体广泛应用于计算机、电子工业、汽车工业、办公自动化、家用电器等领域，成为高新技术产业的基础材料与器件。

通常情况下，粘结磁体的制备需要磁粉破碎、混胶、造粒、模压、固化、后序处理、喷漆等工序。在现有技术的生产过程中，固化温度一般都比较高，例如公开号为CN1734620A、公开日为2006年2月15日的中国发明专利，提供了一种硬盘驱动器及其制备方法，其中涉及硬盘驱动器磁体的成型：在常压及压力为12吨/厘米²的条件下压制成型，再在180~200℃下固化10~60分钟，制得一种硬盘驱动器磁体。又如申请号为CN200910201535.4、公开日为2010年5月19日、公布号为CN101710518A的中国发明，提供了一种粘结钕铁硼永磁体及其制造方法，其中生坯由压缩成型机形成，并在150~220℃下固化15~60分钟形成磁体。

但是，发明人研究发现，模压磁体在高温条件固化一段时间后，磁性能大大降低，这主要原因是高温、大气气氛引起磁粉氧化，特别是磁粉晶界处形成Nd₂O₃等软磁相，从而导致内禀矫顽力Hcj大幅度下降、剩磁Br降低。另一方面，传统粘结磁体固化方法采用加热法，存在固化速度慢、电力支出高、硬脂酸盐类润滑剂挥发污染等问题。

UV固化属于化学方法，它是UV引发化学反应的结果，与其他传统固化方法比较，UV固化具有许多独特的优势，主要表现在以下三方面：

(1)速度快

液态的材料最快可在0.05-0.1s的时间内固化，较之传统的最快也需几秒，常常多达数小时甚至几天才能固化的热固化工艺，无疑大大提高了生产率，节省了半成品堆放的空间，更能满足大规模自动化生产的要求。同时，UV固化产品的质量也较易得到保证。此外，由于是低温固化，因此UV固化可避免因热固化时的高温对各种热敏感基质（如塑料、纸张或其他电子产品等）可能造成的损伤，辐射固化工艺技术在某些领域已经是满足高水平标准的惟一选择。由于容易控制，因为降低了废品率，产品性能稳定，而且，UV固化产品的结构也较容易调整。

(2)费用低

UV固化仅需要用于激发光引发剂（或光敏剂）的辐射能（如中、高压汞灯的辐射），不像传统的热固化那样需要加热基质、材料、周围空间以及蒸发除去稀释用的水、有机溶剂的热量，从而可节省大量的能源。同时，由于UV固化材料固含量高，使得材料实际消耗量大幅度减少。此外UV固化设备投资相对较低，可节省一大笔固化设备的投资，减少厂房占地。

(3)污染少

传统的热固化法需向大气中排放大量稀释用的有机溶剂VOC（挥发性有机物）。以涂料为例，全世界每年消耗涂料2000多万吨，其中有机溶剂约占40%，就是说，每年有大约800多万吨溶剂进入大气。进入大气的有机物可以形成比二氧化碳更严重的温室效应，而且在阳光照射下可形成氧化物和光化学烟雾，从而造成环境污染和对操作工人身体健康的损害。UV固化基本不使用有机溶剂，其稀释用的活性单体也参与固化反应，基本上100%固含量，因此可减少因溶剂挥发所导致的环境污染以及可能产生的火灾或爆炸等事故。随着世界各国对生态环境保护的重视，对大气排放物进行了严格的立法限制，UV固化技术的重要性也愈显突出。美国、欧洲、日本等均将VOC的减少作为优先采用UV固化技术的重要原因之一。在我国，随着经济规模的迅速扩大及对环境保护的日益重视，作为环保型“绿色”工艺的UV固化材料的研究、开发个应用也已日益深入和普及。

发明内容