[发明专利]环保无卤性铁氧体复合磁性材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种环保无卤性铁氧体复合磁性材料，属于磁性复合材料技术领域。

背景技术

随着电动汽车、磁悬浮列车、高性能电动机、发电机等技术的发展，使得高性能磁性产品的需求越来越大，对产品的特性要求也越来越高。不同于注塑和模压工艺生产的刚性粘结磁体，压延成型和挤出成型制备的柔性粘结永磁磁体以橡胶和塑料为粘结剂，采用橡胶加工工艺，具有生产效率高、产品自由度大、制品尺寸方便变更以及良好地柔性，较好的满足了微特电机向小型、超薄、高速、高精度和低噪音方向发展的要求，广泛的应用于家电、汽车、办公自动化等领域。

制备高性能柔性永磁磁体使用的粘合剂主要是聚氯乙烯（PVC）或者氯化聚乙烯（CPE）及其配合剂如增塑剂等。CPE或者PVC由于其合理的价格、良好的可加工型和良好的力学综合性能，目前乃至今后的一段时间之内仍然是粘结永磁材料的主要粘结剂。长时间以来，不使用CPE做可挠性良好的磁条几乎是不可能的。但是CPE或者PVC由于含有卤素，含卤素物资在废料处理时会产生致癌物资二噁英而受到限制，因此粘结磁体无卤化将是未来橡胶磁体的发展趋势。

目前制备无卤环保粘结磁体较为成熟和普遍的做法是采用NBR丁腈硫化工艺来生产环保的橡塑磁体。虽然NBR制造的磁性制品性能略高于以CPE为粘结剂的制品，但是用NBR丁腈硫化会产生硫化剂析出污染，及边角料无法回收的新问题，导致成本升高，而且工艺控制难度较大。

另外，也出现了一些不采用NBR材料的方法，其中一种方法采用高压低密度聚乙烯塑料制造粘结磁体，就是采用磁粉、聚乙烯、偶联剂和增塑剂等混合后进行混炼、破碎、分出、压延、成型得到粘结磁体。但是聚乙烯的成型温度比CPE还低，因此此种方法存在使用温度低的问题，限制了粘结磁体的使用范围。第二种制备柔性粘结NdFeB的方法，采用聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯，聚酰胺和聚酰亚胺为基材的热塑性弹性体为粘结剂，加入偶联剂、增塑剂和润滑剂等然后通过注射、压延和挤出工艺得到柔性粘结磁体。方法中磁粉填充在84.6-96.5wt%、压延磁体拉伸强度大于3MPa，在120℃保温3小时，磁通损失小于5%。但是由于所选用的粘结剂均为工程塑料，工程塑料制备的磁性材料在填充量（90wt%以上）较大时，难以兼顾高磁性能和高力学性能。第三种采用无卤粘结剂制造橡塑铁氧体挤出磁条和橡塑钕铁硼挤出磁条的方法，采用的粘结剂为橡胶（40-80wt%）和丙烯基弹性体(20-60wt%)混合物。其中丙烯基弹性体为丙烯-辛烯共聚物，丙烯基聚烯烃弹性体，而橡胶为天然橡胶、丁基橡胶、聚异丁烯橡胶或聚氨酯橡胶。其工艺路线是采用纳米级的铁氧体磁粉或者钕铁硼磁粉与粘结剂、在惰性气体保护气氛球磨机中形成混合包覆型颗粒，然后进行挤出和后续加工得到高性能挤出磁体。但是，在粘结铁氧体和粘结钕铁硼的制备工艺中，采用纳米级的磁粉制备磁体，由于10-200纳米铁氧体的颗粒远远小于1微米左右单畴颗粒尺寸，和钕铁硼颗粒在小于40微米以下磁性能急剧下降等原因，很难得到高性能粘结磁体。

发明内容

本发明为解决磁性复合材料技术中存在的污染环境、工艺控制难度较大、磁性能和力学性能较差的问题，进而提供了一种环保无卤性铁氧体复合磁性材料及其制造方法，本发明提供了如下的技术方案：

环保无卤性铁氧体复合磁性材料，包括：铁氧体磁粉和粘结剂；

所述铁氧体磁粉包括锶铁氧体磁粉或者钡铁氧体磁粉，所述锶铁氧体磁粉或者钡铁氧体磁粉在原料中的质量百分数为50-94%，所述锶铁氧体磁粉或者钡铁氧体磁粉的径厚比为1.0-4.0:1；

所述粘结剂包括丙烯基弹性体PBE、聚烯烃热塑性弹性体TPO、热塑性弹性体POE或丙烯酸橡胶中的至少一种。

本发明采用的粘结剂体系是无卤粘结剂，属于环境友好材料，不存在像CPE或者PVC那样的卤素引起的环境问题，并且也没有NBR硫化工艺产生的硫化析出污，粘结剂的边角料还可以回收利用，能够有效的降低生产成本；本发明提供的生产复合磁性材料的工艺比较简单、生产的复合磁性材料的磁性能和力学性能较好。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的具体实施方式提供了一种环保无卤性铁氧体复合磁性材料，包括：铁氧体磁粉和粘结剂；