[发明专利]低频交变磁场屏蔽用有机硅复合磁性材料及其制备方法

说明书

本发明涉及低频交变磁场屏蔽用有机硅复合磁性材料及其制备方法。所述方法包括以下步骤：(1)称取原料，原料包括硅橡胶、软磁合金粉、碳纳米管、石墨烯、硅烷偶联剂和硫化剂；(2)任选地，部分软磁粉料预处理；(3)将所述原料进行混炼；(4)热挤出或热压成型及隧道硫化和二次硫化。本发明通过无机磁性粉料和有机高分子材料的特殊复合工艺，制成柔性的磁性复合材料，实现对200KHz以下低频干扰磁场的有效屏蔽。为信号传输过程中，线缆、线路的有效磁干扰防护提供一种可靠保证。同时所述有机硅复合磁性材料还具有良好导磁率、机械柔性和弹性，利于线缆的安装作业。

技术领域

本发明涉及低频交变磁场屏蔽用有机硅复合磁性材料及其制备方法，属于功能高分子复合材料技术领域。

背景技术

电子设备和信号线缆、线路对交变磁场干扰的屏蔽是设备可靠运行中的重要考虑因素。对于交变磁场，当频率低的时候，小于100kHz，磁场的屏蔽情况与静态磁场相似，是较难屏蔽的。利用高磁导率材料吸收损耗大的特点来屏蔽低频磁场是一个常用的磁场屏蔽法，同时材料越厚对抵抗过强磁场造成的磁饱和越有利，所以获得效果良好的磁屏蔽方案，选用产品一般都比较笨重。

但传统常用的软磁合金管材成形不易，且不能弯曲，这对于需要保护的信号线缆、线路，安装作业难度极大，而且冲击、震动后磁性能也会下降。

因此现有技术还有待改进。

发明内容

本发明针对目前存在的技术问题，提供了低频(200KHz以下)交变磁场屏蔽用有机硅复合磁性材料及其制备方法。本发明通过采用铁镍钼磁粉、铁硅磁粉、铁硅铝磁粉、铁硅铬磁粉及非晶、纳米晶磁粉等软磁合金粉末填料，通过同有机硅材料混合、硫化，得到良好机械强度和柔性的复合磁性材料。通过不同添加比例，该复合材料可以综合各软磁粉料的不同特点，优化饱和磁通密度、导磁率及磁损耗等指标，获取不同应用场景下的使用需求。通过复合材料的成形技术，克服了高性能磁性粉料质地脆，不易加工的缺点。尤其是利用片状粉料、纳米粉料等高结构表面特性，得到良好磁屏蔽效果的柔性产品。有效解决了实际应用时的便于安装的要求。

本发明的制备方法可制成多种形状的产品，例如管材、带材及特殊定制要求结构，最好地满足实际装配需求。并且很好地实现对低频(200kHz以下)辐射干扰磁场的有效屏蔽。

本发明是通过下述技术方案实现的：

低频交变磁场屏蔽用有机硅复合磁性材料的制备方法，其特征在于：

(1)称取原料，所述原料包括如下重量份的组分：硅橡胶基体100份，碳纳米管0～5份，石墨烯0～5份，硅烷偶联剂2-10份，硫化剂1-10份，和选自片状或/和粒径为50μm～500μm的软磁粉料100～300份、500～1000目磁性粉料100～300份和粒径为20～100nm的纳米磁性粉料50～200份中的至少两种；

(2)任选地，将片状或/和粒径为50μm～500μm的软磁粉料、和/或500～1000目磁性粉料、和/或粒径为20～100nm的纳米磁性粉料，置于氮气保护气氛炉或真空热处理炉中，进行退火处理:温度500～800℃时,保温60～200min，随炉冷却至100℃以下出炉；

(3)将步骤(2)进行退火处理所得产物和除步骤(2)中进行退火处理的组分以外的其余原料组分按照步骤(1)中的重量份置于混炼机中进行混炼，得到混炼胶；

(4)对所述混炼胶进行成型和硫化，制得所述有机硅复合磁性材料。

进一步地，步骤(1)中，所述硅橡胶基体为甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶和氟硅橡胶中的至少一种。

进一步地，步骤(1)中，所述硫化剂包括过2,4-二氯过氧苯甲酰、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷和Pt催化剂中的至少一种。