專利名稱：一種高流動性鐵氧體-尼龍顆粒料及其制備方法
技術領域：
本發明屬于磁性材料領域，具體涉及一種可在較低的溫度下注射成型的高流動性鐵氧體-尼龍顆粒料及其制備方法。
背景技術：
鐵氧體永磁材料是目前世界上用量最大的一類永磁材料，按照成型工藝的不同，其可分為燒結鐵氧體與粘結鐵氧體。燒結鐵氧體的特點是磁性能高，因而占據了當前鐵氧體永磁的絕大部分市場，但是，這類磁體也存在不少缺點，如尺寸精度低、抗沖擊強度不 高、無法制造具有復雜形狀的磁體產品、多極充磁困難等，越來越難以滿足微電子技術發展的需要。與之相比，粘結鐵氧體成型工藝簡單，易于制造出尺寸精度高、無需二次加工的磁體產品，生產效率高、成本低，因而近年來市場擴張極快，顯示出良好的發展前景。粘結鐵氧體可以采用注塑、擠出或壓延的方法制備，其中注塑鐵氧體由于具有機械性能好、可制備復雜形狀多極取向充磁的磁體、可與其它部件整體注塑成型、易于大規模化生產等優點，廣泛應用于家用電器、汽車、通信設備、檢測儀表、計算機、辦公設備等領域。近年來，隨著中國工業自動化和信息現代化的飛速發展，注塑成型磁體作為電子工業和信息產業的一種重要的功能材料，具有廣闊的發展空間。當注塑成型工藝參數合理時，注塑鐵氧體的磁性能主要取決于鐵氧體顆粒料的性能，而鐵氧體顆粒料的性能又與磁粉本身的性質、磁粉填充量以及流動性密切相關。一般來講，為了提高注塑磁體的磁性能，必須增加鐵氧體顆粒料中的磁粉含量，但是，過高的磁粉填充量又會使磁粉/粘結劑混合物的粘度變大，流動性變差，最終使得注塑成型時磁體成型困難，而且即使能夠成型，也會因為磁粉顆粒取向程度不夠，導致磁性能偏低。為了使鐵氧體顆粒料在高磁粉填充的情況下具有較好的流動性，人們嘗試了很多辦法。如公開號為特開平9-106904A的日本發明專利所公布的技術，將粗磁粉與細磁粉按一定比例混合造粒，可以使鐵氧體顆粒料在高磁粉填充量的條件下，保持很好的流動性，但是該方法卻會致使注塑磁體的矯頑力降低，而且，在實際生產中，將粗磁粉與細磁粉進行分選及按比例混合，會極大地增加工藝的復雜性，降低生產效率；公開號為CN1645526A的中國發明專利公開了一種注塑鐵氧體永磁材料配方，采用有機外潤滑劑和無機內潤滑劑相互配合，以提高顆粒料的流動性，該配方雖然在一定程度上解決了尼龍12作為粘結劑使用上的問題，但是，由于注塑磁體成型溫度很高，配方中的有機潤滑劑會分解或氣化，無法達到所預期的流動性提高的效果，而且由于氣體的產生，還會導致磁體中出現氣孔，降低磁性能與力學性倉泛。

發明內容
針對現有鐵氧體-尼龍顆粒料由于磁粉填充量大而導致的熔融粘度大、流動性差、磁粉取向困難的缺點，本發明提供了一種高流動性的鐵氧體-尼龍顆粒料，并提供了一種所述鐵氧體-尼龍顆粒料的制備方法，使本發明得到的鐵氧體-尼龍顆粒料在高磁粉填充量的條件下，仍然具有極好的流動性，從而易于在較低的溫度下注射成型，并獲得高磁性能的注塑磁體產品。本發明的目的是通過以下技術方案得以實施的
一種高流動性鐵氧體-尼龍顆粒料，其原料配方按質量百分比計包括磁粉84 92%、尼龍7 15%、表面活性劑0 0. 1%、偶聯劑0 0. 4%、乳化劑0 0. 4%。發明人發現，加入適量表面活性劑，可以有效地消除磁粉微粒之間的團聚；加入偶聯劑改善磁粉與尼龍粘結劑的親和性，可以使磁粉與尼龍之間的結合更緊密；加入乳化劑改善膠磁熔融混合物的均勻性，則可以使磁粉在尼龍中的分布更為均勻。經過上述處理后 的磁粉，可以比較均勻的彌散分布在尼龍粘結劑中，且磁粉與尼龍結合緊密，磁粉-尼龍界面中的空隙較少，因此即便在高磁粉填充的條件下，所制備的鐵氧體-尼龍顆粒料仍然具有很高的流動性。作為優選方案，根據本發明所述的一種高流動性鐵氧體-尼龍顆粒料，其中，所述的原料還包括斷鏈劑0 0. 2%。加入少量斷鏈劑，使尼龍實現可控降解。這是因為，加入少量斷鏈劑后，可以使部分尼龍的分子鏈發生斷裂，從而使尼龍的粘度降低，提高顆粒料流動性。作為優選方案，根據本發明所述的一種高流動性鐵氧體-尼龍顆粒料，其中，所述的原料還包括按磁粉和尼龍總質量計的鐵氧體回料10 50%。摻入少量破碎后的注塑鐵氧體回料可以調節粒料的流動性。作為更優選方案，鐵氧體回料比例為鐵氧體和尼龍粘結劑混合物總質量的10-30%。這是因為，加入過多的回料，雖然會提高顆粒料的流動性，但是其注塑成型后的產品強度會有較大幅度的降低。 作為優選方案，根據本發明所述的一種高流動性鐵氧體-尼龍顆粒料，其中，所述的表面活性劑為硅酸鹽類表面活性劑(如水玻璃)、堿金屬鹽類無機表面活性劑(如焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉等)，或有機表面活性劑(如聚丙烯酰胺、甲基戊醇、十二烷基硫酸納等)。作為優選方案，根據本發明所述的一種高流動性鐵氧體-尼龍顆粒料，其中，所述的偶聯劑可為硅烷類偶聯劑(如KH550、KH560、KH792)或鈦酸酯類偶聯劑。作為優選方案，根據本發明所述的一種高流動性鐵氧體-尼龍顆粒料，其中，所述的乳化劑為油包水型乳化劑(如單硬脂酸甘油酯)。作為優選方案，根據本發明所述的一種高流動性鐵氧體-尼龍顆粒料，其中，所述的斷鏈劑為水、過氧化物、酸溶液、堿溶液或金屬鹽中的一種或者多種。本發明還提供了一種高流動性鐵氧體-尼龍顆粒料的制備方法，包括磁粉表面改性工序、膠磁混合工序和混煉造粒工序，其中在進行磁粉表面改性工序時，加入表面活性齊U、偶聯劑和乳化劑。本發明引入表面活性劑、偶聯劑、乳化劑及斷鏈劑，并調整工藝，使尼龍在混煉、造粒的過程中適當降解，而大幅度的增加流動性。加入表面活性劑消除磁粉顆粒的團聚；加入偶聯劑改善磁粉與尼龍粘結劑的親和性；加入乳化劑改善膠磁熔融混合物的均勻性；加入斷鏈劑可使尼龍實現可控降解。作為優選方案，根據本發明所述的一種鐵氧體注塑成型顆粒料的制備方法，其中，在所述的膠磁混合工序或混煉造粒工序中，加入斷鏈劑。加入斷鏈劑可使尼龍實現可控降解。這是因為，加入少量斷鏈劑后，可以使部分尼龍的分子鏈發生斷裂，從而使尼龍的粘度降低，提高顆粒料流動性。作為優選方案，根據本發明所述的一種鐵氧體注塑成型顆粒料的制備方法，其中，在所述的膠磁混合工序或混煉造粒工序中，摻入破碎后的注塑鐵氧體回料。發明人發現，在膠磁混合工序或混煉造粒工序中摻入少量破碎后的注塑鐵氧體回料后，所制備的顆粒料流動性會有較大幅度的提升，對于其機理，尚不是十分明確，本發明人進行如下推論即注塑鐵氧體回料中的部分尼龍在注塑過程中發生了熱裂解，分子量降低，粘度降低，因此加入后有利于提聞體系的流動性。本發明中，所述的鐵氧體回料為注塑成型后的磁體回料，即注塑鐵氧體回料，包括不合格的注塑產品及注塑時產生的料棒。另外，根據需要，可以添加硬脂酸鋅或硬脂酸鈣等公知的潤滑劑。 與現有技術相比，本發明具有以下優點
采用本發明配方和制備方法得到的鐵氧體-尼龍顆粒料具有磁粉填充量高、流動性好的優點，因此易于在較低的溫度及較小的磁場下，制備出磁性能高、一致性好的注塑磁體器件。
具體實施例方式下面結合實施例，更具體地說明本發明的內容。應當理解，本發明的實施并不局限于下面的實施例，對本發明所做的任何形式上的變通和/或改變都將落入本發明保護范圍。在本發明中，若非特指，所有的份、百分比均為重量單位，所有的設備和原料等均可從市場購得或是本行業常用的。下述實施例中的方法，如無特別說明，均為本領域的常規方法。實施例I :
一種高流動性鐵氧體-尼龍顆粒料，其原料配方按質量百分比計包括磁粉90%、尼龍6粉末9%、表面活性劑(苯磺酸鈉)0. 1%、偶聯劑(KH550硅烷偶聯劑)0. 4%、乳化劑(單硬脂酸甘油酯)0. 4%，硬脂酸鋅0. 1%，按下述方法制備
(1)磁粉表面改性將表面活性劑用水溶解，加入鐵氧體磁粉中并混合均勻，然后在80 100°C下烘干；將偶聯劑用乙醇溶解，加入上述經表面活性劑分散處理的鐵氧體磁粉中，混合均勻，80 100°C下烘干處理；將0. 5%的乳化劑加入上述經表面活性劑和偶聯劑處理的鐵氧體磁粉中，混合均勻；
(2)膠磁混合將尼龍加入經過上述表面改性工序處理的磁粉中，充分混合，
(3)混煉造粒將混合均勻的磁粉/尼龍混合物放入雙螺桿混煉擠出機中混煉、切粒獲得鐵氧體-尼龍注塑成型顆粒料。將顆粒料放入熔融指數測量儀中，測量顆粒料的熔體質量流動速率(MFR)，測試條件為270°C、負荷IOkg0將本實施例得到的鐵氧體-尼龍顆粒料樣品進行檢測，MFR為66g/10min。實施例2本實施例其他操作同實施例1，不同之處在于尼龍6的比例為15%，磁粉的比例為
84%。將本實施例得到的鐵氧體-尼龍顆粒料樣品進行檢測，MFR為82g/10min。實施例3
本實施例其他操作同實施例1，不同之處在于尼龍6的比例為7%，磁粉的比例為92wt%0將本實施例得到的鐵氧體-尼龍顆粒料樣品進行檢測，MFR為30g/10min。實施例4
本實施例其他操作同實施例1，不同之處在于加入0. 1%的斷鏈劑(濃度為85%醋酸溶液)，尼龍6的比例為8. 9%。將本實施例得到的鐵氧體-尼龍顆粒料樣品進行檢測，MFR為100g/10min。實施例5
本實施例其他操作同實施例1，不同之處在于加入0. 2%的斷鏈劑(濃度為85%的醋酸溶液)，尼龍6的比例為8. 8%。將本實施例得到的鐵氧體-尼龍顆粒料樣品進行檢測，MFR為120g/10min，但是產品易開裂。實施例6
本實施例其他操作同實施例1，不同之處在于加入注塑鐵氧體回料(用量為磁粉和尼龍6粘結劑混合物總質量的10%，來自注塑時產生的料棒)。將本實施例得到的鐵氧體顆粒料樣品進行檢測，MFR為72g/10min。實施例7
本實施例其他操作同實施例1，不同之處在于加入注塑鐵氧體回料(用量為磁粉和尼龍6粘結劑混合物總質量的30%，來自不合格的注塑產品)。將本實施例得到的鐵氧體顆粒料樣品進行檢測，MFR為80g/10min。實施例8
本實施例其他操作同實施例1，不同之處在于加入注塑鐵氧體回料(用量為磁粉和尼龍6粘結劑混合物總質量的50%，來自不合格的注塑產品)。將本實施例得到的鐵氧體顆粒料樣品進行檢測，MFR為95g/10min。比較例I
一種鐵氧體-尼龍顆粒料，按下述方法制備
(1)將0.4wt%的偶聯劑用乙醇溶解，加入90%鐵氧體磁粉中并混合均勻，然后在80 100°C下烘干；
(2)將9.6wt%的尼龍6加入經過上述偶聯劑處理的磁粉中，充分混合，
(3)將混合均勻的磁粉/尼龍混合物放入雙螺桿混煉擠出機中混煉、切粒獲得鐵氧體-尼龍注塑成型顆粒料。將顆粒料放入熔融指數測量儀中，測量顆粒料的熔體質量流動速率(MFR)，測試條件為270°C、負荷IOkg0將本比較例得到的鐵氧體顆粒料樣品進行檢測，MFR為25g/10min。上述優選實施例只是用于說明和解釋本發明的內容，并不構成對本發明內容的限制。盡管發明人已經對本發明做了較為詳細地列舉，但是，本領域的技術人員根據發明內容部分和實施例所揭示的內容，能對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或/和補充或采用類似的方式來替代是顯然的，并能實現本發明的技術效果，因此，此處不再一一贅述。本 發明中出現的術語用于對本發明技術方案的闡述和理解，并不構成對本發明的限制。
權利要求
1.一種高流動性鐵氧體-尼龍顆粒料，其特征在于原料配方按質量百分比計包括磁粉84 92%、尼龍7 15%、表面活性劑O 0. 1%、偶聯劑0 0. 4%、乳化劑0 0. 4%。
2.根據權利要求I所述的一種高流動性鐵氧體-尼龍顆粒料，其特征在于，所述的原料還包括斷鏈劑0 0. 2%。
3.根據權利要求I所述的一種高流動性鐵氧體-尼龍顆粒料，其特征在于，所述的原料還包括按磁粉和尼龍總質量計的鐵氧體回料10 50%。
4.根據權利要求I所述的一種高流動性鐵氧體-尼龍顆粒料，其特征在于，所述的表面活性劑為硅酸鹽類表面活性劑、堿金屬鹽類無機表面活性劑或者有機表面活性劑。
5.根據權利要求I所述的一種高流動性鐵氧體-尼龍顆粒料，其特征在于，所述的偶聯劑可為硅烷類偶聯劑或鈦酸酯類偶聯劑。
6.根據權利要求I所述的一種高流動性鐵氧體-尼龍顆粒料，其特征在于，所述的乳化劑為油包水型乳化劑。
7.根據權利要求2所述的一種高流動性鐵氧體-尼龍顆粒料，其特征在于，所述的斷鏈劑為水、過氧化物、酸溶液、堿溶液或金屬鹽中的一種或者多種。
8.權利要求1-7任一所述的一種高流動性鐵氧體-尼龍顆粒料的制備方法，包括磁粉表面改性工序、膠磁混合工序和混煉造粒工序，其特征在于，在進行磁粉表面改性工序時，加入表面活性劑、偶聯劑和乳化劑。
9.根據權利要求8所述的一種鐵氧體注塑成型顆粒料的制備方法，其特征在于，在所述的膠磁混合工序或混煉造粒工序中，加入斷鏈劑。
10.根據權利要求8所述的一種鐵氧體注塑成型顆粒料的制備方法，其特征在于，在所述的膠磁混合工序或混煉造粒工序中，摻入破碎后的注塑鐵氧體回料。
全文摘要
本發明屬于磁性材料領域，具體涉及一種高流動性鐵氧體-尼龍顆粒料，其原料配方按質量百分比計包括磁粉84～92%、尼龍7～15%、表面活性劑0～0.1%、偶聯劑0～0.4%、乳化劑0～0.4%。本發明還提供了所述的高流動性鐵氧體-尼龍顆粒料的制備方法，包括磁粉表面改性工序、膠磁混合工序和混煉造粒工序，其中在進行磁粉表面改性工序時，加入表面活性劑、偶聯劑和乳化劑。本發明配方和制備方法得到的鐵氧體-尼龍顆粒料具有磁粉填充量高、流動性好的優點，因此易于在較低的溫度及較小的磁場下，制備出磁性能高、一致性好的注塑磁體器件。
文檔編號C04B14/30GK102964090SQ20121020339
公開日2013年3月13日 申請日期2012年6月20日 優先權日2012年6月20日
發明者李玉平, 胡江平, 金志洪, 李佳玉, 徐琛, 包大新 申請人:橫店集團東磁股份有限公司