1.本發(fā)明涉及磁性材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種各向異性橡膠復(fù)合稀土永磁取向成型工藝。

背景技術(shù)：

2.橡膠復(fù)合稀土永磁體是采用稀土永磁粉、熱塑性橡膠和少量的加工助劑通過壓延、擠出等工藝制備而成得，其加工工藝簡單、易成型。因其可制備成片狀、條狀、環(huán)狀以及其它各種復(fù)雜形狀以滿足不同要求，可廣泛應(yīng)用于微特電機(jī)、冰箱門封、玩具、文具、廣告等行業(yè)。

3.目前市場上柔性橡膠復(fù)合稀土永磁產(chǎn)品大多都是各向同性的，其最大磁能積普遍低于10mgoe，應(yīng)用受限。注塑稀土永磁雖然可以在模具中加入磁場進(jìn)行取向，但是注塑粒料流動性差，其填粉比例低，且注塑取向磁場普遍偏低，一般都小于1.5t，磁粉含量低，取向度差，磁能積也普遍較低，一般在12mgoe以下，并且不具有橡膠柔韌性。

4.傳統(tǒng)的橡膠釹鐵硼磁條通常采用各向同性粘結(jié)釹鐵硼粉與cpe、橡膠等高分子粘結(jié)劑以及輔助添加劑加溫密練后采用壓延、擠出、模壓等工藝制成，具有較好的橡膠柔韌性，可制備成條狀、卷狀、片狀及各種復(fù)雜形狀，廣泛應(yīng)用于微特電機(jī)、冰箱、消毒柜、廚柜、玩具、文具、廣告、自動化等行業(yè)。但是傳統(tǒng)橡膠釹鐵硼磁性能偏低，最大磁能積低于9mgoe,普遍在3-7mgoe，磁性能不能滿足高端客戶的需求。

5.專利申請cn201110152832.1公布了一種壓延各向異性柔性稀土粘結(jié)磁體及其制造方法，該方法先將各向異性稀土復(fù)合永磁粉末、粘接劑以及加工助劑混煉均勻后破碎，壓延成型，該成型方法主要是采用壓延雙輥壓制的應(yīng)力場取向，其取向效果差，取向度低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及磁場取向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

6.本發(fā)明的目的是為了克服上述背景技術(shù)的不足，拓寬橡膠釹鐵硼應(yīng)用領(lǐng)域，滿足更多市場對于磁性材料的磁性能要求，提供一種各向異性橡膠復(fù)合稀土永磁取向成型工藝，該工藝通過對顆粒料加熱軟化后外加磁場進(jìn)行排列取向成型，可制備最大磁能積大于10mgoe的柔性橡膠復(fù)合稀土永磁磁體，提升柔性橡膠釹鐵硼磁性能。

7.為達(dá)到本發(fā)明的目的，本發(fā)明的各向異性橡膠復(fù)合稀土永磁取向成型工藝包含以下步驟：

8.(1)選用熱塑性高分子材料作為粘結(jié)劑，選用各向異性稀土永磁磁粉作為填充劑，將粘結(jié)劑、輔助材料以及磁粉通過密煉工藝混煉均勻，將混煉后的料用破碎設(shè)備破碎成顆?；蛘叻蹱?；

9.(2)將破碎后的料用擠出機(jī)擠出成型，成型工藝流程為：

10.①

設(shè)備預(yù)熱，螺桿第一段溫度：65-95℃，第二段溫度：80-140℃，第三段溫度：120-180℃；

11.②

設(shè)備預(yù)熱后，將破碎后的料加入料斗中，打開擠出機(jī)，轉(zhuǎn)速設(shè)置為100-800轉(zhuǎn)/min，加熱后的料通過加有磁場的口模時(shí)根據(jù)磁場方向整齊排列，實(shí)現(xiàn)取向目的，得到磁條；

12.③

取向后的磁條再經(jīng)過隔熱件和冷卻導(dǎo)引模冷卻成型(冷卻水溫0-10℃，取向后磁條由于溫度較高磁條較軟容易變形，并且容易隨著磁場扭動導(dǎo)致磁條變形)，擠出成品，進(jìn)行硫化或不硫化。

13.進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述高分子粘結(jié)劑類別不限，主要包括橡膠和熱塑性材料如：氯丁橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠、丁腈橡膠、cpe、pvc、eva、tpe、tpo等一種或多種的混合。

14.進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述各向異性稀土永磁粉的最大磁能積為30mgoe-50mgoe，包括各向異性釹鐵硼粉(ndfeb)、各向異性釹鐵氮粉(ndfen)和各向異性釤鐵氮(smfen)粉等。

15.進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述輔助材料包括硫化劑、防老劑、偶聯(lián)劑、增塑劑中的一種或幾種，根據(jù)粘結(jié)劑要求，不加或加入其中一種或幾種，根據(jù)加入的粘結(jié)劑類型硫化或者不硫化。

16.進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述硫化劑選自硫磺、過氧化物、醌類化合物中的一種或幾種。

17.進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述防老劑選自防老劑rd、防老劑cppd中的一種或幾種。

18.進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述偶聯(lián)劑選自鋁酸酯偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑中的一種或幾種。

19.進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述增塑劑選自環(huán)氧大豆油、鄰苯二甲酸二辛酯(dop)中的一種或幾種。

20.進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述的粘結(jié)劑、磁粉、輔助材料的比例不限，一般要求按重量份數(shù)計(jì)粘結(jié)劑為6-20份，磁粉為80-94份，輔助材料為0-2份。

21.進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述密煉設(shè)備不限，要求具備加熱、加壓、冷卻功能，密煉溫度一般要求在80-220℃，密煉氣壓一般要求在0.3-2mpa。

22.進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述破碎設(shè)備不限，破碎顆粒大小不限，破碎機(jī)篩網(wǎng)孔徑一般要求為φ1-φ8mm。

23.進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述擠出機(jī)類型不限，要求具備加熱和冷卻功能，擠出機(jī)預(yù)熱溫度不限，一般要求在60-180℃，冷卻溫度一般要求在-5℃-15℃。

24.進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述磁場是接通電磁鐵產(chǎn)生的1-3t特斯拉電磁場，磁場磁頭上、下磁極分別為n、s極。

25.本發(fā)明中在擠出機(jī)頭部設(shè)計(jì)不導(dǎo)磁金屬模具(如無磁鋼等材質(zhì))，在模具上下或左右兩側(cè)加裝恒定磁場的電磁鐵，將模具前端進(jìn)行加熱，使橡膠復(fù)合永磁粒料軟化具有較好的流動性，在軟化狀態(tài)下使用磁場使其排列取向，在模具的后半段采用冷卻水使模具冷卻，將磁條在模具中冷卻成型。采用該工藝制備的各向異性橡膠復(fù)合稀土永磁材料具有較好的取向度，根據(jù)金屬模具的不同形狀、尺寸可以制備各種異型及不同尺寸的條、帶狀柔性復(fù)合永磁材料，應(yīng)用于微型馬達(dá)電機(jī)、傳感器、強(qiáng)力磁吸等高精尖領(lǐng)域。

具體實(shí)施方式

26.為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。應(yīng)當(dāng)理解，以下描述僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

27.本發(fā)明要素或組分前的不定冠詞“一種”和“一個(gè)”對要素或組分的數(shù)量要求(即出現(xiàn)次數(shù))無限制性。因此“一個(gè)”或“一種”應(yīng)被解讀為包括一個(gè)或至少一個(gè)，并且單數(shù)形式的要素或組分也包括復(fù)數(shù)形式，除非所述數(shù)量明顯只指單數(shù)形式。

28.此外，下面所描述的術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不是必須針對相同的實(shí)施例或示例。而且，本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

29.對比例1

30.選用磁能積為35mgoe的各向異性smfen粉92份、cpe 4份、eva 3份、硫化劑(dcp)0.2份、防老劑(rd)0.2份、增塑劑(大豆油)0.6份。將材料加入到密練機(jī)中密練，密練溫度115℃，密練時(shí)間25min，密練完成后將料倒出破碎成φ3mm顆粒料。將破碎后的顆粒料加入到預(yù)熱好的擠出機(jī)中，擠出機(jī)溫度為第一段80℃，第二段90℃，第三段：125℃，通過螺桿將顆粒料推送到擠出口模內(nèi)擠出。擠出尺寸：7x3mm，裁切成長度50mm，測試最大磁能積(bh)max，厚度方向充磁測試表磁。

31.對比例2

32.選用磁能積為35mgoe的各向異性smfen粉92份、cpe 4份、eva 3份、硫化劑(dcp)0.2份、防老劑(rd)0.2份、增塑劑(大豆油)0.6份。將材料加入到密練機(jī)中密練，密練溫度115℃，密練時(shí)間25min，密練完成后將料倒出破碎成φ3mm顆粒料。將破碎后的顆粒料加入到預(yù)熱好的壓延機(jī)輥筒中，輥溫設(shè)置，前輥：65℃，后輥：85℃。通過壓延應(yīng)力取向成型。壓延厚度3mm，裁切尺寸50x7mm，測試最大磁能積(bh)max，厚度方向充磁測試表磁。

33.對比例3

34.與對比例1不同的是采用最大磁能積為40mgoe的各向異性釹鐵硼粉。

35.實(shí)施例1

36.選用磁能積為35mgoe的各向異性smfen粉92份、cpe 4份、eva 3份、防老劑(rd)0.3份、增塑劑(大豆油)0.7份。將材料加入到密練機(jī)中密練，密練溫度115℃，密練時(shí)間25min，密練完成后將料倒出破碎成φ3mm顆粒料。取向成型工藝流程：1.設(shè)備預(yù)熱，第一段溫度：80℃，第二段溫度：125℃，第三段溫度：135℃；2.設(shè)備預(yù)熱后，將破碎好的顆粒料加入料斗中，打開擠出機(jī)，轉(zhuǎn)速設(shè)置300轉(zhuǎn)/min，將顆粒料經(jīng)螺桿推送到口模中；3.接通電磁鐵產(chǎn)生1.5(t)特斯拉電磁場，磁頭上、下磁極分別為n、s極，加熱后的料通過加有磁場的口模時(shí)根據(jù)磁場方向整齊排列，實(shí)現(xiàn)取向目的；4.取向后的磁條再經(jīng)過隔熱件和冷卻導(dǎo)引模，冷卻水溫5℃，冷卻成型；5.最后擠出成成品，擠出尺寸：7x3mm裁切成長度50mm，測試最大磁能積(bh)max，厚度方向充磁測試表磁。

37.實(shí)施例2

38.與實(shí)施例1不同的是調(diào)整了配方及工藝條件。具體而言，選用磁能積為35mgoe各向異性smfen粉94份、丁腈橡膠5.2份、硫化劑(dcp)0.2份、防老劑(rd)0.2份、增塑劑(大豆油)0.4份。將材料加入到密練機(jī)中密練，密練溫度135℃，密練時(shí)間30min，密練完成后將料倒出破碎成φ3mm顆粒料。取向成型工藝流程：1.設(shè)備預(yù)熱，第一段溫度：95℃，第二段溫度：130℃，第三段溫度：145℃；2.設(shè)備預(yù)熱后，將破碎好的顆粒料加入料斗中，打開擠出機(jī)，轉(zhuǎn)速設(shè)置150轉(zhuǎn)/min，將顆粒料經(jīng)螺桿推送到口模中；3.接通電磁鐵產(chǎn)生1.5(t)特斯拉電磁場，磁頭上、下磁極分別為n、s極，加熱后的料通過加有磁場的口模時(shí)根據(jù)磁場方向整齊排列，實(shí)現(xiàn)取向目的；4.取向后的磁條再經(jīng)過隔熱件和冷卻導(dǎo)引模，冷卻水溫5℃，冷卻成型；5.最后擠出成成品，再放入180℃烘道中加熱硫化30min，最后裁切成50x7x3mm測試，測試最大磁能積(bh)max，厚度方向充磁測試表磁。

39.實(shí)施例3

40.與實(shí)施例1不同的是提高取向磁場強(qiáng)度到2.5(t)特斯拉。

41.實(shí)施例4

42.與實(shí)施例1不同的是提高取向磁場強(qiáng)度到3(t)特斯拉。

43.實(shí)施例5

44.與實(shí)施例1不同的是采用最大磁能積為40mgoe的各向異性釹鐵硼粉。

45.實(shí)施例6

46.與實(shí)施例5不同的是取向磁場強(qiáng)度提高到了3(t)特斯拉。

47.實(shí)施例7

48.與實(shí)施例6不同的是提高磁粉比例至94份。

49.各實(shí)施例和對比例的具體說明見表1。

50.表1各實(shí)施例和對比例的具體說明

[0051][0052]

各實(shí)施例和對比例所制備的橡膠磁體的磁性能見表2

[0053]

表2各實(shí)施例和對比例所制備的橡膠磁體的磁性能

[0054][0055]

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種各向異性橡膠復(fù)合稀土永磁取向成型工藝，其特征在于，所述各向異性橡膠復(fù)合稀土永磁取向成型工藝包含以下步驟：(1)選用熱塑性高分子材料作為粘結(jié)劑，選用各向異性稀土永磁磁粉作為填充劑，將粘結(jié)劑、輔助材料以及磁粉通過密煉工藝混煉均勻，將混煉后的料用破碎設(shè)備破碎成顆粒或者粉狀；(2)將破碎后的料用擠出機(jī)擠出成型，成型工藝流程為：

①

設(shè)備預(yù)熱，螺桿第一段溫度：65-95℃，第二段溫度：80-140℃，第三段溫度：120-180℃；

②

設(shè)備預(yù)熱后，將破碎后的料加入料斗中，打開擠出機(jī)，轉(zhuǎn)速設(shè)置為100-800轉(zhuǎn)/min，加熱后的料通過加有磁場的口模時(shí)根據(jù)磁場方向整齊排列，實(shí)現(xiàn)取向目的，得到磁條；

③

取向后的磁條再經(jīng)過隔熱件和冷卻導(dǎo)引模冷卻成型，擠出成品，進(jìn)行硫化或不硫化。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的各向異性橡膠復(fù)合稀土永磁取向成型工藝，其特征在于，所述高分子粘結(jié)劑為氯丁橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠、丁腈橡膠、cpe、pvc、eva、tpe、tpo中一種或多種的混合；優(yōu)選地，所述各向異性稀土永磁粉的最大磁能積為30mgoe-50mgoe，選自各向異性釹鐵硼粉、各向異性釹鐵氮粉和各向異性釤鐵氮粉中一種或多種的混合。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的各向異性橡膠復(fù)合稀土永磁取向成型工藝，其特征在于，所述輔助材料為硫化劑、防老劑、偶聯(lián)劑、增塑劑中的一種或幾種；優(yōu)選地，所述硫化劑選自硫磺、過氧化物、醌類化合物中的一種或幾種；優(yōu)選地，所述防老劑選自防老劑rd、防老劑cppd中的一種或幾種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的各向異性橡膠復(fù)合稀土永磁取向成型工藝，其特征在于，所述偶聯(lián)劑選自鋁酸酯偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑中的一種或幾種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的各向異性橡膠復(fù)合稀土永磁取向成型工藝，其特征在于，所述增塑劑選自環(huán)氧大豆油、鄰苯二甲酸二辛酯中的一種或幾種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的各向異性橡膠復(fù)合稀土永磁取向成型工藝，其特征在于，所述粘結(jié)劑、磁粉、輔助材料按重量份數(shù)計(jì)，粘結(jié)劑為6-20份，磁粉為80-94份，輔助材料為0-2份。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的各向異性橡膠復(fù)合稀土永磁取向成型工藝，其特征在于，所述密煉設(shè)備具備加熱、加壓、冷卻功能，密煉溫度為80-220℃，密煉氣壓為0.3-2mpa。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的各向異性橡膠復(fù)合稀土永磁取向成型工藝，其特征在于，所述破碎設(shè)備篩網(wǎng)孔徑為φ1-φ8mm。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的各向異性橡膠復(fù)合稀土永磁取向成型工藝，其特征在于，所述擠出機(jī)具備加熱和冷卻功能，擠出機(jī)預(yù)熱溫度為60-180℃，冷卻溫度為-5℃-15℃。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的各向異性橡膠復(fù)合稀土永磁取向成型工藝，其特征在于，所述磁場是接通電磁鐵產(chǎn)生的1-3t特斯拉電磁場，磁場磁頭上、下磁極分別為n、s極。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明屬于磁性材料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種各向異性橡膠復(fù)合稀土永磁取向成型工藝。本發(fā)明的各向異性橡膠復(fù)合稀土永磁取向成型工藝包含以下步驟：(1)將粘結(jié)劑、輔助材料以及磁粉通過密煉工藝混煉均勻，將混煉后的料用破碎設(shè)備破碎成顆?；蛘叻蹱?；(2)將破碎后的料用擠出機(jī)擠出成型，成型工藝流程為：

技術(shù)研發(fā)人員：杜軍杰 趙宇航 曹江

受保護(hù)的技術(shù)使用者：橫店集團(tuán)東磁股份有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.10.12

技術(shù)公布日：2022/2/8