一种磁性尼龙复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种磁性尼龙复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 磁性产品种类繁多，应用广泛，在军事装备电子化及高新技术产业发展中起着重 要作用，磁功能复合材料仅是其中的一个分支。磁功能复合材料一般由粉末材料填充形成， 体积含量为2~98 %，而基体可以为金属、玻璃、聚合物等。磁功能复合材料可将磁能转化 为机械能，也可以将机械能转化为磁能。从磁功能复合材料组成看，它是一种介于高分子材 料和磁性材料之间的功能型材料，对于这类材料的研究我们称之为边缘科学或交叉科学。
[0003] 磁功能复合材料是20世纪70年代发展起来的一种新型高分子功能材料，是现代 科学技术领域的重要基础材料之一。磁功能复合材料按组成可分为结构型和复合型两种， 结构型磁功能复合材料是指聚合物本身具有强磁性的磁体；复合型磁功能复合材料是指以 橡胶或塑料为粘合剂与磁性粉末混合粘结加工而制成的磁体。
[0004] 磁功能复合材料的主要优点是：密度小、耐冲击强度大，制品可进行切割、钻孔、焊 接、层压和压花纹等加工，而且使用时不会发生碎裂。它可以采用一般塑料通用的加工方法 (如注射、模压、挤出等）进行加工，易于加工成尺寸精度高、薄壁、复杂形状的制品，可成型 带嵌件制品，对电磁设备实现小型化、轻量化、精密化和高性能化的目标起着关键的作用， 因而越来越多为人们所重视，是一种很有前途的基础功能材料。
[0005] 然而在橡胶或塑料材料中混入磁性材料会影响力学性能，最终制备的复合材料力 学性能较差，这大大影响了其市场应用前景。
【发明内容】
[0006] 有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种磁性尼龙复合材料及其制备方 法，制备的尼龙复合材料具有更好的力学性能。
[0007] 本发明提供了一种磁性尼龙复合材料，包括：
[0008] 磁性材料 70wt%~90wt%; 尼龙 5wt% ~15wi%: 相容剂 3wl:%~7wt%; 助剂 0· 5 wt%~1 ' 5 wt%;
[0009] 各组分总量为100%;
[0010] 所述磁性材料为依次经偶联剂、甲基丙烯酸异冰片酯改性的磁性材料；
[0011] 所述偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的复合偶联剂。
[0012] 优选的，所述磁性材料为锶铁氧体磁粉。
[0013] 优选的，所述相容剂为马来酸酐接枝Ρ0Ε。
[0014] 优选的，所述助剂包括：
[0015] 抗氧剂 0· 2wt% ~0· 4wt% ;
[0016] 润滑剂 0· 3wt% ~0· 5wt% ;
[0017] 偶联剂 0· 2wt% ~0· 4wt% ;
[0018] 所述抗氧剂、润滑剂、偶联剂总量为0. 5wt%~1. 5wt% ;
[0019] 所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂168,所述润滑剂为N，N'-乙撑双硬脂酰胺 或硅铜粉，所述偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的复合偶联剂。
[0020] 优选的，所述复合材料包括：
[0021] 磁性材料 86wt%; 尼龙 10wt%; 相容剂 3%; 助剂 Iwt%。
[0022] 优选的，所述复合材料还包括：
[0023] 6wt%~10wt%的娃氮阻燃剂。
[0024] 优选的，所述复合材料包括：
[0025] 磁性材料 80wt%; 尼龙 6wt%; 相容剂 5%; 助剂 lwt%； 硅氮阻燃剤 8%。
[0026] 本发明还提供了一种上述尼龙复合材料的制备方法，包括：
[0027] A)依次采用硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的复合偶联剂，甲基丙烯酸异冰片酯对磁 性材料进行改性；
[0028] B)按配比将各原料与改性后的磁性材料混合、混炼、挤出造粒得到尼龙复合材料。
[0029] 优选的，所述步骤A)具体为：
[0030] a)将磁性材料在110~130°C烘干4~6h;
[0031] b)将烘干后的磁性材料在搅拌的同时依次加入硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的复 合偶联剂，甲基丙烯酸异冰片酯进行改性。
[0032] 优选的，所述步骤B)挤出造粒的条件为：
[0033] 螺杆转速340转/min、喂料转速350转/min、切料速度450转/min。
[0034] 与现有技术相比，本发明提供了一种磁性尼龙复合材料，包括：磁性材料 70wt%~90wt% ;尼龙 5wt%~15wt% ;相容剂 3wt%~7wt% ;助剂 0· 5wt%~1. 5wt% ; 各组分总量为100% ;所述磁性材料为依次经偶联剂、甲基丙烯酸异冰片酯改性的磁性材 料；所述偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的复合偶联剂。本发明依次采用硅烷偶联剂 和钛酸酯偶联剂的复合偶联剂，甲基丙烯酸异冰片酯对磁性材料进行改性处理，促进了磁 性材料的分散性，大大提高了其与尼龙材料的相容性，与尼龙材料混合过程中具有很好的 分散性，制备的尼龙材料在具有磁性的同时，还获得了优异的力学性能。
【具体实施方式】
[0035] 本发明提供了一种磁性尼龙复合材料，包括：
[0036] 磁性紂料 70wt%~90wt%; 尼龙 5wt% ~15wt%; 相容剂 3wt%~7wt%; 助剂 0.5wt%~1.5wt%
[0037] 各组分总量为100%;
[0038] 所述磁性材料为依次经偶联剂、甲基丙烯酸异冰片酯改性的磁性材料；
[0039] 所述偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的复合偶联剂。
[0040] 本发明依次采用硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的复合偶联剂，甲基丙烯酸异冰片酯 对磁性材料进行改性处理，促进了磁性材料的分散性，大大提高了其与尼龙材料的相容性， 与尼龙材料混合过程中具有很好的分散性，制备的尼龙材料在具有磁性的同时，还获得了 优异的力学性能。
[0041] 本发明提供的磁性尼龙复合材料包括磁性材料、尼龙、相容剂和助剂。
[0042] 其中，所述磁性材料为依次经偶联剂、甲基丙烯酸异冰片酯（ΙΒ0)改性的磁性材 料。
[0043] 所述偶联剂为直接由硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂混合产生的复合偶联剂。
[0044]所述硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的质量比优选为4: (5~7)，在本发明的某些具 体实施例中，所述比例为4:6。
[0045] 所述磁性材料的含量为70wt%~90wt%，优选为78wt%~87wt%，在本发明的某 些具体实施例中，其含量为87wt%。
[0046] 本发明中，所述磁性材料优选为磁粉，更优选为锶铁氧体磁粉。所述磁粉的粒径优 选为2000~3000目，更优选为2200目。
[0047] 本发明采用硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的复合偶联剂，甲基丙烯酸异冰片酯依次 对磁性材料进行改性，促进了磁性材料的分散性，并增加了其与尼龙材料的相容性，与尼龙 材料复合后，提高了尼龙材料的力学性能以及光亮度。
[0048] 所述尼龙的含量为5wt%~15wt%，优选为8wt%~9wt%，在本发明的某些具体 实施例中，其含量为l〇wt%。
[0049] 本发明所述的尼龙优选为尼龙6,在本发明的某些具体实施例中，所述的尼龙 6树脂为PA6(1013B)，其拉伸强度为59. 2MPa，弯曲模量为15100MPa，熔体流动速率为 15.9g/10min〇
[0050] 所述相容剂的含量为3wt%~7wt%，优选为3wt%~5wt%，在本发明的某些具体 实施例中，其含量为3wt%。
[0051] 所述相容剂优选为接枝POE。在本发明的某些具体实施例中，所述相容剂为马来酸 酐接枝POE。
[0052] 本发明采用上述相容剂对尼龙材料进行改性，大大提高了尼龙材料的韧性，添加 磁性材料后，不会影响材料的力学性能。
[0053] 所述助剂含量为0. 5wt%~1. 5wt%，优选为0. 7wt%~1. 2wt%，在本发明的某些 具体实施例中，其含量为lwt%。
[0054] 本发明优选的，所述助剂包括抗氧剂，润滑剂和偶联剂。
[0055] 所述抗氧剂的含量为0. 2wt%~0. 4wt%，优选为0. 25wt%~0. 35wt%，在本发明 的某些具体实施例中，其含量为0. 3wt%。
[0056] 所述抗氧剂优选为抗氧剂1010,即四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯] 季戊四醇酯，或抗氧剂168,即三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
[0057] 所述润滑剂含量为0· 3wt%~0· 5wt%，优选为0· 35wt%~0· 45wt%，在本发明的 某些具体实施例中，其含量为〇. 4wt%。
[0058] 所述润滑剂优选为EBS，即Ν，Ν' -乙撑双硬脂酰胺，或硅铜粉。
[0059] 所述偶联剂含量为0. 2wt%~0. 4wt%，优选为0. 25wt%~0. 35wt%，在本发明的 某些具体实施例中，其含量为0. 3wt%。
[0060] 所述偶联剂优选为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的复合偶联剂。硅烷偶联剂和钛酸 酯偶联剂的质量比优选为4: (5~7)，在本发明的某些具体实施例中，所述比例为4:6。
[0061] 本发明中，上述抗氧剂、润滑剂、偶联剂总量为助剂含量，即0. 5wt%~1. 5wt%。
[0062] 在本发明的某些具体实施