专利名称：一种永磁铁氧粘结橡胶磁体及其制造工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及橡胶粘结磁体，特别是一种采用辐射硫化获得的永磁铁氧粘结橡胶磁体及其制造工艺。
背景技术：
粘结永磁磁体自问世以来，已广泛用于家电、电脑、汽车、办公及工厂自动化领域，制造各种微特电机和磁吸装置，其需求量愈来愈大，到目前为止，粘结永磁磁体的产量已占据永磁铁氧体材料的30％左右。在现有技术中，粘结永磁磁体采用的粘结剂多为氯化聚乙烯(CPE)、氯磺化聚乙烯(CSM)等，没有经过硫化处理，因此耐高温性差，磁体只能在90℃以下温度长期使用，也不能耐油及耐化学溶剂腐蚀，其应用受到了一定的限制。若采用丁腈橡胶(NBR)，乙丙橡胶(EPDM)、氯丁橡胶(CR)、丁苯橡胶(SBR)、聚丙烯酸酯橡胶(ACM)、聚异戊二烯橡胶(IR)、氟橡胶(FPM)、硅橡胶(Q)等橡胶作粘结剂，并对其进行硫化处理，将得到一种具有优良的耐热、耐油及耐腐蚀性的粘性橡胶磁体。然而，由于粘结橡胶磁体要求有较高的磁粉含量，若采用传统的热加工硫化，如硫化罐硫化、热空气硫化和平机板硫化等制得的粘结橡胶磁体，其可曲挠性就变得很差，容易产生裂纹，尺寸难以控制，而且生产强度大，产品质量差、产量低、迄今尚未得到实施。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种耐热、耐油和耐溶剂腐蚀性良好、生产率高以及尺寸受热稳定的采用辐射硫化获得的永磁铁氧粘结橡胶磁体及其制造工艺。
本发明的任务是这样实现的该永磁铁氧粘结橡胶磁体由磁粉、橡胶、敏化剂和加工助剂组成，其含量范围为磁粉82～92％橡胶5～15％敏化剂0.1～5％加工助剂2～3％本发明的制造方法如下将磁粉、橡胶、敏化剂和加工助剂按要求的含量准确称量后用密炼机混和均匀，再采用双辊炼胶机(辊温控制在80-110℃)混炼，上片后采用双辊压延机(辊温控制在60-80℃)压成约1～2毫米厚度的薄片，然后根据成品厚度将数片薄片采用压延机(辊温控制在60-80℃)迭成所需的成品厚度，最后进行辐射硫化，其辐射剂量为10～35DGY(千戈瑞)。
本发明所述的磁粉为异性铁氧体磁粉，经测试表明，在组分中随着磁粉含量的增加，磁体剩磁Br相应提高，但当磁粉含量达到89％时，Br值趋于平缓并逐步下降。这是因为磁粉含量太高，磁畴取向困难，反而造成磁性能下降，其拉伸强度和硬度会增大，加工性能急剧恶化，磁体变脆，加工十分困难。因此磁粉含量一般不超过91％为好。
所述的橡胶可以采用丁腈橡胶(NBR)、乙丙橡胶(EPDM)、氯丁橡胶(CR)、丁苯橡胶(SBR)、丁基橡胶(ACM)、硅橡胶(Q)、聚异戊二烯橡胶(IR)和氟橡胶(FPM)，作为粘结剂的橡胶的加入量与磁粉的加入量是成反比的，因此其加入量以5～15％为合适。
关于敏化剂的选择。由于橡胶在受到高能射线辐射时，会发生硫化反应，然而要达到实用水平的硫化密度所需剂量很高。但是，在高吸收剂量的情况下，橡胶同时伴随着降解反应，致使硫化胶性能劣化，其拉伸强度和硬度等力学性能无法提高，影响使用性能。加入敏化剂与橡胶进行混炼后，可有效强化辐射硫化反应，使之在低剂量辐射下能达到高硫化密度，提高橡胶磁体的拉伸强度和硬度。所用的辐射硫化敏化剂以多官能团不饱和单体(PEMS)这类化合物的效果比较明显。这类化合物有甲基丙烯酸镁(MMg)、甲基丙烯酸锌(MZn)、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯(TMPTA)、二甲醇二甲基丙烯酸酯(2G)、四丙烯酸四羟甲基丙烷酯(A-TMMT)和异氰酸三烯丙酸(TAC)。
至于敏化剂的加入量，一般以0.1～5％为合适。因为在相同辐射量下，硫化磁体的拉抻强度和硬度随敏化剂含量增加而增加，但在高辐射剂量下继续增大敏化剂含量，更容易促使橡胶发生降解反应，造成磁体拉伸强度降低，一般取0.5％即可。
所述的辐射硫化可采用γ射线辐射硫化和电子束辐射硫化两种。γ射线辐射硫化采用Co60所产生的高能量γ射线做辐射源。γ射线是波长最短的电磁波，对橡胶有较大的穿透能力，橡胶在γ射线辐射作下，其C-H键发生断裂形成自由活性中心，这些长链上的自由基再分别与其他链上的自由基结合，形成C-C交联键。电子束辐射硫化采用大功率电子加速器，在高真空系统中，通电加热电子枪中钨灯丝，发射出的热电子经高压加速达到高能量级，成束快速穿透橡胶，与橡胶中的电子相互作用，将能量传递给橡胶分子，使橡胶分子之间发生C-C连续硫化。采用γ射线辐射硫化时，将磁片放入多层台车上，推入辐射室，通过控制磁体离Co60辐射源的距离和辐射时间来控制磁体的吸收剂量；若采用电子加速器辐射硫化时，将磁片放在传动皮带上通过电子束扫描区，通过调节皮带转动皮带上通过电子束扫描区，通过调节皮带转动速度来控制磁体的吸收剂量，最后切割成所尺寸。至于辐射剂量，由于硫化橡胶磁体的拉伸强度和硬度随辐射剂量的增加而增加、弹性变好，但辐射量超过35KCY(千戈瑞)时，硫化磁体曲挠性变差，弯曲时表面易裂，对折易断，同时生产率下降，增加成本。其辐射剂量一般控制在10~35KCY为合适，最佳辐射剂量为20~30KCY。
在上述制造方法中，压延机的辊温是通过冷却水来控制的。
所述的加工助剂包括有偶联剂、增塑剂、润滑剂、防老剂等，按橡胶常规生产在组分中重量比为2～3％。
本发明与传统热传导间歇式硫化相比，具有如下优点
(1)可在常温下实现快速连续硫化，生产效率高，可大批量生生；(2)硫化程度可通过调整辐射击时间来控制，操作简便；(3)硫化均匀性好，磁体拉伸强度及硬度高，且弹性很好；(4)不用硫化剂，在混料成型等加工过程中无橡胶焦烧之忧，生产十分安全；(5)可在常温下硫化，硫化后橡胶磁体开头与尺寸不变，因此很易控制橡胶磁体尺寸特别是厚度的精度，尺寸稳定性和一致性好；(6)可在常温下硫化，避免了高温硫化带来的有害气体逸出，减少了对电子组件或接触金属的腐蚀污染；(7)可在常温下硫化，避免了高温硫化带来的热氧老化，硫化橡胶磁体耐老化性能及曲绕性优异；(8)硫化密度高，硫化磁体具有优异的耐泊、耐溶剂腐蚀性能。
实施例(见下表)
实施例的物理性能及用途见下表
表中TS——拉伸强度(兆泊)HD——硬度(度)Eb——延伸率(％)
权利要求
1.一种永磁铁氧粘结橡胶磁体，其特征是由磁粉、橡胶、敏化剂和加工助剂组成，其含量范围(重量比)为磁粉82～91％橡胶5～15％敏化剂0.1～5％加工助剂2～3％
2.一种生产上述永磁铁氧粘结橡胶磁体的工艺方法，其特征是将磁粉、橡胶、敏化剂和加工助剂按要求的含量准确称量后用密炼机混和均匀，再采用双辊炼胶机(辊温控制在80-110℃)混炼，上片后采用双辊压延机(辊温控制在60-80℃)压成约1～2毫米厚度的薄片，然后根据成品厚度将数片薄片采用压延机(辊温控制在60-80℃)迭成所需的成品厚度，最后进行辐射硫化，其辐射剂量为10～35KGY(千戈瑞)。
3.根据权利要求1所述的橡胶磁体，其特征在于的橡胶为丁腈橡胶(NBR)、乙丙橡胶(EPDM)、氯丁橡胶(CR)、丁苯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、丁笨橡胶(SBR)、丁基橡胶(ACM)、硅橡胶(Q)、聚异戊烯橡胶(IR)和氟橡胶(FPM)。
4.根据权利要求1所述的橡胶磁体，其特征所述的敏化剂为甲基丙烯酸镁(MMg)、甲基丙烯酸锌(MZn)、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯(TMPTA)、二甲醇二甲基丙烯酸酯(2G)、四丙烯酸四羟甲基丙烷酯(A-TMMT)和异氰酸三烯丙酸(TAC)。
5.根据权利要求2所述的橡胶磁体，其特征在于辐射硫化为γ射线辐射硫化、电子束辐射硫化。
全文摘要
本发明为一种改进的永磁铁氧粘结橡胶磁体及其制造工艺，其特征是该磁体由82～91％磁粉、5～15％橡胶、0.1～5％敏化剂和2～3％加工助剂组成，其制造工艺是上述组分按要求的含量准确称量后用密炼机混和均匀，再采用双辊炼胶机(辊温控制在80－110℃)混炼，上片后采用双辊压延机(辊温控制在60－80℃)压成约1～2毫米厚度的薄片，然后根据成品厚度将数片薄片采用压延机(辊温控制在60－80℃)迭成所需的成品厚度，最后进行辐射硫化，其辐射剂量为10～35KGY。本发明的产品具有优异的耐油、耐溶剂腐蚀耐温和耐老化性能，其拉伸强度和硬度高，弹性和曲挠性好，尺寸稳定，其制造工艺简单、生产率高、适用面广。
文档编号H01F41/02GK1467759SQ02134329
公开日2004年1月14日 申请日期2002年7月9日 优先权日2002年7月9日
发明者徐各清, 范保顺, 饶钦盛 申请人:广州金南磁塑有限公司