一种磁吸式转接器及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于转接器技术领域，特别涉及一种磁吸式转接器及其制备方法和应用。


背景技术：

2.随着时代的发展，将高科技整合到衣物或其他软性材料中的智能穿戴产品受到了追捧，由于智能穿戴产品讲求轻、薄、短小，因此需不断地透过减少零组件或将其结合成模块来缩小成品体积；同时对于一些柔性智能穿戴产品必须具备一定的耐弯折、持续挠曲的性能。转接器组件主要应用于智能穿戴产品、3c数码、医疗设备等电子产品实现充电、信号等方面传输，传统的转接器大多数是采用公母接头，但因对接麻烦、体积占比大、尤其不能盲插，逐渐被淘汰。目前，虽然有部分厂家开发了磁吸式转接器代替公母接头，可以实现盲插对接，但是其磁吸体和基材均为刚性，难以满足柔性产品在弯曲、折叠方面的要求。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种磁吸式转接器及其制备方法和应用，本发明提供的磁吸式转接器可以实现盲插对接，同时具有极好的柔性，能很好地满足智能穿戴产品在耐弯折、耐挠曲方面的性能要求。
4.本发明的第一方面在于提供一种磁吸式转接器，该磁吸式转接器包括柔性薄膜a和柔性薄膜b，所述柔性薄膜a上设有正负电极接触点a和磁性层a，所述柔性薄膜b上设有正负电极接触点b和磁性层b，所述正负电极接触点a和所述正负电极接触点b呈手性对称，所述磁性层a和所述磁性层b具有相反的磁性，所述柔性薄膜a和所述柔性薄膜b磁性连接。本发明的磁吸式转接器通过采用柔性薄膜作为基材替代传统的刚性磁体，在柔性薄膜上设有正负电极接触点和磁性层，两片柔性薄膜在磁力作用下吸附连接，实现盲插对接，同时整个转接器具有极好的柔性，能很好地满足智能穿戴产品在耐弯折、耐挠曲方面的性能要求。
5.优选地，所述磁性层a在所述柔性薄膜a上的分布位置，与所述磁性层b在所述柔性薄膜b上的分布位置相同。分布位置相同的磁性层a和磁性层b在磁力作用下，能够准确地进行吸附对接。
6.优选地，所述磁性层a呈品字形分布在所述正负电极接触点a的周围。磁性层呈品字形分布，在磁吸时能够进一步提高对位精准度，确保正负电极接触点准确无误地对接。
7.优选地，所述柔性薄膜a的材质为pi(聚酰亚胺)、pvc(聚氯乙烯)、pp(聚丙烯)、pe(聚乙烯)、pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、pu(聚氨酯)或硅胶中的一种。
8.优选地，所述柔性薄膜b的材质为pi、pvc、pp、pe、pet、pu或硅胶中的一种。
9.优选地，所述柔性薄膜a的形状可以根据实际需要设计圆形、方形或菱形等形状，所述柔性薄膜b的形状和所述柔性薄膜a的形状、大小相同。
10.优选地，所述柔性薄膜a的厚度和所述柔性薄膜b的厚度均为15-50μm。更为优选地，所述柔性薄膜a的厚度和所述柔性薄膜b的厚度均为30-50μm。
11.优选地，所述磁性层a的厚度和所述磁性层b的厚度均为15-45μm。更为优选地，所
述磁性层a的厚度和所述磁性层b的厚度均为20-45μm。
12.本发明的第二方面在于提供本发明所述磁吸式转接器的制备方法，包括以下步骤：
13.配制永磁浆料；
14.分别对所述柔性薄膜a和所述柔性薄膜b进行电极线路设计；
15.将所述永磁浆料分别添加到所述柔性薄膜a和所述柔性薄膜b上，再经过充磁，得到所述磁吸式转接器。
16.优选地，所述永磁浆料包括柔性树脂和永磁粉末。
17.优选地，所述柔性树脂的断裂伸长率≥200％。
18.优选地，所述柔性树脂包括聚氨酯丙烯酸酯、uv单体和光引发剂。可以理解的是，本发明的柔性树脂还可以采用热固化树脂，采用热固化树脂由于需要加热固化，如热固化聚酯改性丙烯酸树脂在大约160℃下烘烤20min左右固化，可能会导致薄膜上的电极氧化、薄膜形变，造成磁吸后接触不良的问题，故本发明优选采用柔性uv树脂。
19.优选地，按照质量百分比计，所述柔性树脂包括20-70％聚氨酯丙烯酸酯、30-50％uv单体和0.1-0.5％光引发剂。
20.优选地，所述聚氨酯丙烯酸酯为双官能度、断裂伸长率≥200％、玻璃化转变温度(tg)＜50℃的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯或脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯。
21.优选地，所述uv单体包括甲基丙烯酸羟乙酯、月桂酸甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇而二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的至少一种。
22.优选地，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(1173)、1-羟基环己基苯基甲酮(184)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(tpo)、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮(907)中的至少一种。
[0023]
优选地，所述永磁粉末包括稀土钴、钕铁硼永磁材料中的至少一种。选用该类材料，充磁后磁积能大、矫顽力高(矫顽力大于800千安/米)，更好地满足转接器盲插和接触强度要求。
[0024]
优选地，所述永磁粉末的粒径为0.01-200μm。更为优选地，所述永磁粉末的粒径为100-200μm。
[0025]
优选地，所述永磁浆料还包括消泡剂、流平剂、分散剂、润湿剂、防沉剂中的至少一种，更为优选地，所述永磁浆料还包括消泡剂、流平剂、分散剂、润湿剂和防沉剂。
[0026]
优选地，按照质量百分比计，所述永磁浆料包括5-50％柔性树脂、20-40％永磁粉末、0.5-5％消泡剂、0.5-2％流平剂、1-8％分散剂、0.5-10％润湿剂、1-10％防沉剂。
[0027]
优选地，所述消泡剂包括丙烯酸酯消泡剂、聚烯烃消泡剂、有机硅消泡剂中的至少一种。
[0028]
优选地，所述流平剂包括聚酯流平剂、丙烯酸酯流平剂、聚酰胺蜡流平剂中的至少一种。
[0029]
优选地，所述分散剂包括聚氨酯、聚烯烃、丙烯酸酯、聚氧乙烯醚中的至少一种。
[0030]
优选地，所述润湿剂包括小分子醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚醚改性有机硅中的至少一种。
[0031]
优选地，所述防沉剂包括气相二氧化硅、聚烯烃蜡、改性氢化蓖麻油、蓖麻油中的
至少一种。
[0032]
本发明的第三方面在于提供本发明所述磁吸式转接器在智能穿戴产品中的应用。
[0033]
具体的，本发明所述磁吸式转接器应用于智能穿戴产品实现充电、数据传输。
[0034]
相对于现有技术，本发明的有益效果以下：
[0035]
本发明提供的磁吸式转接器采用一对柔性薄膜，柔性薄膜上设有正负电极接触点和磁性层，柔性薄膜之间在磁力作用下实现盲插对接，整个转接器具有极好的柔性，能很好地满足智能穿戴产品在耐弯折、耐挠曲方面的性能要求，同时本发明磁吸式转接器占比体积小、轻、薄，符合智能穿戴产品未来发展趋势。
[0036]
本发明通过将永磁浆料印刷或涂布在柔性薄膜上，充磁后使得柔性薄膜具有磁性，实现盲插对接，同时永磁浆料成膜后，不会影响柔性薄膜原有的柔韧性，整个转接器具有极好的柔性。
附图说明
[0037]
图1是本发明实施例1的磁吸式转接器的结构示意图；
[0038]
图2是本发明实施例1的柔性薄膜a的结构示意图；
[0039]
图3是本发明实施例1的柔性薄膜b的结构示意图；
[0040]
图4是本发明实施例1的制备方法的流程示意图。
[0041]
图中，100-柔性薄膜a，110-正负电极接触点a，120-磁性层a，200-柔性薄膜b，210-正负电极接触点b，220-磁性层b。
具体实施方式
[0042]
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
[0043]
以下实施例所用的原料和设备如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
[0044]
以下实施例中所用的部分原料信息如下：
[0045]
聚烯烃消泡剂购自毕克化学，型号1790；丙烯酸酯流平剂购自德谦化学，型号835；聚氧乙烯醚分散剂购自广东三品科技，型号np-6；聚醚改性有机硅润湿剂购自德谦化学，型号w469；聚烯烃蜡防沉剂购自广东佳明化工，型号201p。
[0046]
实施例1
[0047]
参照图1-3，一种柔性磁吸式转接器，包括柔性薄膜a100和柔性薄膜b200，柔性薄膜a100上设有正负电极接触点a110和磁性层a120，磁性层a120呈品字形分布在正负电极接触点a110的周围，柔性薄膜b200上设有正负电极接触点b210和磁性层b220，磁性层b220呈品字形分布在正负电极接触点b210的周围，正负电极接触点a110和正负电极接触点b210呈手性对称，磁性层a120的磁性为s极，磁性层b220的磁性为n极，柔性薄膜a100和柔性薄膜b200磁性连接，柔性薄膜a100和柔性薄膜b200均采用圆形pi薄膜，厚度为50μm，磁性层a110和磁性层b210的厚度为20μm。
[0048]
参照图4，本实施例柔性磁吸式转接器的制备方法，包括以下步骤：
[0049]
s1、将5kg双官能度、断裂伸长率为250％、tg值为45℃的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，
3kg1,6-己二醇二丙烯酸酯、2kg月桂酸甲基丙烯酸酯、30g 2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮混合加入搅拌缸中，以200r/min转速搅拌60min，得到柔性uv树脂；
[0050]
s2、将2.5kg柔性uv树脂、4kg粒径为100μm的钕铁硼粉末、0.5kg聚烯烃消泡剂、0.2kg丙烯酸酯流平剂、0.8kg聚氧乙烯醚分散剂、1kg聚醚改性有机硅润湿剂、1kg聚烯烃蜡防沉剂混合加入分散缸中，以1500r/min高速分散120min，得到永磁浆料；
[0051]
s3、分别对柔性薄膜a和柔性薄膜b进行正负电极线路和磁区区域分布设计，在磁区区域印刷永磁浆料，然后经冷光源led紫外灯固化成膜，分别得到具有正负电极接触点a和磁性层a的柔性薄膜a以及具有正负电极接触点b和磁性层b的柔性薄膜b；
[0052]
s4、将步骤s3得到的柔性薄膜a和柔性薄膜b的印刷面相互贴合，然后放入充磁机内进行轴向充磁，充磁完成后即得柔性磁吸式转接器。
[0053]
本实施例制得的永磁浆料为uv体系，在uvled冷光源下固化成膜，不会造成薄膜形变和电极氧化；经充磁后具有极强的磁性，能够满足转接器盲插和接触强度要求；同时以柔性uv树脂为主体树脂的极薄磁性层具有良好的柔韧性，在耐弯折、耐挠曲方面性能优异，使得最终制备的转接器非常适合柔性智能穿戴产品如智能发热衣物等。
[0054]
实施例2
[0055]
一种柔性磁吸式转接器，包括柔性薄膜a和柔性薄膜b，柔性薄膜a上设有正负电极接触点a和磁性层a，磁性层a呈品字形分布在正负电极接触点a的周围，柔性薄膜b上设有正负电极接触点b和磁性层b，磁性层b呈品字形分布在正负电极接触点b的周围，正负电极接触点a和正负电极接触点b呈手性对称，磁性层a的磁性为s极，磁性层b的磁性为n极，柔性薄膜a和柔性薄膜b磁性连接，柔性薄膜a和柔性薄膜b均采用正方形pet薄膜，厚度为50μm，磁性层a和磁性层b的厚度为20μm。
[0056]
本实施例柔性磁吸式转接器的制备方法，包括以下步骤：
[0057]
s1、将5.6kg双官能度、断裂伸长率为200％、tg值为40℃的脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯，1.3kg甲基丙烯酸羟乙酯、1.06kg二丙二醇而二丙烯酸酯、40g 2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮混合加入搅拌缸中，以200r/min转速搅拌60min，得到柔性uv树脂；
[0058]
s2、将4kg柔性uv树脂、3kg粒径为150μm的稀土钴粉末、0.4kg聚烯烃消泡剂、0.2kg丙烯酸酯流平剂、0.6kg聚氧乙烯醚分散剂、0.8kg聚醚改性有机硅润湿剂、1kg聚烯烃蜡防沉剂混合加入分散缸中，以1500r/min高速分散120min，得到永磁浆料；
[0059]
s3、分别对柔性薄膜a和柔性薄膜b进行正负电极线路和磁区区域分布设计，在磁区区域印刷永磁浆料，然后经冷光源led紫外灯固化成膜，分别得到具有正负电极接触点a和磁性层a的柔性薄膜a以及具有正负电极接触点b和磁性层b的柔性薄膜b；
[0060]
s4、将步骤s3得到的柔性薄膜a和柔性薄膜b的印刷面相互贴合，然后放入充磁机内进行轴向充磁，充磁完成后即得柔性磁吸式转接器。
[0061]
本发明柔性磁吸式转接器与传统的公母接头式转接器、刚性磁吸式转接器的性能对比见表1所示。
[0062]
表1
[0063][0064]
对本发明柔性磁吸式转接器与传统的公母接头式转接器、刚性磁吸式转接器进行耐弯折、耐挠曲性能测试，结果见表2所示。
[0065]
表2
[0066][0067][0068]
对本发明的柔性磁吸式转接器及空白对照组的柔韧性进行测试，结果见表3所示。空白对照组是指在柔性薄膜上进行正负电极线路设计，但未印刷永磁浆料。
[0069]
表3
[0070][0071]
从表3可以看出，本发明以柔性uv树脂及永磁材料为主要成分制备的永磁浆料，经印刷成膜后不会改变柔性薄膜原有的柔韧性，整个转接器组件具有极好的柔性，能很好地满足智能穿戴产品耐弯折、耐挠曲方面性能要求。
[0072]
实施例3
[0073]
实施例3与实施例1的区别在于，永磁粉末采用碳钢粉末，其他组分、添加量和制备方法与实施例1相同。
[0074]
实施例4
[0075]
实施例4与实施例1的区别在于，永磁粉末采用铝镍钴粉末，其他组分、添加量和制备方法与实施例1相同。
[0076]
实施例5
[0077]
实施例5与实施例1的区别在于，永磁粉末采用铁氧体粉末，其他组分、添加量和制备方法与实施例1相同。
[0078]
对实施例1、实施例3-5的磁性层进行测试，取方形磁区对角线交点，即中心对称点测试。测试结果见表4所示。
[0079]
表4
[0080][0081]
从表4可以看出，实施例1的磁吸强度明显大于实施例3-5，表明本发明采用钕铁硼永磁材料能更好地满足转接器盲插和接触强度要求。
[0082]
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。