一种钕铁硼塑磁材料用复合抗氧剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及塑磁材料，具体而言，涉及一种钕铁硼塑磁材料用复合抗氧剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、钕铁硼塑磁材料是一种以钕铁硼磁粉为主原料，与粘结剂、添加助剂等在高速混料机混合均匀，经过双螺杆挤出机加热混炼、制粒得到注塑粒料，通过注射成型技术制备为塑磁制品；钕铁硼塑磁材料主要用于塑磁电机转子、磁环等，装配于微特电机，广泛应用于信息通讯、工业生产、家用电子以及汽车等领域，其制备的产品包括但不限于喇叭或扬声器、相机快门电机、主轴电机、磁盘吸附、磁辊、风扇马达、线性发动机、全自动机器设备、高速电机、空调、家用电机、磁传感器、泵、辅机等。

2、随着科技的不断发展，微特电机更新迭代，要求体积越来越小，塑磁材料及其制得的零部件在向轻、薄、小型化方向发展。相比于铁氧体塑磁材料，钕铁硼塑磁材料由于磁性能的提高，产生相同的磁通密度时磁体体积会下降，符合产品未来发展趋势。因此，对高性能钕铁硼塑磁材料的需求也越来越多。

3、钕铁硼注塑磁材料所使用的粘结剂主要包括尼龙12(pa12，聚酰胺12)和聚苯硫醚(pps)。其中，pa12具有吸水率低、变形率小、产品精度高的优点；pps适宜在高温、高湿或强腐蚀性环境等应用场合中，并且具有良好的加工性能和机械性能。钕铁硼注塑磁材料是由钕铁硼磁粉与粘结剂共同加热混炼得到的产物；生产制造过程中需要将粘结剂加热到熔点以上的温度，使粘结剂呈熔融状态与钕铁硼磁粉一起进行混炼。其中，pa12的熔点为172～178℃，pps的熔点为285～300℃，因此注塑磁体在挤出造粒和注射成型的加工过程中温度通常达到220～310℃。

4、在前期混料工序中钕铁硼磁粉和粘结剂混合在一起，共同经历挤出造粒和注射成型的较高温度环境，因为磁粉中含有高化学活性的稀土元素极易发生氧化，造成注塑磁体的性能降低。而钕铁硼注塑磁材料的受热氧化降解是一种自催化反应过程，在高活性金属nd及fe的催化下，甚至在120～160℃温度下都有可能发生，氧化的结果会导致分子链断裂、分子量降低、大分子结构改变等化学变化，使磁性材料性能大幅度降低。因此，在钕铁硼注塑磁材料的配方体系中需要添加抗氧剂，这也是提高钕铁硼注塑磁体的耐热性能的有效方法。

5、现有的钕铁硼注塑磁材料的抗氧剂按照作用原理主要包括两类，其一为受阻酚类、仲芳胺类化合物及其衍生物，属于链终止型或游离基捕捉剂；其二为亚磷酸酯、硫代二丙酸酯、酰胺类及酰肼类等，属于预防性抗氧剂或氢过氧化物分解剂。然而，这两类抗氧剂的抗氧效果都很有限，无法保证钕铁硼注塑磁材料在高温工作温度时的性能，或是造成钕铁硼注塑磁材料的磁性能降低的缺陷；同时，部分抗氧剂和钕铁硼注塑磁材料中的粘结剂的相容性差，容易出现抗氧剂析出、起霜、结垢等缺陷。

6、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种钕铁硼塑磁材料用复合抗氧剂，用于同时解决上述现有抗氧剂在抗氧效果、高温性能和相容性等方面的缺陷。

2、本发明的第二目的在于提供一种所述的钕铁硼塑磁材料用复合抗氧剂的制备方法。

3、本发明的第三目的在于提供一种钕铁硼塑磁材料。

4、本发明的第四目的在于提供一种塑磁制品。

5、为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

6、一种钕铁硼塑磁材料用复合抗氧剂，包括按重量份数计的如下组分：

7、第一抗氧剂40～80份、第二抗氧剂8～40份、成核剂5～30份和相容剂1～15份；

8、其中，所述第一抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，所述第二抗氧剂为亚磷酸酯抗氧剂，所述成核剂包括芳基磷酸酯盐类。

9、所述的钕铁硼塑磁材料用复合抗氧剂的制备方法，包括如下步骤：

10、将第一抗氧剂、第二抗氧剂、成核剂和相容剂混炼至均匀，而后挤出造粒后得到复合抗氧剂。

11、一种钕铁硼塑磁材料，包括所述的钕铁硼塑磁材料用复合抗氧剂。

12、一种塑磁制品，包括所述的钕铁硼塑磁材料。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

14、(1)本发明通过采用两种不同的抗氧剂并按照一定比例混合、改性混炼，发挥抗氧化的协同效应；通过采用成核剂可以加速和增幅抗氧化效果，增加塑磁材料的高温稳定性；通过采用相容剂改善各组分之间的相容性，提高界面粘结效果。

15、(2)本发明结合了第一抗氧剂、第二抗氧剂、成核剂和相容剂的原料优点，改进了传统抗氧剂的性能，得到的复合抗氧剂具有更好的抗氧化功效，化学稳定性好，使用安全可靠，能够广泛地用于制作各类钕铁硼塑磁材料产品。

16、(3)本发明的复合抗氧剂工艺提升了目前钕铁硼注塑磁体的使用温度上限，拓宽了使用领域，增加了其稳定性和可靠性；具体而言，钕铁硼/尼龙12注塑磁体的最高使用温度由120℃提高到了135℃，钕铁硼/pps注塑磁体的最高使用温度由160℃提高到了178℃。

17、(4)本发明的复合抗氧剂实现了钕铁硼注塑磁体的磁性能的显著提高，(bh)max提高10％，解决了钕铁硼在较高温度的加工过程环境下易氧化导致磁性能较低的技术难题。

18、(5)通常抗氧剂主要为粉末形式，在称量、使用时容易损失，造成粉尘污染，本发明通过挤出和造粒制备得到的复合抗氧剂，直接呈颗粒化，有利用固定两种抗氧剂的配合比例，使协同效应达到最大化效果且不受制备工艺的损失。

技术特征：

1.一种钕铁硼塑磁材料用复合抗氧剂，其特征在于，所述复合抗氧剂包括按重量份数计的如下组分：

2.根据权利要求1所述的钕铁硼塑磁材料用复合抗氧剂，其特征在于，所述复合抗氧剂包括按重量百分比计的如下组分：

3.根据权利要求1所述的钕铁硼塑磁材料用复合抗氧剂，其特征在于，所述第一抗氧剂包括抗氧剂1098、抗氧剂245、抗氧剂1010或抗氧剂1076中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的钕铁硼塑磁材料用复合抗氧剂，其特征在于，所述第二抗氧剂包括抗氧剂618、抗氧剂168、抗氧剂624或抗氧剂tnp中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的钕铁硼塑磁材料用复合抗氧剂，其特征在于，所述成核剂包括na11、na21、np508或np509中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的钕铁硼塑磁材料用复合抗氧剂，其特征在于，所述相容剂包括甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的至少一种。

7.如权利要求1～6任一项所述的钕铁硼塑磁材料用复合抗氧剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的钕铁硼塑磁材料用复合抗氧剂的制备方法，其特征在于，在所述挤出造粒中，加料段温度为180℃～190℃，压缩段的温度为190℃～220℃，均化段温度为200℃～215℃。

9.一种钕铁硼塑磁材料，其特征在于，所述钕铁硼塑磁材料包括如权利要求1～6任一项所述的钕铁硼塑磁材料用复合抗氧剂。

10.一种塑磁制品，其特征在于，所述塑磁制品包括如权利要求9所述的钕铁硼塑磁材料。

技术总结
本发明提供了一种钕铁硼塑磁材料用复合抗氧剂及其制备方法和应用，涉及塑磁材料技术领域。具体而言，包括按重量份数计的如下组分：第一抗氧剂40～80份、第二抗氧剂8～40份、成核剂5～30份和相容剂1～15份；其中，所述第一抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，所述第二抗氧剂为亚磷酸酯抗氧剂，所述成核剂包括芳基磷酸酯盐类。本发明的复合抗氧剂在结合各原料成分的优势的同时，有效地发挥了两种抗氧剂间的协同作用，使复合抗氧剂在用于钕铁硼塑磁材料时，使塑磁材料具有良好的抗氧化效果、高温稳定性和相容性，具有良好的应用前景。

技术研发人员：熊君,张鹏杰,孙威,马斌,魏汉中,王继全
受保护的技术使用者：北矿磁材科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24