阅读说明：本技术 一种磁性塑料及其制备方法 (Magnetic plastic and preparation method thereof ) 是由 时乾中 朱平 于 2018-06-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种磁性塑料,由以下重量份的原料组成：低密度聚乙烯20-40份、二乙烯基苯15-25份、二氧化硅包覆的四氧化三铁颗粒6-8份、邻甲基苯二醇3-5份、增塑剂4-6份、己内酰胺1-2份、纤维素纳米晶1-2份、抗静电剂3-4份、粘胶纤维2-4份、稳定剂1-2份、乙二醇月桂酸酰胺2-4份、硅酸钠2-4份、氧化钙4-8份、聚多巴胺3-5份、硬脂酸钡2-4份、己内酰胺1-3份、炭黑3-5份、有机硅树脂5-15份、润滑剂3-5份、抗氧剂2-4份。本发明具有成分均匀稳定、防潮防腐,具有磁性材料的功能,而且具有优良的理化性能与磁性,力学性能优异,加工性能优越,生产工艺简单,成本低,材质轻便,易加工,可广泛用于电子、光电、通信、生活等领域。(The invention discloses a magnetic plastic which is prepared from the following raw materials in parts by weight: 20-40 parts of low-density polyethylene, 15-25 parts of divinylbenzene, 6-8 parts of silicon dioxide coated ferroferric oxide particles, 3-5 parts of o-methylbenzene glycol, 4-6 parts of plasticizer, 1-2 parts of caprolactam, 1-2 parts of cellulose nanocrystal, 3-4 parts of antistatic agent, 2-4 parts of viscose, 1-2 parts of stabilizer, 2-4 parts of ethylene glycol lauric acid amide, 2-4 parts of sodium silicate, 4-8 parts of calcium oxide, 3-5 parts of polydopamine, 2-4 parts of barium stearate, 1-3 parts of caprolactam, 3-5 parts of carbon black, 5-15 parts of organic silicon resin, 3-5 parts of lubricant and 2-4 parts of antioxidant. The invention has the advantages of uniform and stable components, moisture resistance, corrosion resistance, magnetic material function, excellent physical and chemical properties, excellent mechanical properties, excellent processing performance, simple production process, low cost, light and convenient material, easy processing and wide application in the fields of electronics, photoelectricity, communication, life and the like.)

一种磁性塑料及其制备方法

技术领域

本发明涉及材料科学技术领域，具体是一种磁性塑料及其制备方法。

背景技术

磁性塑料主要是指带有磁性的塑料制品，具有密度小、耐冲击强度大等特点，其制品可进行切割、切削、钻孔、焊接、层压和压花等加工，被广泛应用于电子、电气、仪器仪表、通讯、文教、医疗卫生及日常生活中的诸多领域。同时，可加工成尺寸精度高、薄壁、复杂性状的制品，可成型带嵌件制品，实现电磁设备的小型化、轻量化、精密化和高性能化。因此，在某些新的领域，烧结磁体正在逐步被磁性塑料代替。同时，磁性塑料比烧结磁体耗能低，完全符合国家建设资源节约型、环境友好型社会的战略部署。我国的磁性塑料发展较晚，但近年来发展迅速，已经进入了实用阶段，广泛用于航空航天、汽车、彩电、计算机、复印机等领域。在计算机软驱电机、复印机显影辊、定影辊、汽车集成仪表、机械手、机器人的控制元件等方面，磁性塑料已经取代了传统烧结磁体。

但现有的磁性塑料多是在塑料中直接添加磁性粉末，成为复合的磁性塑料，但是磁性粉末与塑料本体的结合较差，导致磁性塑料的性能不稳定；或者粉末在塑料本体中易于团聚，分散性差，使得磁性塑料不均一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成分均匀稳定的磁性塑料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种磁性塑料，由以下重量份的原料组成：低密度聚乙烯20-40份、二乙烯基苯15-25份、二氧化硅包覆的四氧化三铁颗粒6-8份、邻甲基苯二醇3-5份、增塑剂4-6份、己内酰胺1-2份、纤维素纳米晶1-2份、抗静电剂3-4份、粘胶纤维2-4份、稳定剂1-2份、乙二醇月桂酸酰胺2-4份、硅酸钠2-4份、氧化钙4-8份、聚多巴胺3-5份、硬脂酸钡2-4份、己内酰胺1-3份、炭黑3-5份、有机硅树脂5-15份、润滑剂3-5份、抗氧剂2-4份。

作为本发明进一步的方案：所述磁性塑料，由以下重量份的原料组成：低密度聚乙烯25-35份、二乙烯基苯18-22份、二氧化硅包覆的四氧化三铁颗粒6.5-7.5份、邻甲基苯二醇3.5-4.5份、增塑剂4.5-5.5份、己内酰胺1.2-1.8份、纤维素纳米晶1.2-1.8份、抗静电剂3.2-3.8份、粘胶纤维2.5-3.5份、稳定剂1.2-1.8份、乙二醇月桂酸酰胺2.5-3.5份、硅酸钠2.5-3.5份、氧化钙5-7份、聚多巴胺3.5-4.5份、硬脂酸钡2.5-3.5份、己内酰胺1.5-2.5份、炭黑3.5-4.5份、有机硅树脂8-12份、润滑剂3.5-4.5份、抗氧剂2.5-3.5份。

作为本发明进一步的方案：所述磁性塑料，由以下重量份的原料组成：低密度聚乙烯30份、二乙烯基苯20份、二氧化硅包覆的四氧化三铁颗粒7份、邻甲基苯二醇4份、增塑剂5份、己内酰胺1.5份、纤维素纳米晶1.5份、抗静电剂3.5份、粘胶纤维3份、稳定剂1.5份、乙二醇月桂酸酰胺3份、硅酸钠3份、氧化钙6份、聚多巴胺4份、硬脂酸钡3份、己内酰胺2份、炭黑4份、有机硅树脂10份、润滑剂4份、抗氧剂3份。

作为本发明进一步的方案：所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡或聚丙烯蜡中的任一种。

作为本发明进一步的方案：所述抗氧剂是抗氧剂1010或抗氧剂168或抗氧剂TNP。

作为本发明进一步的方案：所述增塑剂为DEHP、DOP、DBP中的一种。

所述磁性塑料的制备方法，具体步骤如下：

（1）按照重量份称取各原料；

（2）共沉淀法合成四氧化三铁纳米颗粒，取磁性四氧化三铁纳米颗粒，超声分散于溶剂中，搅拌条件下滴加氨水使其pH为8-11，然后加入正硅酸乙酯，于30-50℃反应3-5h，磁性分离得到二氧化硅包覆的四氧化三铁颗粒；

（3）将低密度聚乙烯、有机硅树脂、二乙烯基苯、邻甲基苯二醇、增塑剂、己内酰胺、纤维素纳米晶、抗静电剂、乙二醇月桂酸酰胺、硅酸钠、己内酰胺、炭黑、氧化钙、粘胶纤维于混合机中于60-80℃下进行混合1-3h至均匀，得到混合物一；

（4）将混合物一与稳定剂、聚多巴胺、润滑剂加入到反应釜中，在温度为85-95℃，惰性气体保护的氛围下搅拌反应3-5h，得到混合物二；

（5）将硬脂酸钡和抗氧剂加入到混合物二中，搅拌混合均匀后，于高速混合机中，在200-220℃下加热熔融搅拌，得到聚合混合物；

（6）将步骤（2）制得的二氧化硅包覆的四氧化三铁颗粒加入制得的聚合混合物中，以100-140r/min的转速搅拌1-2h，使包覆于四氧化三铁颗粒表面的二氧化硅均匀分散于聚合混合物中；然后置于模具中，真空脱泡后，采用阶梯升温法使其固化，然后冷却至室温，得到磁性塑料。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤（6）中阶梯升温法固化的具体条件为于200-210℃固化2-4h，然后于210-220℃固化1-3h，最后于220-230℃固化1-2h。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明具有成分均匀稳定、防潮防腐，具有磁性材料的功能，而且具有优良的理化性能与磁性，力学性能优异，加工性能优越，生产工艺简单，成本低，材质轻便，易加工，可广泛用于电子、光电、通信、生活等领域。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种磁性塑料，由以下重量份的原料组成：低密度聚乙烯20份、二乙烯基苯15份、二氧化硅包覆的四氧化三铁颗粒6份、邻甲基苯二醇3份、增塑剂4份、己内酰胺1份、纤维素纳米晶1份、抗静电剂3份、粘胶纤维2份、稳定剂1份、乙二醇月桂酸酰胺2份、硅酸钠2份、氧化钙4份、聚多巴胺3份、硬脂酸钡2份、己内酰胺1份、炭黑3份、有机硅树脂5份、润滑剂3份、抗氧剂2份。

所述磁性塑料的制备方法，具体步骤如下：

（1）按照重量份称取各原料；

（2）共沉淀法合成四氧化三铁纳米颗粒，取磁性四氧化三铁纳米颗粒，超声分散于溶剂中，搅拌条件下滴加氨水使其pH为8，然后加入正硅酸乙酯，于30℃反应3h，磁性分离得到二氧化硅包覆的四氧化三铁颗粒；

（3）将低密度聚乙烯、有机硅树脂、二乙烯基苯、邻甲基苯二醇、增塑剂、己内酰胺、纤维素纳米晶、抗静电剂、乙二醇月桂酸酰胺、硅酸钠、己内酰胺、炭黑、氧化钙、粘胶纤维于混合机中于60℃下进行混合1h至均匀，得到混合物一；

（4）将混合物一与稳定剂、聚多巴胺、润滑剂加入到反应釜中，在温度为85℃，惰性气体保护的氛围下搅拌反应3h，得到混合物二；

（5）将硬脂酸钡和抗氧剂加入到混合物二中，搅拌混合均匀后，于高速混合机中，在200℃下加热熔融搅拌，得到聚合混合物；

（6）将步骤（2）制得的二氧化硅包覆的四氧化三铁颗粒加入制得的聚合混合物中，以100r/min的转速搅拌1h，使包覆于四氧化三铁颗粒表面的二氧化硅均匀分散于聚合混合物中；然后置于模具中，真空脱泡后，采用阶梯升温法使其固化，然后冷却至室温，得到磁性塑料；阶梯升温法固化的具体条件为于200℃固化2h，然后于210℃固化1h，最后于220℃固化1h。

实施例2

一种磁性塑料，由以下重量份的原料组成：低密度聚乙烯25份、二乙烯基苯18份、二氧化硅包覆的四氧化三铁颗粒6.5份、邻甲基苯二醇3.5份、增塑剂4.5份、己内酰胺1.2份、纤维素纳米晶1.2份、抗静电剂3.2份、粘胶纤维2.5份、稳定剂1.2份、乙二醇月桂酸酰胺2.5份、硅酸钠2.5份、氧化钙5份、聚多巴胺3.5份、硬脂酸钡2.5份、己内酰胺1.5份、炭黑3.5份、有机硅树脂8份、润滑剂3.5份、抗氧剂2.5份。

所述磁性塑料的制备方法，具体步骤如下：

（1）按照重量份称取各原料；

（2）共沉淀法合成四氧化三铁纳米颗粒，取磁性四氧化三铁纳米颗粒，超声分散于溶剂中，搅拌条件下滴加氨水使其pH为9，然后加入正硅酸乙酯，于35℃反应3.5h，磁性分离得到二氧化硅包覆的四氧化三铁颗粒；

（3）将低密度聚乙烯、有机硅树脂、二乙烯基苯、邻甲基苯二醇、增塑剂、己内酰胺、纤维素纳米晶、抗静电剂、乙二醇月桂酸酰胺、硅酸钠、己内酰胺、炭黑、氧化钙、粘胶纤维于混合机中于65℃下进行混合1.5h至均匀，得到混合物一；

（4）将混合物一与稳定剂、聚多巴胺、润滑剂加入到反应釜中，在温度为88℃，惰性气体保护的氛围下搅拌反应3.5h，得到混合物二；

（5）将硬脂酸钡和抗氧剂加入到混合物二中，搅拌混合均匀后，于高速混合机中，在205℃下加热熔融搅拌，得到聚合混合物；

（6）将步骤（2）制得的二氧化硅包覆的四氧化三铁颗粒加入制得的聚合混合物中，以110r/min的转速搅拌1.2h，使包覆于四氧化三铁颗粒表面的二氧化硅均匀分散于聚合混合物中；然后置于模具中，真空脱泡后，采用阶梯升温法使其固化，然后冷却至室温，得到磁性塑料；阶梯升温法固化的具体条件为于202℃固化2.5h，然后于212℃固化1.5h，最后于222℃固化1.2h。

实施例3

一种磁性塑料，由以下重量份的原料组成：低密度聚乙烯30份、二乙烯基苯20份、二氧化硅包覆的四氧化三铁颗粒7份、邻甲基苯二醇4份、增塑剂5份、己内酰胺1.5份、纤维素纳米晶1.5份、抗静电剂3.5份、粘胶纤维3份、稳定剂1.5份、乙二醇月桂酸酰胺3份、硅酸钠3份、氧化钙6份、聚多巴胺4份、硬脂酸钡3份、己内酰胺2份、炭黑4份、有机硅树脂10份、润滑剂4份、抗氧剂3份。

所述磁性塑料的制备方法，具体步骤如下：

（1）按照重量份称取各原料；

（2）共沉淀法合成四氧化三铁纳米颗粒，取磁性四氧化三铁纳米颗粒，超声分散于溶剂中，搅拌条件下滴加氨水使其pH为9.5，然后加入正硅酸乙酯，于40℃反应4h，磁性分离得到二氧化硅包覆的四氧化三铁颗粒；

（3）将低密度聚乙烯、有机硅树脂、二乙烯基苯、邻甲基苯二醇、增塑剂、己内酰胺、纤维素纳米晶、抗静电剂、乙二醇月桂酸酰胺、硅酸钠、己内酰胺、炭黑、氧化钙、粘胶纤维于混合机中于70℃下进行混合2h至均匀，得到混合物一；

（4）将混合物一与稳定剂、聚多巴胺、润滑剂加入到反应釜中，在温度为90℃，惰性气体保护的氛围下搅拌反应4h，得到混合物二；

（5）将硬脂酸钡和抗氧剂加入到混合物二中，搅拌混合均匀后，于高速混合机中，在210℃下加热熔融搅拌，得到聚合混合物；

（6）将步骤（2）制得的二氧化硅包覆的四氧化三铁颗粒加入制得的聚合混合物中，以120r/min的转速搅拌1.5h，使包覆于四氧化三铁颗粒表面的二氧化硅均匀分散于聚合混合物中；然后置于模具中，真空脱泡后，采用阶梯升温法使其固化，然后冷却至室温，得到磁性塑料；阶梯升温法固化的具体条件为于205℃固化3h，然后于215℃固化2h，最后于225℃固化1.5h。

实施例4

一种磁性塑料，由以下重量份的原料组成：低密度聚乙烯35份、二乙烯基苯22份、二氧化硅包覆的四氧化三铁颗粒7.5份、邻甲基苯二醇4.5份、增塑剂5.5份、己内酰胺1.8份、纤维素纳米晶1.8份、抗静电剂3.8份、粘胶纤维3.5份、稳定剂1.8份、乙二醇月桂酸酰胺3.5份、硅酸钠3.5份、氧化钙7份、聚多巴胺4.5份、硬脂酸钡3.5份、己内酰胺2.5份、炭黑4.5份、有机硅树脂12份、润滑剂4.5份、抗氧剂3.5份。

所述磁性塑料的制备方法，具体步骤如下：

（1）按照重量份称取各原料；

（2）共沉淀法合成四氧化三铁纳米颗粒，取磁性四氧化三铁纳米颗粒，超声分散于溶剂中，搅拌条件下滴加氨水使其pH为10，然后加入正硅酸乙酯，于45℃反应4.5h，磁性分离得到二氧化硅包覆的四氧化三铁颗粒；

（3）将低密度聚乙烯、有机硅树脂、二乙烯基苯、邻甲基苯二醇、增塑剂、己内酰胺、纤维素纳米晶、抗静电剂、乙二醇月桂酸酰胺、硅酸钠、己内酰胺、炭黑、氧化钙、粘胶纤维于混合机中于75℃下进行混合2.5h至均匀，得到混合物一；

（4）将混合物一与稳定剂、聚多巴胺、润滑剂加入到反应釜中，在温度为92℃，惰性气体保护的氛围下搅拌反应4.5h，得到混合物二；

（5）将硬脂酸钡和抗氧剂加入到混合物二中，搅拌混合均匀后，于高速混合机中，在215℃下加热熔融搅拌，得到聚合混合物；

（6）将步骤（2）制得的二氧化硅包覆的四氧化三铁颗粒加入制得的聚合混合物中，以130r/min的转速搅拌1.8h，使包覆于四氧化三铁颗粒表面的二氧化硅均匀分散于聚合混合物中；然后置于模具中，真空脱泡后，采用阶梯升温法使其固化，然后冷却至室温，得到磁性塑料；阶梯升温法固化的具体条件为于208℃固化3.5h，然后于218℃固化2.5h，最后于228℃固化1.8h。

实施例5

一种磁性塑料，由以下重量份的原料组成：低密度聚乙烯40份、二乙烯基苯25份、二氧化硅包覆的四氧化三铁颗粒8份、邻甲基苯二醇5份、增塑剂6份、己内酰胺2份、纤维素纳米晶2份、抗静电剂4份、粘胶纤维4份、稳定剂2份、乙二醇月桂酸酰胺4份、硅酸钠4份、氧化钙8份、聚多巴胺5份、硬脂酸钡4份、己内酰胺3份、炭黑5份、有机硅树脂15份、润滑剂5份、抗氧剂4份。

所述磁性塑料的制备方法，具体步骤如下：

（1）按照重量份称取各原料；

（2）共沉淀法合成四氧化三铁纳米颗粒，取磁性四氧化三铁纳米颗粒，超声分散于溶剂中，搅拌条件下滴加氨水使其pH为11，然后加入正硅酸乙酯，于50℃反应5h，磁性分离得到二氧化硅包覆的四氧化三铁颗粒；

（3）将低密度聚乙烯、有机硅树脂、二乙烯基苯、邻甲基苯二醇、增塑剂、己内酰胺、纤维素纳米晶、抗静电剂、乙二醇月桂酸酰胺、硅酸钠、己内酰胺、炭黑、氧化钙、粘胶纤维于混合机中于80℃下进行混合3h至均匀，得到混合物一；

（4）将混合物一与稳定剂、聚多巴胺、润滑剂加入到反应釜中，在温度为95℃，惰性气体保护的氛围下搅拌反应5h，得到混合物二；

（5）将硬脂酸钡和抗氧剂加入到混合物二中，搅拌混合均匀后，于高速混合机中，在220℃下加热熔融搅拌，得到聚合混合物；

（6）将步骤（2）制得的二氧化硅包覆的四氧化三铁颗粒加入制得的聚合混合物中，以140r/min的转速搅拌2h，使包覆于四氧化三铁颗粒表面的二氧化硅均匀分散于聚合混合物中；然后置于模具中，真空脱泡后，采用阶梯升温法使其固化，然后冷却至室温，得到磁性塑料；阶梯升温法固化的具体条件为于210℃固化4h，然后于220℃固化3h，最后于230℃固化2h。

所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡或聚丙烯蜡中的任一种。所述抗氧剂是抗氧剂1010或抗氧剂168或抗氧剂TNP。所述增塑剂为DEHP、DOP、DBP中的一种。

本发明具有成分均匀稳定、防潮防腐，具有磁性材料的功能，而且具有优良的理化性能与磁性，力学性能优异，加工性能优越，生产工艺简单，成本低，材质轻便，易加工，可广泛用于电子、光电、通信、生活等领域。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。