具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

<磁体预制件>

本发明的磁体预制件包括磁体本体和附着在所述磁体本体的表面的可膨胀层。将磁体预制件置于基体具有的凹槽中，然后固化，可膨胀层原位发生膨胀从而使得所述磁体本体与所述凹槽的内壁紧密结合，这样使得将磁体本体与基体牢固地结合。本发明的可膨胀组合物具有较高的结合力，进一步改善磁体本体与基体的结合力。

在本发明中，可膨胀层可以附着在磁体本体的多个表面。以块状磁体本体为例进行说明。在某些实施方案中，可膨胀层可以附着在块状磁体本体的四个表面，亦即前表面、后表面、左表面、右表面。这样有利于降低成本。在另一些实施方案中，可膨胀层可以附着在块状磁体本体的五个表面，亦即前表面、后表面、左表面、右表面和上表面。这样可以改善磁体的耐腐蚀性和结合力。在再一些实施方案中，可膨胀层可以附着在块状磁体本体的六个表面，亦即前表面、后表面、左表面、右表面、上表面和下表面。这样可以进一步改善磁体的耐腐蚀性和进一步提高结合力。

本发明的磁体本体可以为软磁体或永磁体。磁体的类型包括但不限于钐钴磁体或钕铁硼磁体。优选地，磁体本体为烧结钕铁硼磁体。

本发明的可膨胀层由可膨胀组合物形成。可膨胀组合物包括(1)聚磷酸铵、(2)脂肪族多元醇、(3)环氧树脂、(4)水溶性碳二亚胺或其盐和(5)N-羟基琥珀酰亚胺或其衍生物。在某些实施方式中，可膨胀组合物还含有溶剂。根据本发明的一个实施方式，可膨胀组合物由聚磷酸铵、脂肪族多元醇、环氧树脂、水溶性碳二亚胺或其盐和N-羟基琥珀酰亚胺或其衍生物和溶剂组成。这样的组合物在高温固化的过程中会膨胀，涂覆在磁体本体的表面，能够使磁体本体和基体之间具有很高的结合力；且该组合物还能够提高磁体的耐腐蚀性。

基于可膨胀组合物的总重量，聚磷酸铵的用量可以为10～25wt％；优选为12～20wt％；更优选为14～17wt％。这样能够使组合物达到适当的膨胀率，提高磁体本体与基体的结合力和耐腐蚀性。

聚磷酸铵是正磷酸铵和多种聚磷酸铵的混合物，含有的聚磷酸铵主要是焦磷酸铵和三聚磷酸铵、四聚磷酸铵。聚磷酸铵由过磷酸和氨反应或由正磷酸铵脱水而制得。

基于可膨胀组合物的总重量，脂肪族多元醇的用量可以为5～20wt％；优选为6～15wt％；更优选为8～12wt％。这样能够使组合物达到适当的膨胀率，提高磁体本体与基体的结合力和耐腐蚀性。

本发明的脂肪族多元醇可以为二元醇、三元醇、四元醇、五元醇中的一种或多种；优选地，脂肪族多元醇为四元醇。脂肪族多元醇可以为饱和脂肪族多元醇或不饱和脂肪族多元醇；优选地，脂肪族多元醇为饱和脂肪族多元醇。脂肪族多元醇可以含有2～20个碳原子；优选地，含有2～10个碳原子；更优选地，含有4～7个碳原子。根据本发明的一个实施方式，脂肪族多元醇为含有4～7个碳原的饱和脂肪族四元醇；优选地，脂肪族多元醇为季戊四醇。这样能够使组合物在高温下更好地膨胀，提高磁体本体和基体的结合力和耐腐蚀性。

二元醇的实例包括但不限于乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,2-戊二醇、1,3-戊二醇、1,4-戊二醇、1,5-戊二醇、2,3-戊二醇、2,4-戊二醇、2,5-戊二醇、1,2-己二醇、1,3-己二醇、1,4-己二醇、1,5-己二醇、1,6-己二醇、2,3-己二醇、2,4-己二醇、2,5-己二醇、2,6-己二醇、3,4-己二醇、3,5-己二醇、3,6-己二醇。三元醇的实例包括但不限于丙三醇、1,2,3-丁三醇、1,2,4-丁三醇、1,2,5-戊三醇、1,2,3-己三醇、1,2,6-己三醇、1,2,7-庚三醇、1,2,3-庚三醇。四元醇的实例包括但不限于丁四醇、季戊四醇。五元醇的实例包括但不限于戊五醇。

基于可膨胀组合物的总重量，环氧树脂的用量可以为20～50wt％；优选为25～45wt％；更优选为30～40wt％。这样能够使组合物具有优异的成膜性，提高磁体本体与基体的结合力。

环氧树脂是一种高分子聚合物，由环氧氯丙烷与双酚A或多元醇反应得到的缩聚产物。本发明的环氧树脂选自缩水甘油醚类环氧树脂，缩水甘油酯类环氧树脂，缩水甘油胺类环氧树脂，线型脂肪族类环氧树脂，脂环族类环氧树脂中的一种。

基于可膨胀组合物的总重量，水溶性碳二亚胺或其盐的用量可以为2～10wt％；优选为3～8wt％；更优选为4～6wt％。这样能够使组合物膨胀更加均匀，提高磁体本体与基体的结合力。

水溶性碳二亚胺或其盐可以选自水溶性碳二亚胺、水溶性碳二亚胺的盐酸盐、水溶性碳二亚胺的硫酸盐、水溶性碳二亚胺的磷酸盐、水溶性碳二亚胺的硝酸盐中的一种或多种；优选为水溶性碳二亚胺的盐酸盐。水溶性碳二亚胺可以选自如式(2)所示的化合物：

式(2)中，R₄、R₅、R₆分别独立地选自含有1～6个碳原子的烷基；优选地，R₄、R₅、R₆分别独立地选自含有1～3个碳原子的烷基。1～6个碳原子的烷基的实例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、1,1-二甲基乙基、戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1-乙基丙基、2-乙基丙基、1,1-二甲基丙基、2,2,-二甲基丙基、1,2,-二甲基丙基、己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、3-乙基丁基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基。1～3个碳原子的烷基的实例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基。

R₃选自含有1～6个碳原子的亚烷基；优选地，R₃选自含有2～4个碳原子的亚烷基。亚烷基的实例包括但不限于亚甲基、亚乙基、亚正丙基、亚正丁基、1-甲基亚乙基。

在某些实施方式中，水溶性碳二亚胺为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺。根据本发明的一个实施方式，水溶性碳二亚胺或其盐为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐。这样能够使组合物具有更高的结合力。

基于可膨胀组合物的总重量，N-羟基琥珀酰亚胺或其衍生物的用量可以为2～10wt％；优选为3～8wt％；更优选为4～6wt％。这样能够使组合物膨胀更加均匀，提高磁体本体与基体的结合力。

N-羟基琥珀酰亚胺或其衍生物的结构如式(1)所示：

式(1)中，R₁和R₂分别独立地选自H、含有1～6个碳原子的烷基；优选地，R₁和R₂分别独立地选自H、含有1～3个碳原子的烷基；更优选地，R₁和R₂均为H。含有1～6个碳原子的烷基的实例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、1,1-二甲基乙基、戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1-乙基丙基、2-乙基丙基、1,1-二甲基丙基、2,2,-二甲基丙基、1,2,-二甲基丙基、己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、3-乙基丁基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基。含有1～3个碳原子的烷基的实例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基。这样能够使组合物膨胀更加均匀，提高磁体本体与基体的结合力。

基于可膨胀组合物的总重量，溶剂的用量可以为20～50wt％；优选为25～40wt％；更优选为27～35wt％。溶剂可以包括饱和环酮和如式(3)所示的化合物：

其中，n为大于等于1的正整数。根据本发明的一个实施方式，溶剂由饱和环酮和式(3)所示的化合物组成。这样有助于使各个原料分散均匀，有助于提高磁体本体与基体的结合力和磁体的耐腐蚀性。

在本发明中，饱和环酮和式(3)所示的化合物的质量比可以为1:0.5～2；优选为1:0.5～1.5；更优选为1:0.7～1.2。这样有助于成膜的均匀性，从而助于提高磁体本体与基体的结合力和磁体的耐腐蚀性。

饱和环酮可以选自环丙酮、环丁酮、环戊酮、环己酮、环庚酮、环辛酮中的一种或多种；优选地，选自环戊酮、环己酮、环庚酮中的一种或多种；更优选为环己酮。

式(3)中，n为大于等于1的正整数；优选地，n为大于等于1且小于等于5的正整数；更优选地，n为大于等于1且小于等于3的正整数。在本发明的某些实施方式中，式(3)所示的化合物选自三乙烯四胺或二乙烯三胺中的一种或多种。根据本发明的一个实施方式，式(3)所示的化合物为三乙烯四胺。这样有助于使原料分散均匀，有助于高磁体本体与基体的结合力和磁体的耐腐蚀性。

<磁体组件>

本发明的磁体组件包括基体和如上所述的磁体预制件。基体上设置有用于容纳所述磁体预制件的凹槽。磁体预制件上至少一部分的可膨胀层设置在磁体本体与凹槽的内壁之间。将磁体预制件置于基体的凹槽内。磁体本体与凹槽之间的间隙充满可膨胀组合物。

基体上可以设置有至少一个凹槽。凹槽的数量大于等于磁体本体的数量。根据本发明的一个实施方式，凹槽的数量等于磁体本体的数量。

本发明的磁体预制件如前所述，这里不再赘述。根据本发明的一个实施方式，磁体预制件的磁体本体为烧结钕铁硼磁体。

<磁体组件的制备方法>

本发明的磁体组件通过喷涂、预固化和固化等步骤获得。用于喷涂在磁体本体的表面的可膨胀组合物可以采用如下方法制备得到。下面进行描述。

(a)将聚磷酸铵、脂肪族多元醇和环氧树脂反应，冷却，得到第一反应物；优选地，在溶剂存在下将聚磷酸铵、脂肪族多元醇和环氧树脂反应。

(b)将第一反应物与水溶性碳二亚胺或其盐和N-羟基琥珀酰亚胺或其衍生物反应，得到组合物。

根据本发明的一个实施方式，可膨胀组合物采用如下方法制备得到：

(a)在溶剂存在下，将聚磷酸铵、脂肪族多元醇和环氧树脂先在低温下反应，然后在高温下反应，冷却至室温(20～35℃)，得到第一反应物；

(b)将第一反应物与水溶性碳二亚胺或其盐反应，得到预反应物；将预反应物与N-羟基琥珀酰亚胺或其衍生物反应，得到组合物。

步骤(a)中，低温反应温度可以为30～60℃；优选为，40～55℃；更优选为45～53℃。低温反应时间可以为2～6h；优选为3～5.5h；更优选为3.5～5h。高温反应温度可以为70～90℃；优选为75～85℃；更优选为77～83℃。高温反应时间可以为1～4h；优选为1.5～3h；更优选为1.5～2.5h。

步骤(b)中，第一反应物与水溶性碳二亚胺或其盐的反应温度可以为20～35℃；优选为20～30℃；更优选为22～27℃。第一反应物与水溶性碳二亚胺或其盐的反应时间可以为1.5～5h；优选为2～4h；更优选为2.5～3.5h。预反应物与N-羟基琥珀酰亚胺或其衍生物的反应温度可以为20～35℃；优选为20～30℃；更优选为22～27℃。预反应物与N-羟基琥珀酰亚胺或其衍生物的反应时间可以为2～6h；优选为3～5h；更优选为3.5～4.5h。

在喷涂步骤中，将所述可膨胀组合物喷涂在所述磁体本体的表面。先将可膨胀组合物置于喷涂设备中预热。预热温度可以为40～70℃；优选为45～60℃；更优选为47～55℃。预热时间可以为2～10min；优选为3～8min；更优选为4～6min。喷涂设备的油量为10～50ml；优选为20～40ml；更优选为25～35ml。喷涂设备的压力为0.1～0.5MPa；优选为0.2～0.4MPa；更优选为0.25～0.35MPa。喷涂设备的步径可以为1～10cm；优选为2～7cm；更优选为3～5cm。喷涂后还可以包括流平的步骤。流平在20～35℃下进行；优选为在20～30℃进行；更优选为在22～27℃下。流平的时间可以为5～40min；优选为10～30min；更优选为15～25min。这样有助于成膜的均匀性。

在预固化步骤中，将所述磁体预制件预固化，得到磁体预制件。磁体预制件中的可膨胀组合物经过预固化形成可膨胀层。预固化温度可以为80～150℃；优选为90～120℃；更优选为95～110℃。预固化时间可以为10～40min；优选为15～30min；更优选为17～25min。

在固化步骤中，将所述磁体预制件置于所述凹槽，然后固化，所述可膨胀层发生膨胀从而将所述磁体本体与所述凹槽的内壁紧密结合，得到所述磁体组件。固化温度可以为200～280℃；优选为210～250℃；更优选为215～230℃。固化时间可以为15～50min；优选为20～40min；更优选为25～35min。

下面描述实施例和比较例的测试方法：

(1)可膨胀层的高温膨胀率，采用如下公式计算得到：

k＝H/h×100％；

其中，k—高温膨胀率；

H—固化后可膨胀层厚度；

h—预固化后可膨胀层厚度。

(2)中性盐雾测试：按照GB/T10125-2012中的规定进行测试。

(3)结合力测试：按照GB/T39494-2020中第4章拉开法部分的规定进行测试。

下面介绍原料：

环氧树脂：双酚A环氧树脂(E-51)购买自无锡市长干化工有限公司

聚磷酸铵：购买自寿光普尔化工有限公司

实施例1和比较例1～3

按照表1的配方，将聚磷酸铵、季戊四醇、环氧树脂、三乙烯四胺和环己酮在50℃下反应4h，然后升温至80℃反应2h，冷却至室温，得到第一反应物。

将第一反应物与1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)在25℃下反应3h，得到预反应物；然后将预反应物与N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)在25℃下反应4h，得到可膨胀组合物(实施例1和比较例3)或不膨胀组合物(比较例1～2)。

表1

将可膨胀组合物(实施例1和比较例3)或不膨胀组合物(比较例1～2)置于喷涂设备中在50℃下预热5min，然后对块状烧结钕铁硼磁体的六个表面(前表面、后表面、左表面、右表面、下表面和上表面)进行喷涂(喷涂设备的参数设置为：油量：30ml、压力：0.3MPa、步径：4cm)，形成预喷涂体。将预喷涂体在25℃下流平20min。然后在100℃下预固化20min，得到磁体预制件。该磁体预制件包括磁体本体和附着在磁体本体的表面的可膨胀层(实施例1和比较例3)或不膨胀层(比较例1～2)。

将磁体预制件插入基体的凹槽内，磁体预制件的一部分表面裸露在基体外。然后在220℃下固化30min，实施例1和比较例3的可膨胀层发生膨胀从而将磁体本体与凹槽的内壁紧密结合，得到磁体组件。比较例1～2的不膨胀层不发生膨胀，得到磁体组件。性能如表2所示。

表2

本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。