一种定位吸附磁体及其制备方法和应用

文档序号:662767 发布日期:2021-04-27 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 一种定位吸附磁体及其制备方法和应用 (Positioning adsorption magnet and preparation method and application thereof ) 是由 饶钦盛 安爱民 汪小明 卢峰 于 2020-12-11 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种定位吸附磁体及其制备方法和应用。这种定位吸附磁体是通过以下步骤的制备方法制得:将磁粉和粘结剂混合,然后注塑成型,充磁。本发明提供了一种通过注塑成型得到的定位吸附磁体,具有生产工艺简单,操作流程短,成本低,磁性能好,电阻率大等优点,应用前景广阔。(The invention discloses a positioning adsorption magnet and a preparation method and application thereof. The positioning adsorption magnet is prepared by the following preparation method: mixing the magnetic powder and the binder, then performing injection molding and magnetizing. The positioning adsorption magnet obtained through injection molding has the advantages of simple production process, short operation flow, low cost, good magnetic property, high resistivity and the like, and has wide application prospect.)

一种定位吸附磁体及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及磁性材料技术领域,特别涉及一种定位吸附磁体及其制备方法和应用。

背景技术

目前,有很多场合需要用到定位吸附,例如手机无线充电时,充电端的线圈需要与手机端线圈对正,这样充电的效率才能达到最高。现有的技术方案中,是用36片(更多或更少)高性能烧结钕铁硼片,充磁(单面或双面充两极)后拼接成圆环。分别制成两个磁极相反的部件1和部件2(参见附图1),然后当这两个部件相互靠近时,在磁吸力的作用下,完成定位吸附。

现有的技术方案采用拼接的方式,而不用整体圆环的方式,主要有以下两个原因:1、烧结钕铁硼为脆性材料,整体薄片结构,容易破损,后加工(电镀等)困难;2、整体圆环电阻率小,在充电时,会产生涡流,不但影响充电效率,且会造成温升。因此,目前工艺尚存在生产工艺复杂,操作流程长,成本过高等缺点。

发明内容

为了克服上述现有技术定位吸附磁体存在的问题,本发明的目的之一在于提供一种具有生产工艺简单,操作流程短,成本低等优点的定位吸附磁体,本发明的目的之二在于提供这种定位吸附磁体的制备方法,本发明的目的之三在于提供这种定位吸附磁体的应用。

为了实现上述目的,本发明所采取的技术方案是:

本发明的第一方面提供了一种定位吸附磁体的制备方法,包括以下步骤:

将磁粉和粘结剂混合,然后注塑成型,充磁,得到所述的定位吸附磁体。

优选的,所述定位吸附磁体的制备方法中,所述磁粉与所述粘结剂的质量比为10:(0.5~2);进一步优选的,所述磁粉与所述粘结剂的质量比为10:(0.8~1.2)。

优选的,所述定位吸附磁体的制备方法中,所述磁粉包括铝镍钴系永磁合金粉、铁钴系永磁合金粉、永磁铁氧体粉、稀土永磁粉中的至少一种;进一步优选的,所述磁粉包括永磁铁氧体磁粉、钕铁硼磁粉中的至少一种。在本发明的一些实施例中,所述磁粉选自异性铁氧体磁粉、异性钕铁硼磁粉中的至少一种。

优选的,所述定位吸附磁体的制备方法中,所述粘结剂包括聚酰胺(PA)、氯化聚乙烯(CPE)、丁腈橡胶(NBR)、氢化丁腈橡胶(HNBR)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯硫醚(PPS)、环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯丙烯酸乙酯(EEA)、热塑性弹性体(TPE)、异戊二烯橡胶(IR)、丁基橡胶(IIR)、氯丁橡胶(CR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、天然橡胶(NR)、乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液(EVA乳液)、丙苯乳液、硅丙乳液、纯丙乳液、醋丙乳液、聚氨酯乳液、硅胶中的至少一种。其中,热塑性弹性体包括聚烯烃热塑性弹性体(POE)、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、苯乙烯系热塑性弹性体(SBS)、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)中的至少一种。进一步优选的,所述粘结剂选自聚酰胺、氯化聚乙烯、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、聚苯硫醚、环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、异戊二烯橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、天然橡胶、硅胶中的至少一种。

优选的,所述定位吸附磁体的制备方法中,还包括加入助剂混合。

所述定位吸附磁体的制备方法中,可以根据实际需要添加助剂满足生产或者应用的要求。助剂的添加量以满足生产或者应用的需求为宜。在本发明的一些实施例中,助剂的用量为磁粉和粘结剂总质量的0.05%~5%,优选为0.1%~2%。

优选的,所述定位吸附磁体的制备方法中,所述助剂包括抗氧剂、稳定剂、润滑剂、偶联剂、紫外线吸收剂、分散剂、消泡剂、增稠剂、增塑剂中的至少一种。

优选的,所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、无机磷酸盐类抗氧剂中的至少一种。

优选的,所述稳定剂为铅盐稳定剂、金属皂稳定剂、有机锡稳定剂、有机锑稳定剂、有机稀土稳定剂、钙锌稳定剂、环氧大豆油中的至少一种。

优选的,所述润滑剂为硅油、硅酮粉、白矿油、植物油、脂肪酸酰胺、硬脂酸、硬脂酸盐、褐煤酸盐、石蜡、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、季戊四醇双硬脂酸酯中的至少一种。

优选的,所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂、稀土偶联剂中的至少一种。

优选的,所述紫外线吸收剂为二苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸酯类、三嗪类、取代丙烯腈类、受阻胺类光稳定剂中的至少一种。

优选的,所述分散剂为油酸钠、羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐、十八碳烯胺醋酸盐、烷基季铵盐、氨基丙胺二油酸酯、改性的多胺基酰胺磷酸盐、脂肪酸环氧乙烷加成物、聚乙二醇型多元醇、聚乙烯亚胺衍生物、磷酸酯盐高分子聚合物、油氨基油酸酯中的至少一种。

优选的,所述消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚消泡剂、聚醚改性有机硅消泡剂、矿物油及其改性物、天然油脂中的至少一种。

优选的,所述增稠剂为天然增稠剂、纤维素类增稠剂、无机增稠剂、合成高分子增稠剂中的至少一种。

优选的,所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂、脂肪酸酯类增塑剂、磷酸酯类增塑剂、环氧酯类增塑剂中的至少一种。

优选的,所述定位吸附磁体的制备方法中,所述注塑是在磁场强度为0T~3T下进行注塑。当磁场强度为0T时,即为无取向注塑,此时采用的磁粉为同性磁粉,比如同性铁氧体磁粉、同性钕铁硼磁粉;当磁场强度不为0T时,即为取向注塑。当注塑为取向注塑时,注塑的磁场强度优选为100mT~3T,进一步优选为600mT~1T。

优选的,所述定位吸附磁体的制备方法中,所述注塑的注塑温度为230℃~280℃;进一步优选的,所述注塑的注塑温度为245℃~265℃。

优选的,所述定位吸附磁体的制备方法中,所述注塑的注塑压力为0.3MPa~1MPa;进一步优选的,所述注塑的注塑压力为0.5MPa~0.7MPa。

优选的,所述注塑时,注塑的模具温度为50℃~160℃;进一步优选的,所述注塑的模具温度为120℃~150℃。

优选的,所述定位吸附磁体的制备方法中,所述注塑的方式包括轴向取向注塑、极间取向注塑中的至少一种。所述轴向取向注塑或极间取向注塑这些取向注塑是指在注塑时同时进行取向(轴向取向或者极间取向)。其中,轴向取向是指外磁场N极、S极及分别在产品的上方和下方,从而获得沿着磁体厚度方向均匀分布的取向场,在注塑时磁粉的易磁化方向沿着磁场方向排列,轴向取向的示意图可参见附图2。极间取向是指外磁场的N极、S极在产品的同一端,从而获得弧形的取向场,在注塑时磁粉的易磁化方向沿着磁场方向排列,极间取向的示意图可参见附图3。通过极间取向的方式,在随后的充磁时,可以使磁体一面的漏磁减少,从而强化工作面的磁性。

优选的,所述定位吸附磁体的制备方法中,所述定位吸附磁体的形状包括圆环、弧形、椭圆形、矩形中的至少一种;进一步优选的,所述定位吸附磁体的形状包括圆环和/或弧形。定位吸附磁体的形状可以根据实际需要进行调整,继而通过选用对应形状的模具进行注塑加工。

优选的,当所述定位吸附磁体的形状为圆环时,圆环的内径为40mm~50mm,外径为50mm~60mm,内径和外径不同时为50mm;进一步优选的,圆环的内径为40mm~48mm,外径为50mm~60mm;再进一步优选的,圆环的内径为44mm~48mm,外径为52mm~56mm。圆环的厚度可以根据实际需要调整,比如厚度为0.2mm~3mm。在本发明的一些实施例中,圆环的厚度为0.5mm~1mm。

本发明的第二方面提供了根据本发明第一方面所述制备方法制得的定位吸附磁体。

本发明的第三方面提供了一种定位吸附组件,包括至少两个根据本发明第二方面所述的定位吸附磁体,所述两个定位吸附磁体的磁极相反。

本发明的第四方面提供了根据本发明第二方面所述的定位吸附磁体在电子领域、机械领域、玩具领域、包装领域、家居领域或航天航空领域中的应用。

在本发明的一些实施例中,将定位吸附磁体应用在无线充电中,比如在电子设备上设置本发明提供的定位吸附磁体,可以实现与无线充电器的精准定位吸附。

在本发明的一些实施例中,将定位吸附磁体应用在手机中,比如在手机中设置本发明提供的定位吸附磁体,可以实现与无线充电器或者车载手机支架的精准定位吸附。

在本发明的一些实施例中,将定位吸附磁体应用在手机壳中,比如在手机壳中设置本发明提供的定位吸附磁体,则应用这种手机壳的手机可以实现与无线充电器或者车载手机支架的精准定位吸附。

在本发明的一些实施例中,将定位吸附磁体应用在玩具中,比如在电子玩具中设置本发明提供的定位吸附磁体,可以实现与无线充电器的精准定位吸附;或者是在第一个玩具中设置第一定位吸附磁体,在第二个玩具中设置第二定位吸附磁体,所述第一定位吸附磁体与所述第二定位吸附磁体的磁极相反,采用这两个定位吸附磁体形成的定位吸附组件,可以实现两个玩具之间的精准定位吸附。

本发明的有益效果是:

本发明提供了一种通过注塑成型得到的定位吸附磁体,具有生产工艺简单,操作流程短,成本低,磁性能好,电阻率大等优点,应用前景广阔。

具体来说,与现有技术相比,本发明具有以下优点:

1、通过注塑的方式,制备得到定位吸附用的高性能磁体,磁体整体注塑成型,工艺简便,成本低。

2、通过调整粘结剂的方式,本发明得到的注塑磁体可以是刚性的,也可以是柔性的,使用灵活方便,用途广泛。

3、本发明提供的注塑磁体电阻率大,充电时对电磁波的干扰小、温升小,做成整体亦可以防止充电时发热。

4、注塑成型的方式多样,既可以通过取向注塑,实现普通的轴向取向、充磁,也可以通过极间取向、充磁,强化工作面的磁性,从而达到更好的定位吸附功能。

附图说明

图1为现有技术定位吸附组件示意图;

图2为轴向取向示意图;

图3为极间取向示意图;

图4为本发明定位吸附组件示意图。

具体实施方式

以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。实施例和对比例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明,均可从常规商业途径得到,或者可以通过现有技术方法得到。除非特别说明,试验或测试方法均为本领域的常规方法。

实施例1

将异性铁氧体磁粉、聚酰胺粘结剂、硅烷偶联剂和邻苯二甲酸酯类增塑剂混合,造粒,其中,异性铁氧体磁粉与聚酰胺粘结剂的质量比为10:1,硅烷偶联剂和邻苯二甲酸酯类增塑剂的用量分别占异性铁氧体磁粉和聚酰胺粘结剂质量之和1%;然后在取向场为1T的条件下,进行轴向取向注塑成圆环,轴向取向示意图可见图2,其中,注塑温度为260℃,注塑压力为0.6MPa,注塑的模具温度为120℃,所制得圆环的内径为46.1mm,外径为54.1mm,厚度为1mm;待注塑成型的产品退磁后,充磁,得到本例的定位吸附磁体。

实施例2

将异性钕铁硼磁粉、聚酰胺粘结剂、硅烷偶联剂和邻苯二甲酸酯类增塑剂混合,造粒,其中,异性钕铁硼磁粉与聚酰胺粘结剂的质量比为10:1,硅烷偶联剂和邻苯二甲酸酯类增塑剂的用量分别占异性钕铁硼磁粉和聚酰胺粘结剂质量之和1%;然后在取向场为600mT的条件下,进行极间取向注塑成圆环,极间取向示意图可见图3,其中,注塑温度为260℃,注塑压力为0.65MPa,注塑的模具温度为150℃,所制得圆环的内径为46.1mm,外径为54.1mm,厚度为1mm;待注塑成型的产品退磁后,充磁,得到本例的定位吸附磁体。

对比例

将36片烧结钕铁硼磁片拼接成圆环的定位吸附磁体作为对比例,所制得的圆环的内径为46.1mm,外径为54.1mm,厚度为0.55mm。

表1所示为实施例1、2和对比例的定位吸附磁体性能测试结果。其中,对比例的电阻率数据为整体烧结钕铁硼材料的数据。

表1定位吸附磁体性能测试结果

通过表1的试验结果对比可知,实施例制得的定位吸附磁体磁性能好,且电阻率比对比例更大。

附图4为本发明定位吸附组件示意图。图4中,定位吸附组件的部件1外层工作面为一环形S极,内层工作面为一环形N极;定位吸附组件的部件2外层工作面为一环形N极,内层工作面为一环形S极。将图4与图1比较可知,采用本发明实施例经注塑成型方法制成的定位吸附磁体,可以实现整体成型,得到形成完整的环形磁极。通过将如图4所示磁极互为相反的部件1和部件2组合,能够得到定位吸附组件。

本发明实施例提供的定位吸附磁体以及定位吸附组件用途广泛,适用于电子领域、机械领域、玩具领域、包装领域、家居领域或航天航空领域。具体应用例子举例如下:

1、将定位吸附磁体安装在手机中,或者是安装在手机壳中,该设有定位吸附磁体的手机,或者应用设有定位吸附磁体的手机壳的手机,能够与无线充电端实现精准定位吸附,使充电的效率达到最高,又或者是能够与车载手机支架实现精准定位吸附。

2、将定位吸附组件应用在电子玩具上,该设有定位吸附磁体的电子玩具,能够与无线充电端实现精准定位吸附,实现高效率的无线充电。

3、在一个积木玩具上设置定位吸附磁体A,在另一个积木玩具上设置定位吸附磁体B,定位吸附磁体A和定位吸附磁体B的磁极相反(可参见图4所述的部件1和部件2),这两个积木玩具之间能够实现精准定位吸附。

上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

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