СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТОПЛАСТОВ Российский патент 1997 года по МПК H01F1/113 B22F3/02 

Изобретение относится к способам получения магнитопластов и может быть использовано при производстве постоянных магнитов многофункционального назначения для изделий электро- и радиотехники, приборо-, машино-, самолетостроения, бытовой техники, мебели.

Известен способ получения магнитных эластомеров на основе ферритов и каучуковых связующих, включающих следующие основные стадии: смешение магнитного наполнителя (50-64 об.), каучука и других ингредиентов, формование заготовок, вулканизацию.

Магнитные эластомеры на основе феррита бария и каучуков характеризуются следующими показателями:
Остаточная магнитная индукция, Тл 0,15/0,12
Коэрцитивная сила, кЭ 1,1/0,8
Максимальное энергетическое произведение, Мгс.Э 0,55/0,38
Примечание: числитель изопреновый синтетический каучук; знаменатель - силоксановый каучук.

Недостатками способа являются многостадийность, длительность стадии вулканизации, что приводит к снижению производительности труда, а также затруднена сборка изделий из-за низкой когезионной прочности резиновых смесей.

Известны магнитопласты на основе термопластичных связующих производства зарубежных фирм, характеризующихся следующими магнитными свойствами:
Остаточная магнитная индукция, Тл 0,13/0,41-0,65
Коэрцитивная сила по индукции, кЭ 1,10/7,5-12,5
Максимальное энергетическое произведение, МГс.Э 0,35/4,0-7,0
Примечание: числитель магнитопласт на основе бариевого феррита (Нидерланды); знаменатель материал " Neofer" на основе сплава Nd-Fe-B (Германия).

Известен способ получения магнитопластов, включающий синтез полимерного связующего фенолоформальдегидного, совмещение его с модифицирующими добавками и магнитным наполнителем (порошки оксидных ферритов, магнитотвердый сплав системы железо-неодим-бор), сушку, последующее измельчение, прессование при повышенных температуре и давлении (соотношение магнитный наполнитель - связующее 9:1) прототип.

Известные магнитопласты характеризуются показателями, приведенными в табл. 1.

Основными недостатками этого способа являются многостадийность процесса, энерго- и трудоемкости всех его стадий, сложность рецептуры (модифицирующие добавки), специальные технологические приемы, например каландирование.

Изобретение направлено на решение следующих задач: упрощение технологии, а именно сокращение числа стадий технологического процесса, упрощение рецептуры композиций, снижение материальных, энергетических и трудовых затрат, повышение магнитных и прочностных характеристик магнитопластов.

Предлагаемый способ получения магнитопластов, включающий синтез полимерного фенолформальдегидного связующего, пропитку магнитного наполнителя, сушку и прессование при повышенной температуре, отличается тем, что пропитку магнитного наполнителя проводят мономерами фенолом и формальдегидом в присутствии катализатора с последующим синтезом связующего на поверхности магнитного наполнителя в течение 15-40 мин.

В качестве мегнитотвердых магнитных наполнителей использовали порошок феррита бария (ТУ 6-09-4788-79), быстрозакаленный сплав железо-неодим-бор (ТУ 14-123-97-92), их содержание в композиции составляло 90% масс.

Для пропитки использовались следующие компоненты: фенол (ГОСТ 6417-52), формалин (ГОСТ 1625-75).

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом: магнитный наполнитель (12,4-12,9) пропитывают смесью мономеров и катализатора в соотношении 1:0,38-0,44 в течение 10 мин. Поликонденсацию проводят в термокамере при температуре 90^oC в течение 10-50 мин. Полученный материал сушат при 120^oC в течение 5-10 мин и перерабатывают методом прямого прессования при температуре 150^oC, давлении 300 МПа, выдержке 5 мин/мм. Отпрессованные образцы намагничивали в импульсном магнитном поле напряженностью 10-30 кЭ и оценивали плотность, остаточную магнитную индукцию (Br),максимальное энергетическое произведение (Bh) max, прочность при межслоевом сдвиге.

Предлагаемый способ иллюстрируется примерами, приведенными в табл. 2 (примеры 1-5).

Для сопоставления изготавливались магнитопласты из того же порошка феррита и сплава Nd-Fe-B с добавлением жидкого полимерного связующего (феноло-формальдегидной смолы) в тех же количествах по известной технологии. Сопоставление магнитных и механических характеристик проводили для магнитопластов с эквивалентным количеством связующего.

Примеры 2-4 относятся к получению материалов в соответствии с изобретением, примеры 1-5 при выходе технологических параметров за пределы изобретения. Для сравнения в таблице приведены примеры 6, 7, относящиеся к известному материалу.

Как следует из данных табл. 2 магнитопласты по предлагаемому изобретению (примеры 2-4) характеризуются более высокими магнитными свойствами (остаточная индукция увеличивается на 50% для материала на основе сплава Nd-Fe-B и на 60 на основе феррита бария).

При этом материал по предлагаемому изобретению обладает улучшенными прочностями характеристиками: σ_сдвига увеличивается в 1,5-2 раза по сравнению с известным.

Из данных табл. 2 следует также, что при выходе за пределы изобретения (примеры 1,5) ухудшаются его прочностные свойства.

Использование предлагаемого изобретения позволит:
значительно упростить технологию получения изделия за счет сокращения стадии технологического процесса, упрощения рецептуры композиции при одновременном снижении энерго-, трудо-, и сырьевых затрат;
-повысить магнитные и прочностные характеристики магнитопластов и эффективность их использования в современной технике.

Использование: для получения магнитопластов, /полимерных магнитных материалов/ на основе магнитотвердых наполнителей. Сущность изобретения: проводят пропитку магнитного наполнителя в течение 15-40 мин мономерами - фенолом и формальдегидом- в присутствии катализатора с последующим синтезом связующего на поверхности магнитного наполнителя. Это позволяет значительно интенсифировать процесс, упростить технологию, улучшить качество полимерсодержащих магнитов при одновременном снижении материальных энергетических и трудовых затрат на их производство. 2 табл.

Способ получения магнитопластов, включающий синтез полимерного фенолформальдегидного связующего, пропитку магнитного наполнителя, сушку и прессование при повышенной температуре, отличающийся тем, что пропитку магнитного наполнителя проводят мономерами фенолом и формальдегидом в присутствии катализатора с последующим синтезом связующего на поверхности магнитного наполнителя в течение 15 40 мин.