一种高流动性复合永磁材料的制备方法与流程

本发明涉及磁性材料，具体涉及一种高流动性复合永磁材料的制备方法。

背景技术：

1、目前，smfen化合物的饱和磁化强度为1.54t，与ndfeb化合物的1.6t相当，居里温度为470℃、各向异性场为14t，均高于ndfeb化合物，上述优异的內禀磁性能使得smfen化合物被认为具有成为新一代稀土永磁材料的潜力。

2、如cn108777204a公开了一种钐铁氮永磁粉末的制备方法。将钐铁合金或钐、铁纯金属与硬质合金球按一定料球比放入等离子体辅助球磨设备的球磨罐中，抽真空后通入氮气或氨气，然后进行等离子体辅助球磨，得到钐铁氮永磁粉末。本发明通过通入氮气或氨气条件下进行等离子体辅助球磨，制备过程中不产生杂质，磁粉不被氧化，可以有效提高n进入钐铁合金的效率，而且通过形成独特的结构显著提高了钐铁氮磁粉的磁性能。

3、然而与ndfeb永磁材料相比，smfen化合物的缺点是在温度超过550℃后会发生不可逆的分解，因此难以通过传统烧结工艺制备致密磁体。因此smfen化合物一般是通过与粘结剂混合制备粘结磁体，其中最常用的是将smfen磁粉与pa、pps等塑料粘结剂在200-300℃下通过双螺杆混炼并造粒，然后在稍高的温度(180-330℃)下注射成型，制成粘结磁体；但当前所制备得到的永磁复合材料仍存在流动性较差，包覆致密性差的问题，导致永磁复合材料在使用过程中存在实用性较差的问题。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高流动性复合永磁材料的制备方法，以解决现有技术中复合永磁材料包覆致密性和流动性较差的问题。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供了一种高流动性复合永磁材料的制备方法，所述制备方法包括：

4、将永磁磁粉和包覆液进行超声搅拌，之后进行干燥，将干燥所得物料和树脂进行混合并混炼造粒，之后进行成型得到高流动性smfen复合永磁材料；

5、所述包覆液包括有机膦酸、无机酸和溶剂。

6、本发明提供的制备方法，通过对包覆所用试剂进行设计，采用特定的有机膦酸和无机酸相配合的包覆液，借助有机磷酸在粉末颗粒表面形成长链金属氧化物，来实现粉末的致密包覆，同时增加粉末的流动性。

7、作为本发明优选的技术方案，所述永磁磁粉包括smfen磁粉；

8、优选地，所述永磁磁粉的平均粒度d50为1-15μm，例如可以是1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm或15μm等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用，优选为2-5μm。

9、作为本发明优选的技术方案，所述包覆液中有机膦酸和无机酸的质量比为100:(2-8)，例如可以是100:2、100:2.2、100:2.4、100:2.6、100:2.8、100:3、100:3.2、100:3.4、100:3.6、100:3.8、100:4、100:4.2、100:4.4、100:4.6、100:4.8、100:5、100:5.2、100:5.4、100:5.6、100:5.8、100:6、100:6.2、100:6.4、100:6.6、100:6.8、100:7、100:7.2、100:7.4、100:7.6、100:7.8或100:8等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用，优选为100:(5-6)。

10、优选地，所述永磁磁粉与所述有机膦酸的质量比为100:(1-8)，例如可以是100:1、100:1.2、100:1.4、100:1.6、100:1.8、100:2、100:2.2、100:2.4、100:2.6、100:2.8、100:3、100:3.2、100:3.4、100:3.6、100:3.8、100:4、100:4.2、100:4.4、100:4.6、100:4.8、100:5、100:5.2、100:5.4、100:5.6、100:5.8、100:6、100:6.2、100:6.4、100:6.6、100:6.8、100:7、100:7.2、100:7.4、100:7.6、100:7.8或100:8等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用，优选为100:(5-6)。

11、作为本发明优选的技术方案，所述有机膦酸包括四癸基膦酸、1-十二烷基膦酸、十八烷基膦酸、辛基膦酸、己基膦酸或癸基磷酸中的1种或至少2种的组合。

12、优选地，所述无机酸包括硫酸、硝酸或盐酸中的1种或至少2种的组合。

13、优选地，所述溶剂包括正丁醇。

14、优选地，所述溶剂的添加量为永磁磁粉质量的10-12％，例如可以是10％、10.1％、10.2％、10.3％、10.4％、10.5％、10.6％、10.7％、10.8％、10.9％、11％、11.1％、11.2％、11.3％、11.4％、11.5％、11.6％、11.7％、11.8％、11.9％或12％等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

15、作为本发明优选的技术方案，所述超声搅拌中超声的功率为800-1300w，例如可以是800w、820w、840w、860w、880w、900w、920w、940w、960w、980w、1000w、1020w、1040w、1060w、1080w、1100w、1120w、1140w、1160w、1180w、1200w、1220w、1240w、1260w、1280w或1300w等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

16、优选地，所述超声搅拌中超声的频率为80-100khz，例如可以是80khz、81khz、82khz、83khz、84khz、85khz、86khz、87khz、88khz、89khz、90khz、91khz、92khz、93khz、94khz、95khz、96khz、97khz、98khz、99khz或100khz等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

17、优选地，所述超声搅拌中搅拌的速率为1200-1500r/min，例如可以是1200r/min、1220r/min、1240r/min、1260r/min、1280r/min、1300r/min、1320r/min、1340r/min、1360r/min、1380r/min、1400r/min、1420r/min、1440r/min、1460r/min、1480r/min或1500r/min等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

18、优选地，所述超声搅拌的时间为30-60min，例如可以是30min、32min、34min、36min、38min、40min、42min、44min、46min、48min、50min、52min、54min、56min、58min或60min等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

19、作为本发明优选的技术方案，所述干燥的温度为60-80℃，例如可以是60℃、61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃、69℃、70℃、71℃、72℃、73℃、74℃、75℃、76℃、77℃、78℃、79℃或80℃等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

20、优选地，所述干燥的时间为30-45min，例如可以是30min、31min、32min、33min、34min、35min、36min、37min、38min、39min、40min、41min、42min、43min、44min或45min等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

21、作为本发明优选的技术方案，所述混合中所得物料的粒度≤0.18mm。具体地，如可以是范围内一定粒度范围内的所有颗粒，如粒度为0.01-0.05mm范围内的所有颗粒，或≤一定粒度的所有颗粒，如≤0.1mm内的所有颗粒。

22、作为本发明优选的技术方案，所述混合中所得物料与树脂的质量比为100:(7-9)，例如可以是100:7、100:7.1、100:7.2、100:7.3、100:7.4、100:7.5、100:7.6、100:7.8、100:7.9、100:8、100:8.1、100:8.2、100:8.3、100:8.4、100:8.5、100:8.6、100:8.7、100:8.8、100:8.9或100:9等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

23、作为本发明优选的技术方案，所述树脂包括聚苯硫醚树脂。

24、优选地，所述成型为注塑成型。

25、作为本发明优选的技术方案，所述制备方法包括：将永磁磁粉和包覆液进行超声搅拌，之后进行干燥，将干燥所得物料和树脂进行混合并混炼造粒，之后进行成型得到高流动性smfen复合永磁材料；

26、所述永磁磁粉包括smfen磁粉；所述永磁磁粉的平均粒度d50为2-5μm；

27、所述包覆液包括有机膦酸、无机酸和溶剂；所述有机膦酸包括四癸基膦酸、1-十二烷基膦酸、十八烷基膦酸、辛基膦酸、己基膦酸或癸基磷酸中的1种或至少2种的组合；所述无机酸包括硫酸、硝酸或盐酸中的1种或至少2种的组合；所述溶剂包括正丁醇；所述溶剂的添加量为永磁磁粉质量的10-12％；所述包覆液中有机膦酸和无机酸的质量比为100:(5-6)；所述永磁磁粉与所述有机膦酸的质量比为100:(5-6)；

28、所述超声搅拌中超声的功率为800-1300w；所述超声搅拌中超声的频率为80-100khz；所述超声搅拌中搅拌的速率为1200-1500r/min；所述超声搅拌的时间为30-60min；

29、所述干燥的温度为60-80℃；所述干燥的时间为30-45min；

30、所述混合中所得物料的粒度≤0.18mm；所述混合中所得物料与树脂的质量比为100:(7-9)；所述树脂包括聚苯硫醚树脂；所述成型为注塑成型。

31、本发明中，所用试剂均为纯化合物试剂，如无机酸为采用分析纯试剂作为原料进行使用如硫酸采用分析纯浓硫酸，盐酸采用分析纯盐酸等，其他以此类推即可，即本发明中所提及的试剂在未进行特定限制的情况，尽量采用现有技术较为纯的试剂即可。

32、本发明中，所述混炼造粒可以采用双螺杆挤出机进行，注塑成型可以采用注塑机进行；其中，混料造粒过程的控制参数可以是控制温度为200-250℃，螺杆主机转速为300-400r/min。

33、与现有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：

34、本发明提供的制备方法，通过借助特定的包覆材料有机膦酸，在于永磁材料表面表面形成长链金属氧化物，来实现粉末的致密包覆，同时增加粉末的流动性，从而制备出流动性更好的复合永磁材料，复合永磁材料的流动性(g/10min)≥98，在更优选的范围内流动性可以达到139以上，内禀矫顽力hcj≥7.39koe。

技术特征：

1.一种高流动性复合永磁材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

2.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述永磁磁粉包括smfen磁粉；

3.如权利要求1或2所述制备方法，其特征在于，所述包覆液中有机膦酸和无机酸的质量比为100:(2-8)，优选为100:(5-6)；

4.如权利要求1-3任一项所述制备方法，其特征在于，所述有机膦酸包括四癸基膦酸、1-十二烷基膦酸、十八烷基膦酸、辛基膦酸、己基膦酸或癸基磷酸中的1种或至少2种的组合；

5.如权利要求1-4任一项所述制备方法，其特征在于，所述超声搅拌中超声的功率为800-1300w；

6.如权利要求1-5任一项所述制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为60-80℃；

7.如权利要求1-6任一项所述制备方法，其特征在于，所述混合中所得物料的粒度≤0.18mm。

8.如权利要求1-7任一项所述制备方法，其特征在于，所述混合中所得物料与树脂的质量比为100:(7-9)。

9.如权利要求1-8任一项所述制备方法，其特征在于，所述树脂包括聚苯硫醚树脂；

10.如权利要求1-9任一项所述制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

技术总结
本发明涉及一种高流动性复合永磁材料的制备方法，所述制备方法包括：将永磁磁粉和包覆液进行超声搅拌，之后进行干燥，将干燥所得物料和树脂进行混合并混炼造粒，之后进行成型得到高流动性SmFeN复合永磁材料；所述包覆液包括有机膦酸、无机酸和溶剂。本发明提供的制备方法，通过对包覆所用试剂进行设计，采用特定的有机膦酸和无机酸相配合的包覆液，借助有机磷酸在粉末颗粒表面形成长链金属氧化物，来实现粉末的致密包覆，同时增加粉末的流动性。

技术研发人员：张云逸,李玉平,孙永阳,蒋云涛
受保护的技术使用者：横店集团东磁股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5