Полимерная композиция для эластичных магнитов и способ ее изготовления

Полимерная композиция для эластичных магнитов и способ ее изготовления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к полимерным композициям для эластичных постоянных магнитов на основе порошка феррита бария. С целью повышения магнитных свойств в качестве связки используют полиуретановый форполимер с числом свободных изоцианатных групп 5,0-6,5%. Содержание полиуретанового форполимера в композиции - 5-10 мас.%. С целью упрощения технологии получения снижения энергозатрат и повышения точности изготовления полимерную композицию получают смешиванием исходных компонентов и капсулированием порошка феррита бария форполимером. Полученную смесь формуют прессованием или калиброванием и прессованием при давлениях 80-100 МПа (без калибрования) или 50-70 МПа (с калиброванием) в течение 10-20 с при комнатной температуре. Полученные из композиции магниты имеют удельную магнитную энергию W<SB POS="POST">макс</SB> = 3,8-4,3 кДж/м<SP POS="POST">3</SP>. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4230363/23-02 (22) 15.04.87 (46) 30.04.89. Бюл. ¹- 16 (71) Рижский электромеханический завод (72) В.Б.Царевский, А.И.Алексеенко, В.П.Папуш, Б.Н.Мульнер и Л.А.Зуева (53) 621. 318 ° 1 (088. 8) (56) Алексеев А.Г. и Корнев А.Е.

Эластичные магнитные материалы. M.:

Химия, 1976, с. 151 †1.

Патент США № 4562019, кл. В 06 В 1/02, опублик. 1985. (54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЭЛАСТИЧНЫХ МАГНИТОВ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к полимерным композициям для эластичных постоянных магнитов на основе порошка

Изобретение относится к магнитным материалам, в частности к эластичным полимерным композициям на основе порошка феррита бария, которые могут быть использованы для изготовления постоянных магнитов в радиотехнической, электронной, электротехнической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение магнитных свойств композиции, упрощение технологии, снижение энергетических затрат при ее изготовлении и повышение точности изготовления изделий.из композиции.

Изобретение основано на использовании в качестве полимерной связки в композиции полиуретанового форполи„„SU„„1476538 А1 (51) 4 H 01 F 1/113, В 22 F 1/00, 3/02 феррита бария. С целью повышения магнитных свойств в качестве связки используют полиуретановый форполимер с числом свободных изоцианатных групп

5,0-6,5Е, Содержание полиуретанового форполимера в композиции — 5-10 мас.X.

С целью упрощения технологии получения снижения энергозатрат и повышения точности изготовления полимерную композицию получают смешиванием исходных компонентов и капсулированием порошка феррита бария форполимером. Полученную смесь формуют прессованием при

80-100 МПа (без калибрования) или

50-70 МПа (с калиброванием) в течение 10-20 с при комнатной температу- . а ре. Полученные из композиции магниты имеют удельную магнитную энергию

Ы „ „ = 3,8-4,3 кДж/м . 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

2 мера с числом свободных изоцианатных групп 5,0 — 6,5Z При содержании полиуретанового форполимера в композиции

5-11 мас.Е (остальное — порошок феррита бария) обеспечивается повышение магнитных свойств (коэрцитивная сила

Нс, остаточная индукция В, и удельная магнитная энергия композиции

Ъ > макс

Предлагаемый способ изготовления полимерной композиции для эластичных магнитов основан на непосредственном капсулировании порошка феррита бария реакционноспособным при комнатной температуре полиуретановым форполимером с числом свободных,изоцианатных групп 5-6,5Х. Это позволяет

1476538, упростить технологический процесс за счет исключения операций сплавления компонентов смеси и сокращения длительности процесса формования смеси. В качестве реакционноспособ5 ной полимерной связки в композиции используется полиуретановый форполи.мер (СКУ-ПФЛ 100 — желтая жидкость медообразной консистенции с вязкостью по Хепплеру 8-10 Па с, концентрация свободных изоцианатных групп

5,0-6,57. Содержание свободных изоцианатных групп в форполимере обеспечивается технологией его получения.

Использование форполимеров с меньшим числом изоцианатных групп (например, форполимера СКУ-В) не позволяет обес— печить наполнение композиции ферритом бария до 89-91 мас.Е, Форполимеры с содержанием изоцианатных групп более 6,57. промышленностью не выпускаются.

B качестве наполнителя в полимерной КОмпозиции испОльзуют llopoliloK 25 феррита бария — мелкодисперсный коричневый порошок химической формулы

ВаО 6 Ге 0 з (гексаферрит бария) с рентгенографической плотностью

5,19 г/см .

Пример 1, Навеску полиуретанового форполимера СКУ-ПФЛ-100 (в соответствии с табл. 1) растворяют в ацетоне при комнатной температуре и перемешивании со скоростью 20 об/мин в течение 5-10 мин. Количество ацетона выбирают из расчета получения

ЗОЖ--ного раствора форполимера в ацетоне.

В полученный раствор порциями при

40 перемешивании при комнатной темпера" туре и скорости 20 об/мин добавляют в соответствии с рецептурой, привеценной в табл. 1, навеску порошка феррита бария и перемешивают в течение 10-15 мин.

Полимерную связку наносят на частицы ферритового порошка (капсулирование) отгонкой из полученной смеси ацетона при комнатной температуре и постоянном перемешивании со скоростью

10 об/мин (время отгонки от 25 мин до 2,5 ч). В зависимости от объемного соотношения между форполимером и ферритом бария после отгонки получают смеси по консистенции в диапазоне от мелкого сыпучего порошка до упругопластичной пасты.

В первом случае частицы феррита бария с полимерной связкой индивидуальны, не связаны друг с другом, так как оболочки очень тонки; во втором оболочки толстые, в этом случае реализуется практически плотная упаковка, так как материал Оболочки заполняет пустоты между частицами феррита бария. Однако во всех случаях каждая частица феррита бария заключена в вязкоупругую оболочку из реакционноспособного при комнатной температуре полуретанового форполимера.

Зависимость внешнего вида смеси от соотношения веса оболочки и маг нитного наполнителя приведена в табл. 2.

Полученные смеси перерабатывали в кольцевые эластичные магниты формованием: для сыпучих смесей — путем прессования при давлении 80-100 МПа в течение 15-20 с, а для пастообразных смесей — калиброванием в ленту и прессованием изделий из ленты при давлении 50-70 МПа в течение 10-20 с..

Сшивание форполимера в Отпрессованном магните происходит в течение

48-72 ч при комнатной температуре и влажности 60-75Х.

Магнитные и эксплуатационные характеристики полимерных магнитных композиций на примере кольцевых магнитов наружным диаметром 14 мм, внутренним диаметром 10 мм и толщиной

2 мм для датчика сис- å.ìû стабилизации скорости вращения ведущего вала в малогабаритном кассетном лентопро= тяжном механизме приведены в табл.3.

Как следует из табл. 1-3, полимерные композиции 2-4 характеризуются более высоким уровнем магнитных и эксплуатационных характеристик, чем известная композиция.

При запредельных соотношениях компонентов (составы 1 и 5) снижаются либо магнитные, либо прочностные характеристики композиции.

II p.è м е р 2, Предлагаемым спо- собом были изготовлены несколько партий магнитов (по 50-60 шт. каждая) из композиций 2-4, а также из извест" ной композиции известным способом.

При этом варьировали давление и длительность прессования, Результаты контроля полученных магнитов сведены в -. àáë. .4.

Как следует из табл. 4, предлагаемый способ (партии 1-10) позволяет

14 Таблица 1

Соотношение компонентов, мас.Е, в композиции

Компонент

1 2 3 4 5 известной

Феррит бария (ВаО 6Fe О >) 89 0 92 0 95 0 96 0

92,0

84,0

Форполимер

СКУ-ПФЛ 100

4,0

5,0

8,0

1),0

16,0

6,0

Каучук НК (порошок) 2,0

Резерцин

Таблица 2

Соотношение феррит Консистенция бария — СКУ-ПФЛ 100 смеси

95:5

Очень мелкий сыпучий порошок с размером частиц 0,001—

0,01 мм

Сыпучий порошок с размером частиц 0,01-0,1 мм

Жесткая паста

92:8

89:11 упростить технологию изгатовления магнитной композиции за счет исключения операции сплавления связки и .сокращения длительности прессования.

Это приводит также к снижению энергозатрат. При этом, как следует из

,табл. 4, предлагаемый способ (при использовании как порошкообразных, так и пастообразных составов) позволяет обеспечить более высокое качество получаемых из композиций магнитов, их более высокую размерную точность и повышенный выход годного, чем при получении магнитной композиции известным способом, Использование изобретения позволяет повысить эффективность производства эластичных полимерных композиций для постоянных магнитов, Формула и з обретения

1. Полимерная композиция для эластичных магнитов, содержащая порошок феррита бария и полимерную связку, отличающаяся тем, что, с целью повышения магнитных свойств композиции, в качестве полимерной связки она содержит полиуре76538 6 тановый форполимер с числом свободных изоцианатных групп 5,0-6,5Е при следующем соотношении компонентов, мас.Е:

Полиуретановый форполимер 5-11

Порошок феррита бария 89-95

2, Способ изготовления полимерной композиции для эластичных магни10 тов, включающий смешение исходных компонентов, капсулирование порошка феррита бария и формование полученной смеси, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью упрощения технологии изготовления, снижения энергетических затрат и повышения точности изготовления изделий из композиции, капсулирование порошка осуществляют в реакционноспособный при комнатной температуре полиуретановый форполимер с числом свободных изоцианатных групп 5,0-6,5Е, а формование проводят прессованием под давлением 50—

100 МПа в течение 10-20 с.

25 3. Способ по и. 2, о т л и ч аю шийся тем, что перед прессованием смесь калибруют, а прессование осуществляют под давл нием 5070 МПа.

1476538

Таблица 3

Характеристики

Композиция

)2(1 4

1 5 известная

Коэрцитивная сила

Во ° 10 5, А/м

2326262727

1,95

Остаточная магнитная индукция В-, Тл

0,20 0,21 0,22 0,23 0,23 0,145

Удельная магнитная энергия W t кдж/м

3,2 . 3,8

Эластич- Эласный тичный

4 О 4 3 4 3 2 0

Свойства материала

Элас- Жесткий Жесткий, Жесткий тичный хрупкий хрупкий

Прочность кольцевых магнитов на сжатие, число сжатий до разрушения

115 86

70

Сигнал, снимаемьп1 с датчика ЛПМ

"РЭМЗ-2", МВ

105 115

125 130

Таблица 4 дний брос о>панны питое артни, Теипера прессов оС ееание оаичеств ефектныз кагнитов партии>

tt партии Коннов

ыагнитов

Преплагаеиый способ

2 Есть

50 13

+0,05

Дефектов Нет нет

То ие . То не

2515

° 1

Il !

° l

2. з вет

То ве

° >

1l

° l о

° l

Известный способ

+O,1О

Нет

Дефекты 45-50 недопрессовки на поверхности и внутри

25- 5

90 60-300 4.Туставитель В.Туров

Техред А.Кравчук Корректор О.Кравцова

Редактор А.Огар

Заказ 2164/53 Тираж 696 Подписное

ВНИИПИ,Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

Г з

6 у в

1О

Есть

Есть

Есть

Нет

Есть

Нет

Нет . Нет

Нет

60 1З уо 1З

20 1О

50 15

20 2О

ВО 20

9О 20

1ОО IO

100 15

25 5

25 5

25 5

25т 5

25 5

25 5

25 - 5

25-5

25 5

20,05 то>05

+0,02

+0>09 тО>06 то,ов то,ов т0,06 то>05

Требуется проведение оплавления

cBttstttt прн

150 С 2025 мин