Полимерная композиция для эластичных магнитов и способ ее изготовления

. Б, Царев скии пуш, Б.Н,Мул 088.8 А,Г. и Корне нитные матер 151 в 1.4562019,2, опублик. АЯ КОМПОЗИЦИЯ В И СПОСОБ ЕЛАС- ОВтносится к полимер сля эластичныхна основе поро 4 таехничес- нической итов в радио й, электроте аслях промышле стоянных магн й, электронно ности,ние маг уги ель обретения - пов йств композиции рощени ческих повыше итных с зготовлении атратие то из компози Изобрете основано на испольестве полимерной связкиполиуретанового форполи зовании в к в композици ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(57) Изобретенным композициятоянных магнит Изобретение относится к магнитным материалам, в частности к эластичным полимерным композициям на основе порошка феррита бария, которые могут быть использованы для изготовления технологии, снижение энерге ости изготовления изделии 1)4 Н 01 Р 1/113, В 22 Г 1/00, 3/О феррита бария. С целью повышения магнитных свойств в качестве связки используют полиуретановый форполимерс числом свободных изоцианатных групп5,0-6,5 Е, Содержание полиуретановогофорполимера в композиции - 5-10 мас.7.С целью упрощения технологии получения снижения энергозатрат и повышенияточности изготовления полимерную композицию получают смешиванием исходныхкомпонентов и капсулированием порошка феррита бария форполимером. Полученную смесь формуют прессованием при80-100 МПа (без калибрования) или50-70 МПа (с калиброванием) в течение 10-20 с при комнатной температуре, Полученные из композиции магнитыимеют удельную магнитную энергиюЫ= 3,8-4,3 кДж/м. 1 з.п. ф-лы,мера с числом свободных изоцианатных групп 5,0-6,5 Е, При содержании полиуретанового форполимера в композиции 5-11 мас,Е (остальное - порошок феррита бария) обеспечивается повышение магнитных свойств (коэрцитивная сила Н , остаточная индукция В, и удельная магнитная энергия композиции)максПредлагаемый способ изготовления полимерной композиции для эластичных магнитов основан на непосредственном капсулировапии порошка феррита бария реакционноспособным при комнатной температуре полиуретановым форполимером с числом свободных,изоцианатных групп 5-6,5 Х. Это позволяет1476538, упростить технологический процессза счет исключения операций сплавления компонентов смеси и сокращениядлительности процесса Формованиясмеси. В качестве реакционноспособ 5ной полимерной связки в композициииспользуется полиуретановый форполи.мер (СКУ-ПФЛ 100 - желтая жидкостьмедообразной консистенции с вязкостью по Хепплеру 8-10 Па с, концентрация свободных изоцианатных групп5,0-6,57. Содержание свободных изоцианатных групп в Форполимере обеспечивается технологией его получения.Использование форполимеров с меньшимчислом изоцианатных групп (например,форполимера СКУ-В) не позволяет обеспечить наполнение композиции Ферритом бария до 89-91 мас,Е, Форполимеры с содержанием изоцианатных группболее 6,57. промышленностью не выпускаются.В качестве наполнителя в полимерной композиции используют порошок 25Феррита бария - мелкодисперсный коричневый порошок химической ФормулыВаО 6 ГеО з (гексаферрит бария) срентгенографической плотностью5,19 г/см,30П р и м е р 1, Навеску полиуретанового форполимера СКУ-ПФП в 1 (всоответствии с табл. 1) растворяютв ацетоне при комнатной температуреи перемешивании со скоростью 20 об/минв течение 5-10 мин. Количество ацетона выбирают из расчета получения307.-ного раствора Форполимера в ацетоне,В полученный раствор порциями при40перемешивании при комнатной темпера"туре и скорости 20 об/мин добавляютв соответствии с рецептурой, привеценной в табл. 1, навеску порошкаФеррита 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 упруго- пластичной 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 реакционно- способного 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 МПав течение 10-20 сСшивание Форполимера в отпрессованном магните происходит в течение 48-72 ч при комнатной температуре и влажности 60-75 К,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 системы 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 магнитныхи эксплуатационных характеристик, чемизвестная композиция.При запредельных соотношениях компонентов (составы 1 и 5) снижаютсялибо магнитные, либо прочностные характеристики композиции.П р,и 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 пол 5 ченныхмагнитов сведены в табл, 4,Как следует из табл. 4, предлагаемый способ (партии 1-10) позволяетТаблица 1 Соотношение компонентов, мас.Е, в композиции Компонент 1 2 3 4 5 известной Феррит бария (ВаО 6 Ре 0 ) 890 92 фО 95 е 0 96 з 0 92,0 84,0 Форполимер СКУ-ПФЛ 100 4,0 5,0 8,0 11,0 16,0 6,0 Каучук НК (порошок) 2,0 Резерцин Таблица 2 Соотношение феррит Консистенциябария - СКУ-ПФЛ 100 смеси 95:5 Очень мелкийсыпучий порошок с размеромчастиц 0,001 -0,01 ммСыпучий порошокс размером частиц 0,01-0,1 ммЖесткая паста 92:8 89:11 упростить технологию изгатовлениямагнитной 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, таки пастообразных составов) позволяетобеспечить более высокое качествополучаемых из композиций магнитов,их более высокую размерную точностьи повышенный выход годного, чем приполучении магнитной композиции известным способом,Использование изобретения позволяет повысить эффективность производства эластичных полимерных композицийдля постоянных магнитов,Формула изобретения1. Полимерная композиция для эластичных магнитов, содержащая порошок феррита бария и полимерную связку, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения магнитных свойств композиции, в качестве полимерной связки она содержит полиуре 76538 6тановый форполимер с числом свободных изоцианатных групп 5,0-6,57 приследующем соотношении компонентов,мас.Е:Полиуретановый форполимер 5-11Порошок феррита бария 89-952, Способ изготовления полимерной композиции для эластичных магнитов, включающий смешение исходныхкомпонентов, капсулирование порошкаферрита бария и формование полученной смеси, о т л и ч а ю щ и Й с ятем, что, с целью упрощения техно 16 логии изготовления, снижения энергетических затрат и повышения точностиизготовления изделий из композиции,капсулирование порошка осуществляютв реакционноспособный при комнатнойтемпературе полиуретановый форполимер с числом свободных изоцианатныхгрупп 5,0-6,57, 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 щ и й с я тем, что перед прессованием смесь калибруют, а прессование осуществляют под давл нием 5070 МПа,1476538 Таблица 3 Характеристики Композиция21 Е 4 1 5 известная Коэрцитивная силаЕЕС 10 5 з А/м 2 з 3 2 з 6 2 зб 2 з 7 2 з 7 1,95 Остаточная магнитнаяиндукция В г, Тл Оз 20 Оз 21 Оз 22 Оз 23 Оз 23 Оз 145 Удельная магнитнаяэнергия ЕЕкдж/м Зз 2 . 38 6Эластич- Эласный тичный 4,0 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, снимаемьйс датчика ЛПМ"РЭМЗ" МВ 90 105 115 125 130 42 Таблица 4 Тенпера прессов овине ст ефектнызнагнитов нпоз ар нн бр нитоартнн особ редлагаеиый о,о 257 ДефектовнетТо не11 1 З 1 З 1 О 15 о не11 4 г 2 О 20 о ве 5-5 звестный способ+о 5-5 о-зо уро 1,туставитель В.Т ведактор А.Огар Техред А.Кравчук Корректор О,Кравцова сное 4/53 Тираж 696 По сударственного комитета по изобретениям и отк113035, Москва, Ж, Раущская наб., д Заказ 2ВНИИПИ тиям при ГКНТ СССР4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгорода ул. Гагарина Есть Есть Есть Нет Есть Нет Нет Нет Нет 50 70 во 90 10 О 1 ОО 25.5 255 25 5 25". 5 25 5 г 5.5 255 25-5 25 л 5 Дефекты недопрес совки на новерхно тн и вну 20,05 тО,о 5 +О,О 7 +0109 т 0106 то,ов то,ОВ т 0106 Т 0,05 Требуется проведение сппавпения связан при 150 С 20- 25 инн