本發(fā)明屬于粘結(jié)磁性復(fù)合材料領(lǐng)域，涉及一種適應(yīng)用于注塑成型的磁性復(fù)合材料，尤其涉及一種用于磁力鎖緊結(jié)構(gòu)包裝盒的磁性材料體系。

背景技術(shù)：

隨著生活快捷化和便捷化趨勢(shì)的發(fā)展，一些日用品包裝盒也變得簡(jiǎn)約易開(kāi)合，傳統(tǒng)上一些用螺紋或者卡扣鎖緊固定的包裝盒，逐漸改變成用磁力吸合。比如口紅包裝盒：盒體采用塑料注塑件，在盒體靠近入口處安裝一個(gè)強(qiáng)磁性材料（如：釹鐵硼等金屬永磁材料）做的磁環(huán)（如專(zhuān)利CN203662193U），然后盒蓋采用順磁材料，這樣可以起到吸合作用（如附圖1所示）。雖然這樣的結(jié)構(gòu)盒材料也可以起到鎖緊吸合的效果，但這樣的產(chǎn)品存在以下問(wèn)題：第一、釹鐵硼等強(qiáng)磁材料價(jià)格昂貴，且金屬材質(zhì)易腐蝕，需要電鍍或噴涂防護(hù)層；第二、工序復(fù)雜，磁環(huán)和盒體需要后續(xù)組裝，容易因尺寸偏差導(dǎo)致裝配不上；第三、強(qiáng)磁材料易局部產(chǎn)生磁場(chǎng)，對(duì)相鄰的物體產(chǎn)生影響。因此，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種新型的弱磁性材料體系，經(jīng)注射成型，取向充磁后即可得到最終制品（如說(shuō)明書(shū)附圖2所示）。該弱磁性材料體系是注射鐵氧體材料，具有價(jià)格便宜，耐腐蝕、可一次性注塑成型得到最終制品；此外，該注射鐵氧體磁性材料體系的磁性相對(duì)較弱，經(jīng)過(guò)垂直方向充磁后，盒蓋與盒體可以在鎖緊方向上產(chǎn)生較強(qiáng)的吸力，而本身產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)周?chē)奈矬w影響很小。

本發(fā)明首先將微米級(jí)鐵氧體磁粉用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理，然后和高分子樹(shù)脂、增強(qiáng)纖維、潤(rùn)滑劑一起混合均勻，經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)混煉造粒，制備聚合物基鐵氧體磁性復(fù)合材料。該復(fù)合材料經(jīng)注塑成型、取向并充磁后得到包裝盒的盒體與盒蓋。本發(fā)明具有生產(chǎn)效率高、成本低，產(chǎn)品力學(xué)強(qiáng)度高、耐腐蝕、磁性鎖緊力高等特點(diǎn)；且該生產(chǎn)工藝操作簡(jiǎn)單、易于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度、弱磁性的磁力鎖緊包裝盒及該包裝盒所用的聚合物基磁性復(fù)合材料；并將該聚合物基鐵氧體磁性復(fù)合材料經(jīng)過(guò)注塑成型、取向、充磁后得到一種磁力鎖緊的包裝盒，其中，充磁方向是沿著垂直于鎖緊面的方向。

本發(fā)明所述的磁力鎖緊包裝盒所用的磁性材料體系包括的組份及其各組份的百分含量如下：

高分子樹(shù)脂 10%~20%，

鐵氧體磁粉 70%~90%，

增強(qiáng)纖維 1%~10%，

潤(rùn)滑劑 1%~5%。

按照上述配比，用雙螺桿擠出機(jī)混煉造粒，得到磁力鎖緊包裝盒所用的高強(qiáng)度、弱磁性的聚合物基鐵氧體磁性復(fù)合材料，經(jīng)注塑成型、取向并充磁后得到磁力鎖緊的包裝盒的盒體與盒蓋。

進(jìn)一步，本發(fā)明所述的高分子材料可以是聚酰胺6、聚酰胺12、聚酰胺66、聚丙烯或者聚乙烯等樹(shù)脂；所述的微米級(jí)鐵氧體粉末的粒徑d50≤5μm，其中磁粉用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理；所述的增強(qiáng)纖維可以是短切玻璃纖維或者短切碳纖維；所述的偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑或者鈦酸酯偶聯(lián)劑，其用量占磁粉質(zhì)量的0.5%~2%。

進(jìn)一步，本發(fā)明所述的磁力鎖緊包裝盒包括盒蓋和盒體兩部分，在注射成型過(guò)程中分別進(jìn)行取向充磁，沿著垂直于鎖緊面方向充磁，保證盒蓋與盒體在吸合面上有足夠的吸引力。

工藝步驟如下：

（1）磁粉處理

分別將0.8份偶聯(lián)劑溶解在適量去離子水中，去離子水的用量以能完全包覆磁粉為限；然后加入100份的微米鐵氧體磁粉中，在50~60℃的溫度下攪拌、活化，然后在100℃干燥4~6小時(shí)，得到活化鐵氧體磁粉。

（2）混煉造粒

按照權(quán)利要求1所述的配方，將高分子樹(shù)脂、增強(qiáng)纖維、潤(rùn)滑劑和活化的鐵氧體磁粉混合均勻，用雙螺桿擠出機(jī)在200℃~260℃的溫度下擠出造粒，得到磁力鎖緊包裝盒所用的聚合物基鐵氧體磁性復(fù)合材料。

（3）注塑成型

將步驟2中制備的聚合物基鐵氧體磁性復(fù)合材料經(jīng)注塑成型、電磁場(chǎng)取向，取向場(chǎng)強(qiáng)度0.5~2T；注塑機(jī)炮筒溫度設(shè)定為250℃~280℃，模具溫度60℃~80℃。

與現(xiàn)有工藝技術(shù)相比，本發(fā)明制備的磁力鎖緊包裝盒及其所用的磁性材料體系，具有以下益處：

第一、本發(fā)明利用高強(qiáng)度、弱磁性體系制備的磁性復(fù)合材料，可一次性注塑成型、取向充磁后 便可得到包裝盒的盒體與盒蓋，避免用普通塑料件盒體再裝配強(qiáng)磁性的金屬磁環(huán)，減少了原有的二次裝配工藝。

第二、本發(fā)明采用磁性材料體系是高分子樹(shù)脂和鐵氧體磁性粉末混合，安全環(huán)保，成本低，節(jié)約了稀土資源；此外還可避免金屬磁介質(zhì)對(duì)包裝盒內(nèi)產(chǎn)品的污染和金屬磁體易腐蝕的問(wèn)題。

第三、本發(fā)明采用磁性較弱的聚合物基鐵氧體磁性復(fù)合材料體系制備的盒蓋與盒體，其充磁方向是垂直于盒體橫截面方向，因此在吸合方向具有較強(qiáng)的磁力，能保證較強(qiáng)的鎖緊力；而其盒體本身磁性較弱，不會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場(chǎng)而對(duì)周?chē)锲樊a(chǎn)生磁輻射。

利用本發(fā)明制備的磁力鎖緊包裝盒體系，與現(xiàn)有磁力包裝盒體系相比，成型加工方便、成本低，可以滿足大部分包裝盒的要求。

具體實(shí)施例子

下面結(jié)合具體實(shí)施例子，對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作更具體的說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例1.

一種用于磁力鎖緊結(jié)構(gòu)包裝盒的聚酰胺6/鐵氧體磁性復(fù)合材料的制備方法，原料及質(zhì)量配比如下：

聚酰胺6樹(shù)脂 10%，

微米鐵氧體（d50≤5μm） 85%，

短切玻璃纖維 4%，

硬脂酸 1%。

工藝步驟如下：

（1）磁粉處理

分別將0.8份偶聯(lián)劑溶解在適量去離子水中，去離子水的用量以能完全包覆磁粉為限；然后加入100份的微米鐵氧體磁粉中，在50~60℃的溫度下攪拌、活化，然后在100℃干燥6小時(shí)，得到活化鐵氧體磁粉。

（2）混煉造粒

按照10:85:4:1的質(zhì)量百分比將聚酰胺6樹(shù)脂、微米級(jí)鐵氧體磁粉、短切玻璃纖維和硬脂酸混合均勻，用雙螺桿擠出機(jī)在220℃~240℃的溫度下擠出造粒，得到磁力鎖緊包裝盒所用的聚酰胺6基鐵氧體磁性復(fù)合材料。

（3）注塑成型

將步驟2中制備的聚合物基鐵氧體磁性復(fù)合材料經(jīng)注塑成型、電磁場(chǎng)取向，取向場(chǎng)強(qiáng)度0.5~2T；注塑機(jī)炮筒溫度設(shè)定為260℃~280℃，模具溫度60℃~80℃。

按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，對(duì)本實(shí)例步驟3中制得的樣品進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果如下：Br=0.30T，Hcj=320KA/m，（BH）max=12KJ/m3；拉伸強(qiáng)度95.0MPa，彎曲強(qiáng)度102.0MPa，沖擊強(qiáng)度25.5KJ/m2；熔融指數(shù)為150g/10min。

實(shí)施例2.

一種用于磁力鎖緊結(jié)構(gòu)包裝盒的聚酰胺12/鐵氧體磁性復(fù)合材料的制備方法，原料及質(zhì)量配比如下：

聚酰胺12樹(shù)脂 12%，

微米鐵氧體（d50≤5μm） 85%，

短切碳纖維 2%，

聚酰胺蠟 1%。

工藝步驟如下：

（1）磁粉處理

分別將0.8份偶聯(lián)劑溶解在適量去離子水中，去離子水的用量以能完全包覆磁粉為限；然后加入100份的微米鐵氧體磁粉中，在50~60℃的溫度下攪拌、活化，然后在100℃干燥6小時(shí)，得到活化鐵氧體磁粉。

（2）混煉造粒

按照12:85:2:1的質(zhì)量百分比將聚酰胺12樹(shù)脂、微米級(jí)鐵氧體磁粉、短切碳纖維和聚酰胺蠟混合均勻，用雙螺桿擠出機(jī)在200℃~230℃的溫度下擠出造粒，得到磁力鎖緊包裝盒所用的聚酰胺12基鐵氧體磁性復(fù)合材料。

（3）注塑成型

將步驟2中制備的聚合物基鐵氧體磁性復(fù)合材料經(jīng)注塑成型、電磁場(chǎng)取向，取向場(chǎng)強(qiáng)度0.8T；注塑機(jī)炮筒溫度設(shè)定為250℃~270℃，模具溫度60℃~80℃。

按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，對(duì)本實(shí)例步驟3中制得的樣品進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果如下：Br=0.28T，Hcj=300KA/m，（BH）max=11.2KJ/m3；拉伸強(qiáng)度75.0MPa，彎曲強(qiáng)度90.0MPa，沖擊強(qiáng)度29.5KJ/m2；熔融指數(shù)為180g/10min。

實(shí)施例3.

一種用于磁力鎖緊結(jié)構(gòu)包裝盒的聚丙烯/鐵氧體磁性復(fù)合材料的制備方法，原料及質(zhì)量配比如下：

聚丙烯樹(shù)脂 15%，

微米鐵氧體（d50≤5μm） 81%，

短切玻璃纖維 3%，

硬脂酸 1%。

工藝步驟如下：

（1）磁粉處理

分別將0.8份偶聯(lián)劑溶解在適量去離子水中，去離子水的用量以能完全包覆磁粉為限；然后加入100份的微米鐵氧體磁粉中，在50~60℃的溫度下攪拌、活化，然后在100℃干燥6小時(shí)，得到活化鐵氧體磁粉。

（2）混煉造粒

按照15:81:3:1的質(zhì)量百分比將聚丙烯樹(shù)脂、微米級(jí)鐵氧體磁粉、短切玻璃纖維和硬脂酸混合均勻，用雙螺桿擠出機(jī)在180℃~210℃的溫度下擠出造粒，得到磁力鎖緊包裝盒所用的聚丙烯基鐵氧體磁性復(fù)合材料。

（3）注塑成型

將步驟2中制備的聚合物基鐵氧體磁性復(fù)合材料經(jīng)注塑成型、電磁場(chǎng)取向，取向場(chǎng)強(qiáng)度0.8T；注塑機(jī)炮筒溫度設(shè)定為230℃~250℃，模具溫度60℃~80℃。

按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，對(duì)本實(shí)例步驟3中制得的樣品進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果如下：Br=0.25T，Hcj=275KA/m，（BH）max=9.0KJ/m3；拉伸強(qiáng)度80.0MPa，彎曲強(qiáng)度94.0MPa，沖擊強(qiáng)度22.7KJ/m2；熔融指數(shù)為142g/10min。

附圖說(shuō)明：

圖1是常規(guī)的磁力鎖緊包裝盒的鎖緊結(jié)構(gòu)示意圖，其中1是指順磁材料盒蓋，2是塑料盒體中鑲嵌的金屬永磁強(qiáng)磁材料。

圖2是常規(guī)磁力鎖緊包裝盒與本發(fā)明設(shè)計(jì)的磁力鎖緊包裝盒的磁場(chǎng)方向示意圖。其中a圖是常規(guī)磁力鎖緊包裝盒鎖緊結(jié)構(gòu)磁場(chǎng)方向示意圖，b圖是本發(fā)明設(shè)計(jì)的磁力鎖緊包裝盒的磁場(chǎng)方向示意圖，其中1是指用聚合物基鐵氧體磁性復(fù)合材料制備的帶單向弱磁性的盒蓋，2是指用聚合物基鐵氧體磁性復(fù)合材料制備的帶單向弱磁性的盒體。