本發(fā)明屬于一種用于注塑磁性材料改性的納米多元聚合物及制備方法，尤其涉及納米材料，樹脂，熱塑性彈性體，偶聯(lián)劑，潤滑劑等材料在注塑磁材料的改性應(yīng)用。

背景技術(shù)：

納米材料又稱超微顆粒材料，其主要由1～100nm尺寸的納米粒子組成，由于其納米顆粒尺寸小到一定的尺寸時，其在新型改性材料領(lǐng)域表現(xiàn)出各種特性，利用這些特性，可以高效地改進(jìn)高分子材料的剛性、延展性和強(qiáng)度及尺寸穩(wěn)定性等。

近年來，有許多文獻(xiàn)已發(fā)表過納米材料在改性材料中的廣泛應(yīng)用，并取得較大的進(jìn)展。其中比較典型的無機(jī)剛性粒子增韌理論，無機(jī)剛性粒子的尺寸大小對于材料的改性效果影響很大，1～1000nm的小粒徑無機(jī)顆粒均勻地分散在基體材料中，當(dāng)基體材料受到?jīng)_擊時，粒子跟基體會產(chǎn)生一定的塑形性變銀紋，從而吸收沖擊能，達(dá)到增韌效果。當(dāng)一定比例的大顆粒無機(jī)粒子和超細(xì)納米材料，由于不同粒度組成級配效應(yīng)，與高分子聚合物發(fā)生物理或化學(xué)效應(yīng)結(jié)合的可能性更大，可以增強(qiáng)了各種無機(jī)材料與高分子聚合物之間的界面粘接，當(dāng)各種無機(jī)剛性粒子與高分子聚合物基體接觸的比表面積越大，越有利于吸收更多的沖擊能，使復(fù)合材料表現(xiàn)出宏觀的高剛性，高強(qiáng)度，高韌性等高性能。

注塑磁性材料是一種能產(chǎn)生磁場的功能材料，在目前電子化產(chǎn)品越來越普遍的時候都離不開磁性材料的應(yīng)用，例如：電動玩具、電動揚(yáng)聲器，立體聲耳機(jī)、計算機(jī)驅(qū)動器以及在摩托車和汽車工業(yè)上所需的磁電機(jī)等，由于注塑磁性材料不需要多次反復(fù)加工可以一次注塑成型，可以制備各種相對復(fù)雜形狀的制品，同時具有尺寸精度高，可連續(xù)自動化大批量生產(chǎn)等突出特點(diǎn)，注塑磁性材料將持續(xù)推動整個電子信息行業(yè)往“小輕精”等方向發(fā)展。

但是目前磁粉跟樹脂粘結(jié)劑的相容性及分散性差，且注塑磁性材料的彎曲強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度等性能不理想，注塑磁性材料的流動性及加工性能也不理想。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種通過添加無機(jī)的納米材料和有機(jī)的熱塑性彈性體，增韌劑等相互高效的配合，可以極大地改善傳統(tǒng)注塑方法中的磁粉跟樹脂粘結(jié)劑的相容性及分散性，在提高注塑磁性材料的彎曲強(qiáng)度，拉伸強(qiáng)度等性能的同時，也可以提高注塑磁性材料的流動性及加工性能的用于注塑磁性材料改性的納米多元聚合物。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種用于注塑磁性材料改性的納米多元聚合物，該聚合物的原料包括：納米材料5.0wt％-25.0wt％，樹脂50.0wt％-70.0wt％，熱塑性彈性體2.0wt％-15.0wt％，增韌劑2.0wt％-15.0wt％，偶聯(lián)劑0.2wt％-5.0wt％，潤滑劑0.2wt％-5.0wt％。

作為優(yōu)選，上述用于注塑磁性材料改性的納米多元聚合物，該聚合物的原料包括：納米材料5.0wt％-15.0wt％，樹脂50.0wt％-70.0wt％，熱塑性彈性體5.0wt％-15.0wt％，增韌劑5.0wt％-10.0wt％，偶聯(lián)劑0.5wt％-3.0wt％，潤滑劑0.5wt％-3.0wt％。

本發(fā)明上述的納米材料包括且不限于埃洛石納米管，納米蒙脫土、納米碳酸鈣、納米滑石粉、納米硫酸鋇、納米石墨粉、納米碳化硅粉、納米二氧化硅和納米炭黑等一種或幾種。

本發(fā)明所述的樹脂可以為尼龍6，尼龍12，聚苯硫醚(PPS)，聚氯乙烯(PVC)及聚乙烯(PE)一種或幾種。

本發(fā)明所述的熱塑性彈性體可以為苯乙烯類TPS，烯烴類TPE，二烯類TPE，氯乙烯類TPE，聚氨酯類TPE的一種或幾種，如三元乙丙橡膠(EPDM)。

本發(fā)明所述的增韌劑可以為馬來酸酐接枝聚烯烴(如馬來酸酐接枝聚丙烯)、苯乙烯-丁二烯熱塑性彈性體(SBS)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的一種或幾種。

本發(fā)明所述的潤滑劑可以為硬脂酸單甘油脂，硬脂酸酰胺，乙撐硬脂酸酰胺，聚乙烯蠟，硬脂酸及其鹽類中的一種或幾種，如乙烯基硅油。

本發(fā)明所述的偶聯(lián)劑可以為硅烷偶聯(lián)劑，鈦酸酯偶聯(lián)，鉻絡(luò)合物偶聯(lián)劑和其它偶聯(lián)劑中的一種或幾種。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選，上述用于注塑磁性材料改性的納米多元聚合物，該聚合物的原料包括：埃洛石納米管5.0wt％-15.0wt％，尼龍6 50.0wt％-70.0wt％，三元乙丙橡膠(EPDM)5.0wt％-15.0wt％，馬來酸酐接枝聚丙烯5.0wt％-15.0wt％，硅烷偶聯(lián)劑0.5wt％-3.0wt％，乙烯基硅油0.5wt％-3.0wt％。

本發(fā)明提供了一種用于注塑磁性材料改性的納米多元聚合物的制備方法，具體步驟包括：

(1)按照配方比例稱量好納米材料、樹脂、熱塑性彈性體、增韌劑、偶聯(lián)劑和潤滑劑；其中納米材料、樹脂求干燥水分含量在0.5％以下；

(2)將已經(jīng)準(zhǔn)備好的納米材料、樹脂、熱塑性彈性體、增韌劑、偶聯(lián)劑和潤滑劑逐次混合至高速混合機(jī)中，將混合物在高速混合機(jī)進(jìn)行攪拌30～60分鐘，混合均勻后得到的樣品放至烘箱干燥18-30小時備用；

(3)將混合均勻的物料添加到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，在溫度240～270℃下進(jìn)行充分混煉擠出，切粒得到2～8mm的母粒，將母粒放至烘箱干燥18-30小時，得到本發(fā)明的納米多元聚合物。

上述的制備方法，制備步驟還包括：

(4)將干燥后的母粒與各向異性鍶鐵磁粉混合至高速混合機(jī)，將混合物在高速混合機(jī)進(jìn)行攪拌30～60分鐘，混合均勻后得到的樣品放至烘箱干燥18-30小時備用；

(5)將混合均勻的物料添加到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，在溫度240～270℃下進(jìn)行充分混煉擠出，切粒得到2～8mm的注塑顆粒，將粒料放至烘箱干燥18-30小時備用；

(6)將干燥后的注塑顆粒料投入注塑機(jī)在溫度270～290℃下注塑成型，模具溫度為80℃，注塑成型時須外加1000Koe的磁場進(jìn)行取向，成型樣品為8×8×3mm的立方體磁片；

(6.1)：采用磁化特性曲線測磁儀對注塑后的磁片分別測試磁片的磁性能參數(shù)，其中包括剩磁Br，內(nèi)稟矯頑力Hcb(Oe)，矯頑力Hcj(Oe)，最大磁能積BHmax(GOe)等參數(shù)；

(6.2)：按照ATSM-D638標(biāo)準(zhǔn)測試條件下，采用電子萬能力學(xué)材料試驗機(jī)測試磁片的彎曲強(qiáng)度，抗拉伸強(qiáng)度等參數(shù)；

(6.3)：根據(jù)測試標(biāo)準(zhǔn)ASTMD1238，采用熔融指數(shù)測量儀進(jìn)行擠出切粒料的熔融指數(shù)的測量。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：通過添加無機(jī)的納米材料和有機(jī)的熱塑性彈性體，增韌劑等相互高效的配合，可以極大地改善傳統(tǒng)注塑方法中的磁粉跟樹脂粘結(jié)劑的相容性及分散性，在提高注塑磁性材料的彎曲強(qiáng)度，拉伸強(qiáng)度等性能的同時，也可以提高注塑磁性材料的流動性及加工性能。

具體實施案例

下面進(jìn)行具體實施，但本發(fā)明不限于以下這些案例。

實施案例1：

取埃洛石納米管10％，尼龍6樹脂70％，三元乙丙橡膠(EPDM)10％，馬來酸酐接枝聚丙烯6％，硅烷偶聯(lián)劑2％，乙烯基硅油2％；用高速混合機(jī)混合均勻，用雙螺桿擠出機(jī)在240～270℃下進(jìn)行充分混煉擠出，切粒得到2～8mm的母粒后干燥24小時后保存。

將干燥后的埃洛石納米管母粒按照質(zhì)量比為15％的比例投入質(zhì)量比為85％的各向異性鍶鐵磁粉混合至高速混合機(jī)，將混合物在高速混合機(jī)進(jìn)行攪拌30～60分鐘，混合均勻后的物料添加到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，在溫度240～270℃下進(jìn)行充分混煉擠出，切粒得到2～8mm的注塑顆粒，將粒料放至烘箱干燥24小時備用。

最后將注塑顆粒投入注塑機(jī)在270～290℃溫度下注塑成型，成型時用1000Koe的磁場進(jìn)行取向，成型樣品為8*8*3mm的立方體磁片。

同時按照ATSM-D638標(biāo)準(zhǔn)測試條件下對塑磁顆粒注塑樣片，并分別測試樣片的彎曲強(qiáng)度，抗拉伸強(qiáng)度等。

根據(jù)測試標(biāo)準(zhǔn)ASTMD1238，采用熔融指數(shù)測量儀進(jìn)行熔融指數(shù)的測量，結(jié)果見下表1所示。

表1

對比案例1：

取埃洛石納米管5％，尼龍6樹脂75％，三元乙丙橡膠(EPDM)10％，馬來酸酐接枝聚丙烯6％，硅烷偶聯(lián)劑2％，乙烯基硅油2％；用高速混合機(jī)混合均勻，用雙螺桿擠出機(jī)在240～270℃下進(jìn)行充分混煉擠出，切粒得到2～8mm的母粒后干燥24小時后保存。

將干燥后的埃洛石納米管母粒按照質(zhì)量比為15％的比例投入質(zhì)量比為85％的各向異性鍶鐵磁粉混合至高速混合機(jī)，將混合物在高速混合機(jī)進(jìn)行攪拌30～60分鐘，混合均勻后的物料添加到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，在溫度240～270℃下進(jìn)行充分混煉擠出，切粒得到2～8mm的注塑顆粒，將粒料放至烘箱干燥24小時備用。

最后將注塑顆粒投入注塑機(jī)在270～290℃溫度下注塑成型，成型時用1000Koe的磁場進(jìn)行取向，成型樣品為8*8*3mm的立方體磁片。

同時按照ATSM-D638標(biāo)準(zhǔn)測試條件下對塑磁顆粒注塑樣片，并分別測試樣片的彎曲強(qiáng)度，抗拉伸強(qiáng)度等。

根據(jù)測試標(biāo)準(zhǔn)ASTMD1238，采用熔融指數(shù)測量儀進(jìn)行熔融指數(shù)的測量，具體見表2。

表2

對比案例2：

將85％含量的各向異性鍶鐵磁粉，尼龍6樹脂5，硅烷偶聯(lián)劑5，聚乙烯蠟潤滑劑5％混合至高速混合機(jī)，將混合物在高速混合機(jī)進(jìn)行攪拌30～60分鐘，混合均勻后的物料添加到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，在溫度240～270℃下進(jìn)行充分混煉擠出，切粒得到2～8mm的注塑顆粒，將粒料放至烘箱干燥24小時備用。

最后將注塑顆粒投入注塑機(jī)在270～290℃溫度下注塑成型，成型時用1000Koe的磁場進(jìn)行取向，成型樣品為8*8*3mm的立方體磁片。

同時按照ATSM-D638標(biāo)準(zhǔn)測試條件下對塑磁顆粒注塑樣片，并分別測試樣片的彎曲強(qiáng)度，抗拉伸強(qiáng)度等。

根據(jù)測試標(biāo)準(zhǔn)ASTMD1238，采用熔融指數(shù)測量儀進(jìn)行熔融指數(shù)的測量，具體見表3。

表3

上述實施例和對比例各個性能指標(biāo)對比表格：

實驗結(jié)果對照表4

－：表示無添加

從上述實施例可以看出，本發(fā)明通過添加無機(jī)的納米材料和有機(jī)的熱塑性彈性體，增韌劑等相互高效的配合，可以極大地改善傳統(tǒng)注塑方法中的磁粉跟樹脂粘結(jié)劑的相容性及分散性，在提高注塑磁性材料的彎曲強(qiáng)度，拉伸強(qiáng)度等性能的同時，也可以提高注塑磁性材料的流動性及加工性能。

以上實施案例是對本發(fā)明進(jìn)行具體描述的舉例說明，本發(fā)明所屬的技術(shù)人員可以對各種具體案例進(jìn)行修改或補(bǔ)充。