本發(fā)明涉及塑料領(lǐng)域，特別是涉及一種磁性塑料及其制備方法。
背景技術(shù)：
磁性塑料主要是指帶有磁性的塑料制品，具有密度小、耐沖擊強度大等特點，其制品可進行切割、切削、鉆孔、焊接、層壓和壓花等加工，被廣泛應(yīng)用于電子、電氣、儀器儀表、通訊、文教、醫(yī)療衛(wèi)生及日常生活中的諸多領(lǐng)域。同時，可加工成尺寸精度高、薄壁、復(fù)雜性狀的制品，可成型帶嵌件制品，實現(xiàn)電磁設(shè)備的小型化、輕量化、精密化和高性能化。因此，在某些新的領(lǐng)域，燒結(jié)磁體正在逐步被磁性塑料代替。同時，磁性塑料比燒結(jié)磁體耗能低，完全符合國家建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的戰(zhàn)略部署。我國的磁性塑料發(fā)展較晚，但近年來發(fā)展迅速，已經(jīng)進入了實用階段，廣泛用于航空航天、汽車、彩電、計算機、復(fù)印機等領(lǐng)域。在計算機軟驅(qū)電機、復(fù)印機顯影輥、定影輥、汽車集成儀表、機械手、機器人的控制元件等方面，磁性塑料已經(jīng)取代了傳統(tǒng)燒結(jié)磁體。
但現(xiàn)有的磁性塑料多是在塑料中直接添加磁性粉末，成為復(fù)合的磁性塑料，但是磁性粉末與塑料本體的結(jié)合較差，導(dǎo)致磁性塑料的性能不穩(wěn)定；或者粉末在塑料本體中易于團聚，分散性差，使得磁性塑料不均一。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
基于此，本發(fā)明的目的在于，提供一種磁性及其制備方法，所述磁性塑料成分均勻穩(wěn)定，并且性能優(yōu)良。
一種磁性塑料，其按重量份數(shù)包括以下組分：聚苯醚60-80份、有機硅樹脂5-15份、潤滑劑3-5份、增塑劑8-10份、穩(wěn)定劑1-2份以及磁性顆粒3-5份，所述磁性顆粒為超支化聚硅氧烷接枝的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的磁性塑料所采用的磁性顆粒為二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒，且在二氧化硅的表面接枝有超支化聚硅氧烷，在與有機硅氧烷混合后能夠有效進行交聯(lián)，形成網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，提高磁性顆粒與塑料本體的結(jié)合相容性，保證磁性顆粒在塑料中的均勻性和穩(wěn)定性。
進一步地，所述潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯、氧化聚乙烯蠟、聚乙烯蠟或聚丙烯蠟中的任一種，所述增塑劑為鄰苯二甲酸酯類增塑劑，所述穩(wěn)定劑為硬脂酸鹽類穩(wěn)定劑。通過潤滑劑、增塑劑和穩(wěn)定劑的使用能夠有效改善塑料的可加工性能以及穩(wěn)定性能。
進一步地，所述有機硅樹脂為聚烷基有機硅樹脂。聚烷基有機硅樹脂的分子量較柔性，能夠在與聚苯醚共混時，有效接觸接枝于二氧化硅的表面的超支化聚硅氧烷，進行交聯(lián)反應(yīng)，以保證磁性顆粒在塑料中結(jié)合的牢固性。
本發(fā)明還提供了一種所述磁性塑料的制備方法，包括以下步驟：
s1：制備超支化聚硅氧烷接枝的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒；
s2：取聚苯醚、有機硅樹脂、潤滑劑、增塑劑和穩(wěn)定劑混合均勻后，于高速混合機中，加熱熔融攪拌，得到聚合混合物；
s3：將步驟s1制得的超支化聚硅氧烷接枝的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒加入步驟s2制得的聚合混合物中，攪拌使包覆于四氧化三鐵顆粒表面的超支化聚硅氧烷均勻分散于聚合混合物中；然后置于模具中，真空脫泡后，采用階梯升溫法使其固化，然后冷卻至室溫，得到磁性塑料。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過在磁性顆粒四氧化三鐵的表面修飾超支化聚硅氧烷，熔融狀態(tài)下加入磁性顆粒，使磁性顆粒表面的超支化聚硅氧烷和有機硅樹脂之間進行交聯(lián)固化，將磁性顆粒穩(wěn)固于塑料內(nèi)，提高磁性顆粒與塑料本體的結(jié)合相容性，保證磁性顆粒在塑料中的均勻性和穩(wěn)定性。
進一步地，步驟s1中，包括以下步驟：
s11：取磁性四氧化三鐵納米微球，超聲分散于溶劑中，攪拌條件下滴加氨水使其ph為8.0-11.0，然后加入正硅酸乙酯，于25-60℃反應(yīng)2-6h，磁性分離得到二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒；
s12：取步驟s11制得的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒加入到γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中，超聲分散，然后滴加hcl溶液，滴加完畢后加熱攪拌反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后即得超支化聚硅氧烷接枝的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒。
進一步地，所述步驟s12中，二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒與γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的質(zhì)量比為1:(10-20)。這一比例能夠有效保證超支化的聚硅氧烷接枝于四氧化三鐵顆粒的接枝度，避免接枝度過高四氧化三鐵顆粒被包覆過于緊密而導(dǎo)致的磁性不靈敏；也避免接枝度過低四氧化三鐵顆粒不能有效與有機硅樹脂交聯(lián)而導(dǎo)致的結(jié)合相容性降低。
進一步地，各組分的用量按重量份數(shù)分別為：聚苯醚60-80份、有機硅樹脂5-15份、潤滑劑3-5份、增塑劑8-10份、穩(wěn)定劑1-2份以及磁性顆粒3-5份。
進一步地，步驟s2中的加熱熔融溫度為210-220℃。
進一步地，步驟s3中，將步驟s1制得的超支化聚硅氧烷接枝的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒加入步驟s2制得的聚合混合物中，以70-90r/min的轉(zhuǎn)速攪拌2-4h。采用這一攪拌速度，既能保證磁性顆粒均勻分散于聚合混合物中；又能保證磁性顆粒表面的超支化聚硅氧烷能夠與有機硅樹脂有效接觸。
進一步地，步驟s3中，階梯升溫法固化的具體條件為于210-220℃固化1-3h，然后于220-230℃固化1-3h，最后于230-240℃固化1-3h。
為了更好地理解和實施，下面結(jié)詳細說明本發(fā)明。
具體實施方式
本發(fā)明公開了一種磁性塑料，所述磁性塑料按重量份數(shù)包括以下組分：聚苯醚60-80份、有機硅樹脂5-15份、潤滑劑3-5份、增塑劑8-10份、穩(wěn)定劑1-2份以及磁性顆粒3-5份，所述磁性顆粒為超支化聚硅氧烷接枝的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒。
其中，所述潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯、氧化聚乙烯蠟、聚乙烯蠟或聚丙烯蠟中的任一種，所述增塑劑為鄰苯二甲酸酯類增塑劑，所述穩(wěn)定劑為硬脂酸鹽類穩(wěn)定劑。所述有機硅樹脂為聚烷基有機硅樹脂。
本發(fā)明還公開了一種磁性塑料的制備方法，包括以下步驟：
s1：制備超支化聚硅氧烷接枝的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒；
s2：取聚苯醚、有機硅樹脂、潤滑劑、增塑劑和穩(wěn)定劑混合均勻后，于高速混合機中，加熱熔融攪拌，得到聚合混合物；
s3：將步驟s1制得的超支化聚硅氧烷接枝的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒加入步驟s2制得的聚合混合物中，攪拌使包覆于四氧化三鐵顆粒表面的超支化聚硅氧烷均勻分散于聚合混合物中；然后置于模具中，真空脫泡后，采用階梯升溫法使其固化，然后冷卻至室溫，得到磁性塑料。
其中，步驟s1中，包括以下步驟：
s11：取磁性四氧化三鐵納米微球，超聲分散于溶劑中，攪拌條件下滴加氨水使其ph為8.0-11.0，然后加入正硅酸乙酯，于25-60℃反應(yīng)2-6h，磁性分離得到二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒；
s12：取步驟s11制得的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒加入到γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中，超聲分散，然后滴加hcl溶液，滴加完畢后加熱攪拌反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后即得超支化聚硅氧烷接枝的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒。
其中，所述步驟s12中，二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒與γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的質(zhì)量比為1:(10-20)。
其中，步驟s2中的加熱熔融溫度為210-220℃。步驟s3中，將步驟s1制得的超支化聚硅氧烷接枝的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒加入步驟s2制得的聚合混合物中，以70-90r/min的轉(zhuǎn)速攪拌2-4h。
所述制備方法中，各組分的用量按重量份數(shù)分別為：聚苯醚60-80份、有機硅樹脂5-15份、潤滑劑3-5份、增塑劑8-10份、穩(wěn)定劑1-2份以及磁性顆粒3-5份。
下面結(jié)合具體實施例進一步說明。
實施例1
本實施例公開了一種磁性塑料，其按重量份數(shù)包括以下組分：聚苯醚60份、聚烷基有機硅樹脂15份、季戊四醇硬脂酸酯3份、鄰苯二甲酸酯類增塑劑8份、硬脂酸鈣1份以及磁性顆粒5份，所述磁性顆粒為超支化聚硅氧烷接枝的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒。
所述磁性塑料的制備方法，包括以下步驟：
s1：制備超支化聚硅氧烷接枝的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒，具體的：
s11：取磁性四氧化三鐵納米微球，超聲分散于正丙醇溶劑中，于攪拌條件下滴加氨水使其ph為8.0-11.0，然后加入正硅酸乙酯，于25-60℃反應(yīng)2-6h，磁性分離得到二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒；其中，所述四氧化三鐵和正硅酸乙酯的質(zhì)量比為1:4；
s12：取步驟s11制得的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒1份加入到10份的γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中，超聲分散，然后滴加濃度為1mol/l的hcl溶液，滴加完畢后加熱攪拌反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后即得超支化聚硅氧烷接枝的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒。
s2：按重量份數(shù)取聚苯醚、聚烷基有機硅樹脂、季戊四醇硬脂酸酯、鄰苯二甲酸酯類增塑劑和硬脂酸鈣混合均勻后，于高速混合機中，于210℃條件下加熱熔融攪拌，得到聚合混合物；
s3：取步驟s1制得的超支化聚硅氧烷接枝的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒5份加入步驟s2制得的聚合混合物中，以70-90r/min的轉(zhuǎn)速攪拌2-4h，使包覆于四氧化三鐵顆粒表面的超支化聚硅氧烷均勻分散于聚合混合物中；然后置于模具中，真空脫泡后，采用階梯升溫法使其固化，于215℃固化2h，然后于225℃固化2h，最后于235℃固化2h，然后冷卻至室溫，得到磁性塑料。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的磁性塑料所采用的磁性顆粒為二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒，且在二氧化硅的表面接枝有超支化聚硅氧烷，在與有機硅氧烷混合后能夠有效進行交聯(lián)，提高磁性顆粒與塑料本體的結(jié)合相容性，保證磁性顆粒在塑料中的均勻性和穩(wěn)定性。
實施例2
本實施例公開了一種磁性塑料，其按重量份數(shù)包括以下組分：聚苯醚80份、聚烷基有機硅樹脂5份、季戊四醇硬脂酸酯5份、鄰苯二甲酸酯類增塑劑10份、硬脂酸鈣2份以及磁性顆粒4份，所述磁性顆粒為超支化聚硅氧烷接枝的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒。
所述磁性塑料的制備方法，包括以下步驟：
s1：制備超支化聚硅氧烷接枝的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒，具體的：
s11：取磁性四氧化三鐵納米微球，超聲分散于正丙醇溶劑中，于攪拌條件下滴加氨水使其ph為8.0-11.0，然后加入正硅酸乙酯，于25-60℃反應(yīng)2-6h，磁性分離得到二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒；其中，所述四氧化三鐵和正硅酸乙酯的質(zhì)量比為1:10；
s12：取步驟s11制得的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒1份加入到20份的γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中，超聲分散，然后滴加濃度為1mol/l的hcl溶液，滴加完畢后加熱攪拌反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后即得超支化聚硅氧烷接枝的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒。
s2：按重量份數(shù)取聚苯醚、聚烷基有機硅樹脂、季戊四醇硬脂酸酯、鄰苯二甲酸酯類增塑劑和硬脂酸鈣混合均勻后，于高速混合機中，于210℃條件下加熱熔融攪拌，得到聚合混合物；
s3：取步驟s1制得的超支化聚硅氧烷接枝的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒4份加入步驟s2制得的聚合混合物中，以70-90r/min的轉(zhuǎn)速攪拌2-4h，使包覆于四氧化三鐵顆粒表面的超支化聚硅氧烷均勻分散于聚合混合物中；然后置于模具中，真空脫泡后，采用階梯升溫法使其固化，于220℃固化2h，然后于230℃固化2h，最后于240℃固化2h，然后冷卻至室溫，得到磁性塑料。
實施例3
本實施例公開了一種磁性塑料，其按重量份數(shù)包括以下組分：聚苯醚70份、聚烷基有機硅樹脂10份、氧化聚乙烯蠟4份、鄰苯二甲酸酯類增塑劑9份、硬脂酸鈣2份以及磁性顆粒3份，所述磁性顆粒為超支化聚硅氧烷接枝的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒。
所述磁性塑料的制備方法，包括以下步驟：
s1：制備超支化聚硅氧烷接枝的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒，具體的：
s11：取磁性四氧化三鐵納米微球，超聲分散于正丙醇溶劑中，于攪拌條件下滴加氨水使其ph為8.0-11.0，然后加入正硅酸乙酯，于25-60℃反應(yīng)2-6h，磁性分離得到二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒；其中，所述四氧化三鐵和正硅酸乙酯的質(zhì)量比為1:6；
s12：取步驟s11制得的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒1份加入到15份的γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中，超聲分散，然后滴加濃度為1mol/l的hcl溶液，滴加完畢后加熱攪拌反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后即得超支化聚硅氧烷接枝的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒。
s2：按重量份數(shù)取聚苯醚、聚烷基有機硅樹脂、氧化聚乙烯蠟、鄰苯二甲酸酯類增塑劑和硬脂酸鈣混合均勻后，于高速混合機中，于210℃條件下加熱熔融攪拌，得到聚合混合物；
s3：取步驟s1制得的超支化聚硅氧烷接枝的二氧化硅包覆的四氧化三鐵顆粒3份加入步驟s2制得的聚合混合物中，以70-90r/min的轉(zhuǎn)速攪拌2-4h，使包覆于四氧化三鐵顆粒表面的超支化聚硅氧烷均勻分散于聚合混合物中；然后置于模具中，真空脫泡后，采用階梯升溫法使其固化，于220℃固化2h，然后于225℃固化2h，最后于230℃固化2h，然后冷卻至室溫，得到磁性塑料。
以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。