一種磁性復(fù)合組合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于磁性復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磁性復(fù)合組合物及其制備方 法，可以得到高韌性、高耐熱的磁性材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 數(shù)字通信技術(shù)和光纖通信的快速發(fā)展不斷更新淘汰傳統(tǒng)的模擬通信設(shè)備，在通信 領(lǐng)域中大量使用的各種電源變壓器多數(shù)工作在低磁通密度下，這時材料的磁導(dǎo)率就起了主 要作用?，F(xiàn)今，納米復(fù)合材料的研究得到了迅速發(fā)展，與單一相組成的納米結(jié)晶材料和納米 相材料不同，納米復(fù)合材料是由兩種或兩種以上的吉布斯固相至少在一個方向上以納米級 尺寸復(fù)合而成的復(fù)合材料。這些固相可以是非晶質(zhì)態(tài)、半晶質(zhì)態(tài)、晶質(zhì)態(tài)，而且可以是無機(jī) 的、有機(jī)的或兩者都有。納米復(fù)合材料具有龐大的比表面積，表面能很高，因而具有比本體 材料更為顯著的性能，在增韌材料領(lǐng)域可望有重要的應(yīng)用。彎折是材料韌性的直接體現(xiàn)，對 于撓曲可靠性，IPC提出了一種撓曲斷裂次數(shù)的評價方法，但是該測試力方法由于耗時時間 長，有時需要幾個月，對研究開發(fā)新產(chǎn)品極為不利，于是日本學(xué)界提出用MlT方法來測試材 料單點(diǎn)耐彎折性以評價材料的耐折性，該方法具有測試結(jié)果快速的優(yōu)點(diǎn)，但受彎折頭加工 精度的影響很大，數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。
[0003] 高磁導(dǎo)率合金材料主要應(yīng)用于磁屏蔽、漏電開關(guān)、小型化高頻開關(guān)電源及高密度 記錄裝置中，高磁導(dǎo)率材料一直是國內(nèi)外軟磁材料研究的重點(diǎn)，有很大的市場需求；但是現(xiàn) 有材料存在一些缺陷，主要體現(xiàn)在：只顧追求磁性粉體的高磁通率，忽略其使用時的環(huán)境， 以及與其他組份的匹配性；復(fù)合磁材料中顆粒與有機(jī)組分的相容性差，界面缺陷多；現(xiàn)有 磁材料為了保證磁性，大量添加磁粉，導(dǎo)致復(fù)合材料力學(xué)性能、耐熱性能差。
[0004] 因此，很有必要研發(fā)一種新的原料組成，以合理的工藝制備出力學(xué)性能、耐熱性能 優(yōu)異的復(fù)合磁材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種磁性復(fù)合組合物的制備方法。
[0006] 為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種磁性復(fù)合組合物的制備方 法，包括以下步驟： (1)將2_(對-異丙苯基-苯氧基）_己基丙烯酸酯、丁二酸酐加入有機(jī)溶劑中，回流 反應(yīng)50分鐘；再加入硫代乙酰胺與咪唑，回流反應(yīng)25分鐘，旋蒸除去溶劑得到丙烯酸預(yù)聚 物； ⑵將酞菁鐵與四氧化三鐵加入羥胺鉀的甲醇溶液中，攪拌1. 2小時；然后依次加入錳 鋅鐵氧材料粉體、棕櫚酸，于60°C攪拌2. 4小時，再超聲處理2分鐘得到填料體系； (3)混合填料體系與丙烯酸預(yù)聚物；然后向有機(jī)溶劑中依次加入1,3, 5-三縮水甘 油-S-三嗪三酮、二丁基氯化錫，混合均勻后再加入乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯與 亞麻油，回流反應(yīng)3小時，最后加入填料體系與丙烯酸預(yù)聚物的混合物，回流反應(yīng)1小時，揮 發(fā)除去溶劑，得到磁性復(fù)合組合物。
[0007] 本發(fā)明中，步驟（1)中，2-(對-異丙苯基-苯氧基）-己基丙烯酸酯、丁二酸酐、硫 代乙酰胺與咪唑的質(zhì)量比為1 : 0.3 : 0.5 : 0.0085;得到的樹脂聚合物粘接好，反應(yīng)性 好，與其余組分聚合產(chǎn)物耐熱性較好，力學(xué)性強(qiáng)，穩(wěn)定性好。以有機(jī)溶劑為反應(yīng)環(huán)境，一方面 增加反應(yīng)均勻性，另外方面控制溫度，整個反應(yīng)過程有機(jī)溶劑一致，優(yōu)選為2-己酮。
[0008] 本發(fā)明中，步驟（2 )中，酞菁鐵、四氧化三鐵、羥胺鉀、錳鋅鐵氧材料粉體、棕櫚酸的 質(zhì)量比為0.08 : 2 : 0.15 : 1 : 0.16;超聲處理的功率為800W。填料體系中甲醇為溶 劑，固含量沒有特別要求，在進(jìn)行第（3)步之前需要測試，以確定填料的添加量。
[0009] 本發(fā)明中，步驟（3)中，1，3, 5-三縮水甘油-S-三嗪三酮、二丁基氯化錫、丙烯酸 預(yù)聚物、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、亞麻油與填料的質(zhì)量比為（2~4) : (0.09~ 0.1) : (9 ~12) : (2 ~3) : (0.1 ~0.14) : 1。
[0010] 本發(fā)明中，羥胺鉀可以在樹脂固化時形成小分子絡(luò)合點(diǎn)，有利于樹脂體系交聯(lián)均 勻，一般以羥胺鉀的甲醇溶液存在。不僅利于體系的反應(yīng)，增加固體復(fù)合材料各組分的相容 性，與酞菁鐵、棕櫚酸協(xié)同，在受沖擊下防止材料失效，增加分子鏈的活動能力，提高固體材 料的力學(xué)性能。
[0011] 本發(fā)明中，有機(jī)物體系為磁性復(fù)合組合物的主要粘接成分，同時也是體系力學(xué)性 的關(guān)鍵組分；固化程度對于磁性復(fù)合組合物表現(xiàn)的性能有重要影響，特別關(guān)系到磁性復(fù)合 組合物的固化后在受力環(huán)境下的抗脆性；溶劑可以很好的分散各反應(yīng)組分，保證各組分間 接觸良好，可以根據(jù)反應(yīng)情況添加。
[0012] 本發(fā)明中，酞菁鐵、四氧化三鐵與錳鋅鐵氧材料為良好的添加劑，這些添加劑能通 過空間位阻穩(wěn)定作用使各個組分穩(wěn)定分散，達(dá)到較好的相容效果，如此協(xié)效作用，可以最大 化的體現(xiàn)材料的磁性能；在制備聚合物的反應(yīng)過程中，乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯 與亞麻油能將各組分串聯(lián)，形成韌性好、有一定交聯(lián)密度的固體產(chǎn)品。因此本發(fā)明還公開了 上述方法制備的磁性復(fù)合組合物。將磁性復(fù)合組合物置入模具中，模壓(壓力為12MPa)，即 得到磁性材料；優(yōu)選的，模壓溫度為165°C ;模壓時間為25分鐘。
[0013] 由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)： 本發(fā)明利用有機(jī)無機(jī)復(fù)合原理，用于制備磁性復(fù)合組合物的各組成分之間相容性好， 棕櫚酸具有長的柔性鏈段，添加劑粒子、小分子的引入破環(huán)了樹脂固化物的對稱的高剛性 的結(jié)構(gòu)，體系分散應(yīng)力的微裂紋點(diǎn)增加，同時，良好的分散使得剛性的添加劑粒子與樹脂基 團(tuán)之間具有良好的界面相互作用，使得應(yīng)力在粒子和基體之間相互傳遞；能夠有效阻止微 裂紋的生長，提高體系韌性，由此制備得到了一種磁性復(fù)合組合物，粘接性能佳，加工性好， 固化后具有良好的力學(xué)性能、耐熱性能，滿足磁性復(fù)合組合物的發(fā)展應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述： 合成例 將1000 g 2-(對-異丙苯基-苯氧基）-己基丙稀酸酯、300g 丁二酸酐加入2-己酮中， 回流反應(yīng)50分鐘；再加入500g硫代乙酰胺與8. 5g咪唑，回流反應(yīng)25分鐘，旋蒸除去溶劑 得到丙烯酸預(yù)聚物。
[0015] 將80g酞菁鐵與2Kg四氧化三鐵加入含150g羥胺鉀的甲醇溶液中，攪拌I. 2小時； 然后依次加入IKg錳鋅鐵氧材料粉體、160g棕櫚酸，于60°C攪拌2. 4小時，再800W超聲處 理2分鐘得到填料體系。 實(shí)施例
[0016] 按表1的比例，混合填料體系與丙烯酸預(yù)聚物；然后向2-己酮中依次加入 1，3, 5-三縮水甘油-S-三嗪三酮、二丁基氯化錫，混合均勻后再加入乙氧基化三羥甲基丙 烷三丙烯酸酯與亞麻油，回流反應(yīng)3小時，最后加入填料體系與丙烯酸預(yù)聚物的混合物，回 流反應(yīng)1小時，揮發(fā)除去溶劑，得到磁性復(fù)合組合物。
[0017] 表1原料質(zhì)量/g
其中，對比例一的丙烯酸預(yù)聚物原料不含咪唑；對比例二的填料體系原料不含棕櫚酸。
[0018] 將磁性復(fù)合組合物置入模具中，模壓(壓力為12MPa、溫度為165°C、時間為25分 鐘)，即得到磁性材料。
[0019] 性能測試 上述組合物制備的棕櫚酸的性能測試結(jié)果見表2。
[0020] 表2高韌性材料的性能測試結(jié)果
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種磁性復(fù)合組合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： (1)將2-(對-異丙苯基-苯氧基）-己基丙烯酸酯、丁二酸酐加入有機(jī)溶劑中，回流 反應(yīng)50分鐘；再加入硫代乙酰胺與咪唑，回流反應(yīng)25分鐘，旋蒸除去溶劑得到丙烯酸預(yù)聚 物； ⑵將酞菁鐵與四氧化三鐵加入羥胺鉀的甲醇溶液中，攪拌1. 2小時；然后依次加入錳 鋅鐵氧材料粉體、棕櫚酸，于60°C攪拌2. 4小時，再超聲處理2分鐘得到填料體系； (3)混合填料體系與丙烯酸預(yù)聚物；然后向有機(jī)溶劑中依次加入1,3, 5-三縮水甘 油-S-三嗪三酮、二丁基氯化錫，混合均勻后再加入乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯與 亞麻油，回流反應(yīng)3小時，最后加入填料體系與丙烯酸預(yù)聚物的混合物，回流反應(yīng)1小時，揮 發(fā)除去溶劑，得到磁性復(fù)合組合物。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述磁性復(fù)合組合物的制備方法，其特征在于，步驟（1)中， 2_(對-異丙苯基-苯氧基）_己基丙烯酸酯、丁二酸酐、硫代乙酰胺與咪唑的質(zhì)量比為 1 : 0? 3 : 0? 5 : 0? 0085。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述磁性復(fù)合組合物的制備方法，其特征在于，步驟（2)中，酞菁鐵、 四氧化三鐵、羥胺鉀、錳鋅鐵氧材料粉體、棕櫚酸的質(zhì)量比為0.08 : 2 : 0.15 : 1 : 0.16。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述磁性復(fù)合組合物的制備方法，其特征在于，步驟（2)中，超聲處 理的功率為800W。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述磁性復(fù)合組合物的制備方法，其特征在于，步驟（3)中， 1，3, 5-三縮水甘油-S-三嗪三酮、二丁基氯化錫、丙烯酸預(yù)聚物、乙氧基化三羥甲基丙烷 三丙烯酸酯、亞麻油與填料的質(zhì)量比為（2~4) : (0.09~0.1) : (9~12) : (2~ 3) : (0? 1 ~0? 14) : 1〇6. 根據(jù)權(quán)利要求1~5所述任意一種制備方法得到的磁性復(fù)合組合物。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種磁性復(fù)合組合物及其制備方法，向2-己酮中依次加入1,3,5-三縮水甘油-S-三嗪三酮、二丁基氯化錫，混合均勻后再加入乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯與亞麻油，回流反應(yīng)3小時，最后加入填料體系與丙烯酸預(yù)聚物的混合物，回流反應(yīng)1小時，揮發(fā)除去溶劑，得到磁性復(fù)合組合物。原料簡單易得，無需現(xiàn)有技術(shù)的復(fù)雜反應(yīng)，制備的磁性復(fù)合組合物具有優(yōu)異的力學(xué)性能，固化效果好，組分協(xié)同促使有機(jī)物鏈段活動，形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)一步增加了體系的抗脆性，提高材料韌性、耐熱性，取得了意想不到的效果。
【IPC分類】C08L91/00, C08K13/02, C08K5/3492, C08K5/103, C08K5/57, C08L33/08, C08K3/22, C08K5/09
【公開號】CN105061962
【申請?zhí)枴緾N201510582767
【發(fā)明人】費(fèi)根華
【申請人】蘇州凱歐曼新材料科技有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年9月15日