水硬性组合物粘结磁铁制造技术

本发明专利技术的目的在于提供具有成形性、耐热性、耐腐蚀性和高强度的水硬性组合物粘结磁铁。本发明专利技术的水硬性组合物粘结磁铁，特征在于在水硬性粉体硬化形成的水硬性组合物中保持着稀土类系硬磁性粉体，优选前述水硬性组合物与非水硬性粉体一起固化形成，更优选添加加工改良剂。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及含有磁性粉体地水硬性组合物粘结磁铁。
技术介绍
水硬性组合物粘结磁铁是指将养生·固化过的水硬性组合物作为粘合剂，在该粘合剂中均一保持着磁性粉体粒子的物质。以前，有人提出使用资源丰富的轻稀土类Nd或Pr，以B、Fe为主要成分，具有优异耐腐蚀性的被覆膜的高磁特性的R-Fe-B系永久磁铁(日本特开平10-154611号公报)。该R-Fe-B系永久磁铁为在主相由正方晶构成的R-Fe-B系永久磁铁的表面设有给定膜厚的Si-Na-O系玻璃质和细微结晶质构成的被覆膜层的物质，在该现有技术中，通过使用水玻璃(硅酸钠)作为粘合剂，得到稀土类系粘结磁铁。但是，在该稀土类系粘结磁铁中，不能说成形性、耐热性、耐腐蚀性、强度被充分提高了，从成形性、耐热性、耐腐蚀性、强度的角度出发，过去进行了以下的改良。这是因为，本来稀土类磁铁是由活性的金属材料做成的，容易生锈，这是其磁特性劣化的根本原因。为解决这样的生锈的问题，进行了各种改良。有在硬磁性粉末表面实施磷酸盐处理、铬酸盐处理等化学处理形成耐氧化性化学被覆膜的方法(日本特开平1-14902号公报)，蒸镀Zn、Al，或施用无电解Ni镀的方法(日本特开昭64-15301号公报)，在树脂粘合剂中添加亚硫酸钠阻聚剂的技术(日本特开平1-147806号公报)。但是，这些表面处理，主要是只着眼于提高耐腐蚀性，对于作为粘结磁铁最大特征的与树脂粘合剂的复合化(密着性、强度)没有注意，在成形性、强度、磁特性等方面仍然存在问题。另外，对于该问题，也曾研究了通过在粒子表面设置二氧化硅保护膜(以下，称为“SiO2”膜)解决问题的方法。但是，在具有复杂的形状的表面结构，具有μm级的粒子径的磁性粉末表面，形成均一致密强固的SiO2膜并非易事。在日本特开昭62-152107号公报、特开平8-111306号公报也提出了在粒子表面形成SiO2膜、硅酸盐保护膜的方法。但是，覆盖100％完全的被覆膜在技术上可以说是不可能的。另外，在日本特开昭62-152107号公报中，使用反应活性的甲硅烷基异氰酸酯，在该方法中，使之进行均一的核成长是困难的，容易形成凹凸的膜，只用硅酸盐仅对磁性粉末进行凹凸地物理吸附不能形成强固的膜。另一方面，在日本特开平8-111306号公报中，公开了在磁性粉末表面上使用硅酸乙酯通过溶胶-凝胶反应，或等离子体化学蒸镀法，形成SiO2膜的方法，膜厚则为在以往的溶胶反应得到的0.1～2.0μm，没有形成均一致密强固的薄膜。另外，对于使用Fe-Nd-B系合金粉末的粘结磁铁，也研究了一方面通过氧化膜法实施耐氧化、耐腐蚀处理，另一方面，将磁性粉末用树脂涂覆，形成粘结磁铁的各种方法。例如，在日本特开昭51-38641号公报中公开了使用热固化性树脂(环氧树脂)的方法，另外，在日本特开昭50-104254号公报中公开了使用热可塑性树脂(尼龙)的方法。但是，使用环氧树脂的物质在压缩成形时模具流动性差，必须进行成形后的热处理固化(以下称为“固化”)，收缩率大(2～5％)，且所得成形体在高温(150℃以上)的环境下不能实际使用，为进一步提高耐腐蚀性，必须对成形体进行施加高熔点树脂涂层或镀层等表面处理，即使这样也不能充分防止生锈的发生。另外，也有人提出使用尼龙树脂等热可塑性树脂的射出成形磁铁，但由于没有进行粉体的表面处理，或即使进行该处理其方法也不是特别合适，因此即使将树脂在粉体表面均一涂布，由于吸水也会生锈，仍存在耐腐蚀问题。另外，从耐热性的角度出发，只考虑以往使用中的耐热性的情况较多，例如，通过通常的流动焊接或回流焊接，需要在230～270℃的高温下进行处理，在用尼龙树脂或环氧树脂成形时，在这样的高温中不能保持形状而发生变形，因此，存在给作为磁铁材料的功能带来恶劣影响的问题。为解决上述问题，在日本特开平2-22802号公报，日本特开平2-281712号公报中，公开了使用所谓聚醚酮、聚硫酮的超级工程树脂被覆稀土类磁性粉体压缩成形、射出成形、或挤出成形的方法。但是，使用超级工程树脂的该方法，也由于粉体表面和树脂的润湿性差，不能均一被覆粉体，成形上也有困难，尚未达到实用化的程度。另外，在超级工程树脂中，即使是使用相对容易混合的PPS(聚苯硫醚树脂)的物质在混炼时或加热成形时会产生亚硫酸气体，而且强磁性粉末含有量超过约70容量％进行混合时，由于需要非常的高温和高占有率，对磁粉的磁特性、物理特性带来很大恶劣影响，进行高填充化是困难的。如上所述，在稀土类硬磁性粉末表面实施耐氧化、耐腐蚀处理，或用树脂加固形成粘结磁铁的现有方法不可能完全抑制锈的发生。因此，现状是得不到高磁特性且具有耐热性、耐腐蚀性的粘结磁铁。专利技术的公开因此，本专利技术者为解决上述诸问题进行了认真研究，其结果发现，在粘合剂中使用水硬性组合物，且根据需要添加加工性改良剂等，用任意的成形法(加压、压缩、射出、挤出)可成形的，并且然后通过养生硬化得到的水硬性组合物粘结磁铁显示极其优异的耐腐蚀性、耐热性、高强度，因此完成了本专利技术。即，本专利技术的水硬性组合物粘结磁铁(以下，简称为“粘结磁铁”)，其特征在于，在由水硬性粉体固化形成的水硬性组合物中保持着磁性粉体，另外，其特征在于，优选该磁性粉体是稀土类硬磁性粉体。另外，前述水硬性组合物优选是与非水硬性粉体一起固化形成的物质。另外，该粘结磁铁的配合，优选为由水硬性粉体30～100重量％和非水硬性粉体0～70重量％组成的水硬性组合物2～90重量份，磁性粉体10～98重量份，加工性改良剂0～35重量份和水0～10重量份。本专利技术的粘结磁铁显示极其优异的耐腐蚀性、耐热性、高强度，可被认为其原因如下。即，水硬性组合物成形体的粘合材料，是有水硬性粉体形成的水合生成物和加工性改良剂形成的聚合物2组分构成，形成所谓的共同基体(co-matrix)。而且，该水合生成物，由于是通过进行高压蒸汽养生成长为结晶性化合物，其硬化体形成致密的结构且表现高强度。另外，通过水硬性粉体水合反应时形成碱性氛围气(这里，作为水硬性粉体使用水泥，通过水合反应放出Ca(OH)2形成强碱性)，在磁性体表面生成氧化被覆膜，进行非动态化。通过将其在高压蒸汽气氛下进行养生向金属内部生成氧化层以及氧化被覆膜发生多层化，由此形成坚固的非动态被覆膜，而表现出耐腐蚀性。水泥化合物的水合反应，作为参考记载如下。通过磁性粉体含有选自Fe、Co和Ni中的至少一种过渡金属，在磁性粉体粒子和其周围的水硬性组合物的界面中，从磁性粉体粒子侧看，被认为形成了由选自过渡金属的Fe、Co和Ni的至少一种形成的内部氧化膜和，由选自Fe、Co和Ni的过渡金属中的至少一种过渡金属氧化物形成的外部氧化膜的层状结构(非动态层)。例如，如果以Fe为例，在磁性粉体粒子和养生固化水硬性组合物的界面上，形成所谓磁性粉体粒子|内部氧化膜(粒子表面形成的FeO)|外部氧化膜(1)(Fe3O4)|外部氧化膜(2)(Fe2O3)|生硬化水硬性组合物顺序的层状结构。通过形成这样坚固的非动态层，可推测可有效防止磁性粉体粒子，甚至是粘结磁铁的生锈。这些氧化膜，由于不是在以往的氧化性氛围气下，而是在水硬性组合物的水合反应中产生的强碱性气氛下形成的产物，因此，可推测形成了以往没有的坚固的非动态层。另外，外部氧化层(1)+(本文档来自技高网...

【技术保护点】
水硬性组合物粘结磁铁，其特征在于，在水硬性粉体硬化形成的水硬性组合物中保持着磁性粉体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2000-4-28 130031/001、水硬性组合物粘结磁铁，其特征在于，在水硬性粉体硬化形成的水硬性组合物中保持着磁性粉体。2、水硬性组合物粘结磁铁，其特征在于，前述水硬性组合物是与非水硬性粉体一起硬化形成的。3、水硬性组合物粘结磁铁，其特征在于，是由水硬性组合物2～90重量份和磁性粉体98～10重量份形成的。4、如权利要求3记载的水硬性组合物粘结磁铁，其特征在于，前述水硬性组合物是由水硬性粉体30～100重量％和非水硬性粉体0～70重量％形成的。5、如权利要求1～4任一项记载的水硬性组合物粘结磁铁，其特征在于，相对于水硬性组合物和磁性粉体的合计量100重量份，添加加工性改良剂35重量份或以下形成。6、如权利要求1～5任一项中记载的水硬性组合物粘结磁铁，其特征在于，前述磁性粉体是稀土类系硬磁铁。7、如权利要求1～6任一项中记载的水硬性组合物粘结磁铁，其中，前述水硬性粉体是硅酸钙化合物粉体，铝酸钙化合物粉体，氟铝酸钙化合物粉体，硫铝酸钙化合物，铝铁酸钙化合物粉体，磷酸钙化合物粉体、半水或无水石膏粉体，具有自硬性生石灰粉体，或这些粉体2种或以上的混合物中的任一种。8、如权利要求2或4～7任一项中记载的水硬性组合物粘结磁铁，其中，非水硬性粉体是选自氢氧化钙粉末，氢氧化钠粉末，二水石膏粉末，碳酸钙粉末，矿渣粉末，飞灰粉末，硅石粉末，粘土粉末，发烟二氧化硅粉末，滑石，云母，碳黑，玻璃粉末，稻壳灰，火山灰、硅酸白土的至少一种。9、如权利要求5～8任一项中记载的水硬性组合物粘结磁铁，其特征在于，前述加工改性剂是选自聚乙烯、聚丙烯、聚丙酸乙烯酯、聚丁烯、聚-4-甲基戊烯、离聚物，聚氯乙烯、偏二氯乙烯氯乙烯、聚偏二氯乙烯、ABS树脂、聚苯乙烯、丙烯腈/苯乙烯共聚树脂、甲基丙烯酸类树脂、聚乙烯醇、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙基纤维素、甲基纤维素、苄基纤维素、热塑性弹性体、聚酰胺树脂、聚缩醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、热塑性聚酯、聚四氟乙烯、氟树脂、聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚醚酮、液晶聚酯、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚烯丙基醚腈、聚苯并咪唑、感光性聚合物、非晶多芳基化物、共聚聚酯树脂、聚醚酰亚胺中的任一种热塑性树脂，和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、脲/三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、硅树脂、...

【专利技术属性】
技术研发人员：小泽聡，福田锐士，松村周治，
申请(专利权)人：住友大阪水泥股份有限公司，日亚化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]