[发明专利]一种可磁化橡胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可磁化橡胶及其制备方法。

背景技术

可磁化橡胶又名磁性橡胶，是带磁性的弹性体材料的总称，由生胶、磁粉(磁性填料)及其它助剂配制而成。磁性是磁性橡胶的基本属性，磁性橡胶在外磁场的作用下呈现出不同的磁性等级，其中以强磁性等级的可磁化橡胶具有较高的实用价值。由于磁性橡胶本身不带磁性，其磁性来自大量(为生胶质量2-8倍)磁粉的填充，所以，磁粉对制造磁性橡胶是不可或缺的。

可磁化橡胶与坚硬不能变形的磁铁相比，有以下优点：有韧性，可以自由弯曲；有弹性，一定程度的拉伸后还能恢复原状；保磁力大，可以任意赋予各种磁性；加工自由度高，根据不同要求能制成各种形状，甚至可以任意裁切成所要求的大小形状。

正因其优异的性能，可磁化橡胶作为可挠性磁性材料广泛应用于各行各业，比如应用于汽车、家电、医疗器械、家具、玩具和办公用品等众多领域。如利用其磁性的有，当前应用最广泛的汽车第三代轮毂轴承中的多极磁性编码器，它的主要功能是精确测定每个轴承的转速，保证行车安全。

再比如磁性橡胶堵漏垫，其改变传统堵漏方式，采用磁性橡胶，利用磁性橡胶自身磁性与舰船体产生吸持力，大大减轻操作人员的工作量、减少操作时间、快速有效封堵破口。磁性堵漏垫面层为高强度涤纶用PVC增强合成，为进一步保护贴面，防止在堵漏作业时或与破口尖锐卷边接触时被刺破贴面，可用固定磁铁加固。磁性堵漏垫内层为晴橡胶板，其磁性力能使贴面具有非常高的吸持力，足以和舰船壳体相连。磁板内的磁性物安放的方式和位置，使磁力甚至在穿过厚厚的舰船体油漆层和薄浆层的时候，仍然能够发挥作用，橡胶磁板具有抗摩擦、超强密封的功能。

可磁化橡胶的主要原料为橡胶和磁性添加剂。可磁化橡胶所采用的橡胶，可以是丁腈橡胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯、天然橡胶、氯化聚乙烯和聚氯乙烯等。

磁性添加剂按照成分的不同，可分为金属磁粉和铁氧体磁粉，金属磁粉主要有铁钴粉、铁镍粉、铁锶粉、铁钡粉、铁铷硼粉、铁铝镍粉和铝钴镍粉等，其中以铁钴粉使用最广。金属磁粉因价格昂贵和添加困难而很少使用，目前应用较多的是铁氧体磁粉，铁氧体磁粉是氧化铁及某些两价金属的化合物。即使同一种铁氧体类磁粉，因结晶形态、粒径大小和均匀度不同而导致其最终的磁性强度不同，铁氧体按晶体结构可分为尖晶石型、磁铝石型和石榴石型，按性质和用途可分为硬磁、软磁、矩磁和旋磁等。硬磁铁氧体性能较好，应用较多，其主要有钴铁氧体、锶铁氧体、钡铁氧体和铁铁氧体。由于可磁化橡胶在橡胶中混入大量铁氧体粉料，因此其可以被磁化，获得磁性能。

现有技术公开了一种磁性橡胶的配方(《磁粉与磁性橡胶》，李昂，《特种橡胶制品》第24卷第3期，2003年6月)，其具体组成如下所示：

配方1由甲基乙烯基硅橡胶100重量份和钡铁氧体磁粉组成；

配方2由聚降冰片烯100重量份、钡铁氧体磁粉500重量份、氧化锌5重量份、硬脂酸1重量份、硫磺1.5重量份和促进剂CZ 5重量份组成；

配方3由天然橡胶100重量份、钡铁氧体磁粉900重量份、氧化锌5重量份、硬脂酸1.5重量份、硫磺2重量份、促进剂D 1.4重量份、防老剂D 1重量份和增塑剂DOP 5重量份组成；

配方4由聚氨酯橡胶100重量份和锶铁氧体磁粉488重量份组成；

配方5由天然橡胶100重量份、钡铁氧体磁粉900重量份、氧化锌5重量份、硬脂酸1.5重量份、硫磺2重量份、促进剂D 1.4重量份、防老剂D 1重量份和增塑剂DOP 5重量份组成；

配方6由氯化聚乙烯100重量份、钡铁氧体磁粉1100重量份和增塑剂DOP10重量份组成。

上述配方所能达到的最大磁感强度为340GS，最大矫顽力为600Oe，最大绍尔A硬度为94度，最大伸长率为140％，最大拉伸强度为3.7MPa。

可磁化橡胶根据原料的不同，其制备方法不同。典型的磁性硅橡胶的制备工艺如下所示：将甲基乙烯基硅橡胶(粘均相对分子量50万以上)100份，钡铁氧体磁粉875份，在开炼机上混炼均匀，胶料放置7天后，进行返炼，并加入1.5份2，4-二氯过氧化苯甲酰为交联剂，混炼均匀后，将胶料置于模具中，在125℃加压硫化20min，然后进行二段硫化，在150℃烘箱中硫化4h，再于200℃硫化16h。硫化后的橡胶进行充磁，便制成了磁性硅橡胶。