[发明专利]稀土永磁材料的长效强磁纤维长丝及其制备方法

说明书

本发明涉及一种稀土永磁材料的长效强磁纤维长丝及其制备方法。其特征在于制备磁性纤维长丝的方法所使用的磁材不是单一成分，而是稀土磁粉组合物。纺丝前先制备稀土磁粉组合物和磁性母粒，纺丝时按一定比例将磁性母粒添加到树脂切片中即可纺织含不同磁粉含量的磁性纤维长丝。所述方法使用的稀土磁粉组合物不仅能够使磁材具有更好的稳定性和磁性，并且在用于制备磁性母粒或纺制强磁纤维长丝时对加工性能不存在任何影响，使得制备的磁性纤维长丝磁感应强度强，成本低。

技术领域

本发明涉及功能纤维领域，具体地涉及一种稀土永磁材料的长效强磁纤维长丝及其制备方法。

背景技术

随着磁疗技术与卫生保健事业的发展，具有磁疗功能的纺织品已经开发出来并投入使用。磁疗的机理一般认为是：磁场通过降低体液粘滞性促进循环、激活生物酶、控制血红蛋白的运动等，对消淤减肿消炎、减少创伤疤痕、减缓疼痛、改善睡眠、缓解抑郁症等方面具有可靠的疗效，且安全、无创、无毒，对于静磁场而言，即使磁感应强度达到2000G，对人体仍然是安全的。简而言之，磁疗就是利用人体内部的这种生物磁效应来调整和恢复人体内各种不平衡或不正常的机能状态来达到治疗的目的。磁疗的适应症一般有：软组织扭挫伤、肌纤维织炎、肱骨外上髁炎、关节炎、肩关节周围炎、颈椎病、软组织炎症感染；支气管炎、支气管哮喘、高血压、胃肠功能紊乱、溃疡病、胆石症、遗尿症、神经痛、神经症；乳腺小叶增生、子宫功能性出血、痛经；面肌抽搐、颞颌关节炎、耳廓软骨膜炎、毛细血管瘤等。

磁性纤维是一种兼具纺织纤维特性和磁性的材料，其中具有磁性的物体叫做磁体，能够长期保持磁性的磁体叫做永磁体。

永磁材料是一种重要的基础功能材料。永磁材料的基本功能是提供稳定持久的磁通量，不需要消耗电能，是节约能源的重要手段之一。当今永磁材料按磁性能的高低大致可分为两类，一类是常规永磁材料，如铝镍钴、铁氧体，这类材料的特点是磁性能较低，但价格低廉；另一类是稀土永磁材料，如钐系磁体(例如SmCo5)及钕系磁体(例如MgMnNd)，这类稀土永磁材料的特点是磁性能较高，但相对价格昂贵。

永磁材料的发展经历了铝镍钴系金属永磁材料(最大磁能积14～44KJ/m)(最大磁能积是反映材料磁性的一个综合指标)、铁氧体(钡铁氧体、锶铁氧体)永磁材料(最大磁能积8～30KJ/M)、钐钴系稀土永磁材料(1:5钐钴：最大磁能积110～160KJ/m；2:17钐钴：最大磁能积180～240KJ/m)、钕铁硼稀土永磁材料(最大磁能积230～280KJ/m)、钐铁氮稀土永磁材料(最大磁能积100kJ/m)等历程(潘树明，《强磁体-稀土永磁材料原离、制造与应用》，化学工业出版社，2011年3月)。其中钐钴为第二代永磁材料，适合于高温环境适应，因含我国比较短缺的战略元素钴，故价格较高。钕铁硼为第三代永磁材料，含有稀土元素钕，而我国拥有丰富的稀土资源并且铁元素和硼元素相对低廉，虽然其耐温性不及钐钴，但作为保健纺织品使用，不需要很高的耐温性。因其磁感应强度目前达到最高，号称“磁王”，故特别适合于制作磁疗产品。第四代永磁材料钐铁氮的理论最大磁能积将达600KJ/m，且不使用战略元素钴，生产成本将低于钕铁硼。但目前尚未突破大规模生产技术。宋后定，《磁性材料及器件》，2007年4月载有如下对比数字：铝镍钴最大磁能积为8～88KJ/m、钡锶铁氧体最大磁能积为8～36KJ/m，钐钴1:5型最大磁能积为127～207KJ/m，钐钴2:17型最大磁能积为175～255KJ/m，钕铁硼最大磁能积为239～446KJ/m。因此，钕铁硼是目前具有最强磁性的永磁材料。

目前用于磁性保健纺织品的磁性材料，多为钕铁硼磁片、或铁氧体磁纤维。前者是刚性块体，使用中磁场不均匀，触感刚硬不适；后者磁感应强度很低，最高约10Gs。“磁王”钕铁硼具有最强的磁性，但极易在遇到微量的氧气和(或)水后发生剧烈的氧化反应，出现燃烧现象；即使不发生燃烧，也会发热、失去磁性。特别在为了适应共混纺丝要求采用小粒径磁粉时，磁粉的比表面积更大，更易因接触空气和水而失效，成为阻止钕铁硼系磁性纤维加工制造的瓶颈。同时，“磁王”钕铁硼的价格较寻常的铁氧体型磁材要高。