Эластичный магнитный материал

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к композиционным магнитным материалам на основе порошка феррита. Цель изобретения - получение материала, обладающего повышенной термостойкостью и эластичностью при достаточно высоких магнитных параметрах, пригодного для изготовления ленточный МСУ. Сущность изобретения: предложен эластичный магнитный материал, содержащий порошок феррита, термоэластопласт и модифицирующие добавки, который содержит в качестве модифицирующих добавок эластомерную составляющую и рубракс при следующем соотношении компонентов, мас.%: термоэластопласт 6,0 - 15,0, эластомерная составляющая 1,0 - 6,0; порошок феррита остальное. Кроме того эластичный магнитный материал может дополнительно содержать 4 - 10 мас.% антипирена, содержащего хлорпарафин и трехокись сурьмы, взятых в соотношении (1 - 6) - (2 : 2), что обеспечивает негорючесть материала при использовании его в бытовой технике. 1 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к электронике и электротехнике, в частности к композиционным магнитным материалам на основе феррита. Магниты из композиционных материалов могут быть использованы в электронике, телевизионной, радиотехнике, товарах бытового назначения и медицине.

Цель изобретения - получение материала, обладающего повышенной термостойкостью и эластичностью при достаточно высоких магнитных параметрах, пригодного для изготовления ленточных МСУ (магнитостатические устройства для цветного телевизора).

Известны композиционные материалы, обладающие магнитными свойствами и эластичностью [1].

Согласно изобретению композиция состоит из порошкообразного магнитного материала и полимеризуемого эластомера (натурального или синтетического каучука). Получение магнитного материала осуществляют методом прессования под давлением в магнитном поле и последующей полимеризацией. Недостатками данного магнитного материала являются сложность технологии и невысокие магнитные свойства. Известны эластичные магнитные композиции с повышенной теплостойкостью [2], где в качестве матрицы используют силиконовый каучук, а в качестве наполнителя гексаферрит бария. Но эти магнитные материалы имеют малую степень наполнения и вследствие низких магнитных свойств используются только в медицине. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату и выбранной в качестве прототипа является композиция, имеющая следующий состав, мас.%: Термоэластопласт 4-7,8 Полиуретанацеталь 2-8 Карбоновые кислоты и/или их эфиры и/или соли 0,1-2,5 Порошок магнито- твердого феррита Остальное Однако этот эластичный материал, обладая достаточно высоким уровнем магнитных свойств, в настоящее время уже не удовлетворяет возросшим требованиям по теплостойкости и эластичности.

Цель изобретения - создание композиционного магнитотвердого материала для ленточных МСУ. Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, выражается в повышении физико-механических свойств при достаточно высоких магнитных параметрах. В частности, термостойкость изделий повышается до 100-115^оС, эластичность, выражаемая радиусом огибания, составляет от 3 до 10 мм, Br порядка 0,24 Т_л и (ВН)_макс = 10,8 кДж/м³. Указанный технический результат достигается тем, что эластичный магнитный материал, содержащий термоэластопласт, модифицирующие добавки и порошок феррита, согласно изобретению содержит эластомерную составляющую и рубракс в качестве модифицирующих добавок при следующем соотношении компонентов, мас. %: Термоэластопласт 6,0-15,0 Эластомерная состав- ляющая 1,0-6,0 Рубракс 1,0-6,0 Порошок феррита Остальное Кроме того, эластичный магнитный материал отличается тем, что при использовании его в бытовой технике он дополнительно содержит 4-10 мас.% антипирена, содержащего хлорпарафин и трехокись сурьмы, взятых в соотношении (1:6)-(2:2), что обеспечивает негорючесть материала.

Включение в состав полимерной связующей композиции, кроме термоэластопласта, эластомерной составляющей со свободными двойными связями приводит к тому, что в ходе последующей термодинамической обработки в результате более активного взаимодействия бинарной полимерной составляющей с ферритовым наполнителем, происходит катализирование процессов структурирования, приводящих к созданию дополнительных поперечных связей, способствующих увеличению теплостойкости композиционного материала. Введение в состав композиции второй эластомерной составляющей также способствует увеличению эластичности композиции. В качестве этих эластомеров используют полиизопропилен (СКИ-НЛ) ТУ6-05-521-82(ПИ) или поливинил-н/бутиловый эфир (винипол ВБ-2). Для образования более однородной смеси и ускорения распределения феррита использовали рубракс марки A (ГОСТ 781-68МА), представляющий собой смесь высокомолекулярных углеводов и их производных, богатых кислородом.

Комплексное воздействие перечисленных компонентов при их сочетании обеспечивает одновременно повышение теплостойкости и эластичности, сохранение уровня магнитных параметров.

Для придания эласту свойств негорючести в состав композиции вводится система антипиренов. Выбор системы антипиренов усложняется тем, что магнитоэласты являются высоконаполненными полимерными композициями, и введение в их состав даже небольшого количества других веществ резко изменяет свойства всей композиции. В качестве антипиренов в изобретении используют хлорпарафин ХП-470 и трехокись сурьмы Sb₂O₃.

Выбор этих веществ основан на их комплексном действии. Хлорпарафин выполняет функцию антипирена, пластификатора и агента, улучшающего адгезию в системе полимер-наполнитель. Однако использование только хлорпарафина не обеспечивает достижения всего комплекса требуемых свойств. Композиция с высокой степенью наполнения ферритом (более 80 мас.%) обладает высокой теплопроводностью, что увеличивает ее горючесть. Для увеличения влияния хлорпарафина, как антипирена, в состав композиции дополнительно вводят трехокись сурьмы. Введение твердофазного антипирена Sb₂O₃ резко увеличивает вязкость системы, что снижает ее технологичность и магнитные свойства. Увеличение вязкости компенсируется использованием антипирена с пластифицирующими свойствами - хлорпарафина. Таким образом отличительные признаки обеспечивают решение поставленной задачи и достижение указанных технических результатов при осуществлении изобретения.

П р и м е р. Композиции эластичного магнитного материала (см.таблицу примеры с N 1 по 15) готовили смешением в пластикордере "Врабендер" (тип PLV-151) при температуре 130^оС, частота вращения роторов 60 об/мин, время смешения составляет 15 мин. Объем камеры 75 см³. Смешение проводили в следующей последовательности: термоэластопласт, затем 1/2 ферритового порошка и второй эластомер; далее вторая половина порошка феррита и рубракс. Смесь выгружали и листовали на вальцах. Заготовки для получения нужной толщины пропускали через каландр и затем прессовали в прессе при 150^оС в течение 20-30 мин в целлофане. Физико-механические свойства получаемых материалов определяли по ГОСТ 270-75.

Магнитные свойства определялись на гистерезисографе УИФИ в соответствии с инструкцией по эксплуатации. Огнестойкость (негорючесть) - по методике фирмы RCALIL-94, инструкция 2015400-3 (США). Составы композиций и результаты испытаний их свойств приведены в таблице (примеры с 1 по 16). Из результатов таблицы следует, что композиции с составом, указанным в заявляемом изобретении (формула изобретения) (примеры 1-10), обеспечивают получение всего комплекса положительных свойств. Выход за пределы, указанные в заявке (примеры 11-16), приводит к получению отрицательных результатов, что выражается в снижении магнитных свойств (при увеличении полимерной составляющей) (примеры 11,12), резком снижении эластичности и физико-механических свойств при увеличении наполнителя (примеры 13,15), сверх указанного количества или снижение теплостойкости при запредельном увеличении количества модификаторов (пример 11) горючесть композиции при снижении содержания антипирена (пример 16).

Использование данного изобретения позволило получить экономический эффект за счет замены сложного, состоящего из 21 детали МСУЦТ, на ленточное МСУ, состоящее из одной эластичной полоски, выполненной из заявляемого композиционного магнитотвердого материала.

Формула изобретения

1. ЭЛАСТИЧНЫЙ МАГНИТНЫЙ МАТЕРИАЛ на основе порошка феррита, содержащий термоэластопласт и модифицирующие добавки, отличающийся тем, что он в качестве модифицирующих добавок содержит эластомерную составляющую и рубракс при следующем соотношении компонентов, мас.%: Термоэластопласт 6 - 15 Эластомерная составляющая 1 - 6 Рубракс 1 - 6 Порошок феррита Остальное
2. Материал по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит 4 - 10 мас. % антипирена, содержащего хлорпарафин и трехокись сурьмы при их соотношении (1 : 6) / (2 : 2).