稀土类粘结磁体

摘要

本发明提供一种稀土类粘结磁体，其相对于温度变化的退磁特性低且物理耐热性高。所述稀土类粘结磁体含有稀土类‑铁系磁体粉末和热固化性树脂组合物，所述热固化性树脂组合物中配合有作为主剂的具有重复单元n的平均值为1～3的规定结构的二环戊二烯型环氧树脂，和作为固化剂的双氰胺。优选所述热固化性树脂组合物中配合的二环戊二烯型环氧树脂中，重复单元n为1的二环戊二烯型环氧树脂为70％以上。

权利要求

1.一种稀土类粘结磁体，其特征在于，

所述稀土类粘结磁体含有稀土类-铁系的磁体粉末和热固化性树脂组合物，所述热固化性树脂组合物中配合有作为主剂的二环戊二烯型环氧树脂和作为固化剂的双氰胺，所述二环戊二烯型环氧树脂具有下述化学式(1)表示的、重复单元n的平均值为1～3的结构，所述热固化性树脂组合物中配合的二环戊二烯型环氧树脂中，重复单元n为1的所述结构的二环戊二烯型环氧树脂为70％以上，所述热固化性树脂组合物为1～3质量％，

所述磁体粉末以钕、铁及硼为主成分，

所述二环戊二烯型环氧树脂与固化剂反应进行固化后的玻璃化转变温度Tg为160℃，

180℃下1000小时后的热退磁率为10％。

2.如权利要求1所述的稀土类粘结磁体，其特征在于，径向抗压强度为50MPa以上。

说明书

稀土类粘结磁体

技术领域

[0001] 本发明涉及稀土类粘结磁体。

背景技术

[0002] 近年，稀土类永久磁体由于具有优异的磁特性，所以可以用于发动机等旋转设备、一般家电制品、音响设备、医疗器械或一般工业机械等广泛领域。特别是，组合粉末状稀土类磁体材料和用于粘结该稀土类磁体材料的树脂(粘结树脂)而成的稀土类粘结磁体，发挥形状自由度高的特性，有助于上述机械的小型化、高性能化等。

[0003] 而且，稀土类粘结磁体在以汽车用为代表的车载用领域(以下，仅称为“车载用”。)中的使用显著。对于以往的车载用永久磁体，可以使用铁氧体永久磁体。其原因是铁氧体永久磁体具有优异的耐热性等。然而，铁氧体永久磁体由于自发磁化或磁力较弱，所以存在为了得到需要的磁通量，磁体体积变大的难点。因此，目前状况是，鉴于高输出化且小型化等要求，代替铁氧体永久磁体，小型且具有高的自发磁化的稀土类磁体的使用逐年增加。

[0004] [现有技术文献]

[0005] [专利文献]

[0006] [专利文献1]特开2015-8232号公报

发明内容

[0007] 发明所要解决的课题

[0008] 对于上述车载用永久磁体来说，由于汽车等车辆在各种环境中被驱动，所以要求对广泛的温度环境具有充分的磁特性。即，对于车载用永久磁体，要求针对温度变化的低退磁特性及高物理耐热性。此处，在本说明书中，所谓物理耐热性，是指与机械强度相关的耐热性。一般地，稀土类永久磁体在高温状态下退磁的特性、所谓热退磁大。在这样的背景中，人们尝试着即使高温下磁特性也难以降低的稀土类磁体及稀土类磁体的制造方法(参考例如专利文献1)。

[0009] 本发明是鉴于上述情况而作出的发明，其目的在于提供具有对于温度变化的低退磁特性以及高物理耐热性的稀土类粘结磁体。

[0010] 用于解决课题的技术手段

[0011] 为了解决上述课题，实现本发明的目的，本发明的一方案涉及的稀土类粘结磁体的特征在于，含有稀土类-铁系的磁体粉末和热固化性树脂组合物，上述热固化性树脂组合物中配合有作为主剂的二环戊二烯型环氧树脂和作为固化剂的双氰胺，所述二环戊二烯型环氧树脂具有下述化学式(1)表示的、重复单元n的平均值为1～3的结构。

[0012]

[0013] 本发明的一方案涉及的稀土类粘结磁体的特征在于，上述热固化性树脂组合物中配合的二环戊二烯型环氧树脂中，重复单元n为1的所述结构的二环戊二烯型环氧树脂为70％以上。

[0014] 本发明的一方案涉及的稀土类粘结磁体的特征在于，含有1～3质量％上述热固化性树脂组合物。

[0015] 本发明的一方案涉及的稀土类粘结磁体的特征在于，上述磁体粉末以钕、铁及硼为主成分。

[0016] 发明效果

[0017] 根据本发明，能够实现具有对于温度变化退磁特性低及高物理耐热性的稀土类粘结磁体。

附图说明

[0018] [图1]图1表示实施例及比较例的稀土类粘结磁体的热退磁率。

[0019] [图2]图2表示对实施例及比较例的稀土类粘结磁体进行热机械分析时的尺寸变化率。

[0020] [图3]图3表示实施例及比较例的稀土类粘结磁体的热膨胀率与热退磁率及径向抗压强度之间的关系。

具体实施方式

[0021] 以下，参照附图，详细说明本发明涉及的稀土类粘结磁体的实施方式。需要说明的是，本发明并不限于该实施方式。

[0022] (实施方式)

[0023] 本发明的发明人们针对在稀土类粘结磁体中发生热退磁的原因进行精心调查，结果发现，对于温度变化其尺寸的变化大、即热膨胀率高的稀土类粘结磁体的热退磁大。认为其原因在于，热膨胀率高的稀土类粘结磁体在升温时在内部产生孔隙，与存在于孔隙内的空气接触的磁体粉末发生氧化劣化。

[0024] 因此，也认为作为使磁体粉末彼此结合的粘结剂使用热膨胀率低的热固化性组合物时，稀土类粘结磁体的热退磁率会变小。但是，本发明的发明人们也发现，在使用热膨胀率低的热固化性树脂组合物时，有时不能得到实用上充分的径向抗压强度且物理的耐热性低。因此，本发明的发明人为了实现对于温度变化退磁特性低及物理耐热性高，进行了潜心研究，结果发现了能实现上述目的的热固化性树脂组合物。

[0025] 即，本发明的实施方式涉及的稀土类粘结磁体含有稀土类-铁系的磁体粉末和热固化性树脂组合物，热固化性树脂组合物配合有作为主剂的二环戊二烯型环氧树脂和作为固化剂的双氰胺，所述二环戊二烯型环氧树脂具有下述化学式(1)表示的、重复单元n的平均值为1～3的结构。

[0026]

[0027] 需要说明的是，双氰胺如下述化学式(2)表示。

[0028]

[0029] 需要说明的是，作为含有化学式(1)表示的、重复单元n的平均值为1～3的结构的二环戊二烯型环氧树脂，例如有下述化学式(3)中重复单元m为0～2的物质。

[0030]

[0031] 通过使用含有分子量较小的、重复单元n的平均值为1～3的上述结构的二环戊二烯型环氧树脂作为热固化性树脂组合物的主剂，能够使将该热固化性树脂组合物用作粘结剂的稀土类粘结磁体的热膨胀率适当地变小。并且，通过对于该主剂使用双氰胺作为固化剂，能够实现具有实用上充分高的径向抗压强度、具有高的物理耐热性的稀土类粘结磁体。需要说明的是，对于通过使用双氰胺作为固化剂能够得到高的径向抗压强度的原因，认为是由于双氰胺与二环戊二烯型环氧树脂的反应性良好，并且适合得到高的径向抗压强度。

[0032] 对于热固化性树脂组合物中配合的二环戊二烯型环氧树脂所含有的上述结构的重复单元n，其平均值为1～3的范围，优选为1～2的范围。另外，在热固化性树脂组合物中，也可以包含含有重复单元n大于1的结构的二环戊二烯型环氧树脂。另外，优选在热固化性树脂组合物中配合的二环戊二烯型环氧树脂中，重复单元n为1的上述结构的二环戊二烯型环氧树脂的比例为70％以上。最优选热固化性树脂组合物中配合的全部的二环戊二烯型环氧树脂的重复单元n为1。

[0033] 另外，作为稀土类-铁系的磁体粉末，没有特别的限定，优选使用以钕(Nd)、铁(Fe)及硼(B)为主成分的Nd-Fe-B系磁体粉末。另外，优选磁体粉末与热固化性树脂组合物的质量比为100：1～100：3左右(即，稀土类粘结磁体含有1～3质量％热固化性树脂组合物)。

[0034] 本实施方式涉及的稀土类粘结磁体例如可以如下制造。

[0035] 首先，将稀土类-铁系的磁体粉末粉碎。此处，稀土类-铁系的磁体粉末的粒径范围优选为30μm～500μm，进一步优选为50μm～250μm。若磁体粉末的粉粒的粒径为30μm以上，则由于磁体粉末的比表面积变小，所以磁体粉末本身被氧化的概率降低。另外，磁体粉末的粉粒的粒径小于500μm时，在将壁厚小于1mm的环形磁体进行压缩成型时也能适用。另外，为了在后续工序即成型时得到良好的成型性，优选稀土类磁体粉末的粒度分布宽度窄。

[0036] 接下来，将稀土类-铁系的磁体粉末和热固化性树脂组合物的溶液混炼。所谓热固化性树脂组合物的溶液，是指以规定的质量比将作为主剂的二环戊二烯型环氧树脂和作为固化剂的双氰胺配合、使其溶解于溶剂而成的溶液。通过该混炼而生成的混炼物被称为混合物(compound)。

[0037] 接下来，使该混合物干燥。该干燥工序是用于使热固化性树脂组合物的溶液所含的溶剂挥发。

[0038] 接下来，将干燥的混合物粉碎，基于粒径对混合物进行分级。考虑到后续工序中在模具等成型模腔中的填充性，优选混合物的粒径范围例如为30～500μm左右。

[0039] 接着，向混合物中配合润滑剂。该润滑剂用于在后续工程即成型时使向模具等成型模腔中填充混合物变得容易，并且，在施加压力时降低所填充的混合物与成型模腔的摩擦。

[0040] 接着，向成型模腔中填充混合物，施加压力进行压缩成型。施加的压力是热固化性树脂组合物的屈服应力以上的压力，例如优选为0.1GPa～1.5GPa左右。另外，对于通过压缩成型得到的成型体，优选使残留孔隙在该成型体中所占的体积分率为6体积％以上、12体积％以下。

[0041] 最后，将通过压缩成型得到的成型体加热使其热固化。本实施方式的情况下，例如在150℃～190℃的温度下进行热固化10分钟～100分钟左右。对该进行了热固化的粘结磁体另外实施涂布处理作为防锈处理。然后，另外通过磁化处理，制成稀土类粘结磁体。

[0042] (实施例、比较例)

[0043] 接下来，针对本发明的实施例和比较例进行说明。在本发明的实施例中，作为磁体粉末使用Nd-Fe-B系磁体粉末(化学式：Nd2Fe14B)，作为热固化性树脂组合物的主剂使用二环戊二烯型环氧树脂(与固化剂反应进行固化后的Tg：160℃左右)，作为固化剂使用双氰胺，作为溶剂使用2-丁酮，按照上述例示的制造方法，制作2个中空圆筒形状的稀土类粘结磁体(通过改变热固化条件，分别制成样品1-1、样品1-2)。此处，调节各材料的配合量使磁体粉末和热固化性树脂组合物的质量比为100：2.5。另外，热固化的工序如下进行：对于样品1-1，经1小时将成型体从室温升温至190℃，并在190℃下保持30分钟；对于样品1-2，将成型体直接投入190℃的烘箱中，并且使烘箱的温度在190℃状态下保持30分钟。

[0044] 需要说明的是，使用凝胶渗透色谱仪(GPC)进行分析，结果，所使用的二环戊二烯型环氧树脂中，在化学式(1)中重复单元n为1的二环戊二烯型环氧树脂和重复单元n为2的二环戊二烯型环氧树脂的含量分别为约76％、约24％，平均的重复单元n为约1.24。

[0045] 另外，在比较例中，作为磁体粉末使用Nd-Fe-B系磁体粉末(化学式：Nd2Fe14B)，作为热固化性树脂组合物的主剂使用由下述化学式(4)表示的萘酚型环氧树脂(与固化剂反应进行固化后的Tg：200℃以上)，作为固化剂使用由下述化学式(5)表示的苯酚系固化剂，作为溶剂使用2-丁酮，按照上述例示的制造方法，制造中空圆筒形状的稀土类粘结磁体(作为样品2-1)。另一方面，在上述例示的制造方法中，在热固化的工序中，制造残留有未反应(未固化)状态的中空圆筒形状的稀土类粘结磁体(作为样品2-2)。此处，调节各材料的配合量使磁体粉末与热固化性树脂组合物的质量比为100：2.5。另外，制作样品2-1时的热固化仅在190℃下进行30分钟。

[0046]

[0047]

[0048] 接下来，将所制作的实施例及比较例的稀土类粘结磁体在180℃的温度下进行1000小时热暴露(heat exposure)，同时测定由稀土类粘结磁体产生的磁场的磁通量。图1表示实施例(样品1-1)及比较例(样品2-1)的稀土类粘结磁体的热退磁率(磁通量的减少率)。需要说明的是，纵轴表示热退磁率，横轴以对数方式表示热暴露时间。由图1可以确认，实施例的稀土类粘结磁体的退磁率，与比较例的稀土类粘结磁体的退磁率相比其绝对值小，并且，热暴露时间越长，两者的热退磁率的差变得越大。

[0049] 接着，针对通过热机械分析(TMA)检验实施例(样品1-1)及比较例(样品2-1)的稀土类粘结磁体所得的实验结果，进行说明。所谓热机械分析，是指一边按照一定的程序使对象物体的温度变化、一边测定该物体的相对于温度的变形(本实验中为尺寸的变化率)的方法。

[0050] 图2表示对实施例及比较例的稀土类粘结磁体进行TMA时的尺寸的变化率。需要说明的是，左纵轴表示稀土类粘结磁体的温度，右纵轴表示稀土类粘结磁体的尺寸变化率，横轴表示时间。另外，虚线表示温度变化，粗实线、细实线分别表示实施例、比较例的尺寸变化率的变化。

[0051] 如图2所示，比较例的稀土类粘结磁体随着试验时间变长，存在温度变化过程被累积、稀土类粘结磁体的尺寸变化率变大的倾向。相对于此，对于实施例的稀土类粘结磁体，确认到尺寸变化率较小。其结果表明，实施例的稀土类粘结磁体的热膨胀率小，物理耐热性高。

[0052] 接下来，测定实施例及比较例的稀土类粘结磁体的径向抗压强度。此处，径向抗压强度是指形成为中空圆筒状的稀土类粘结磁体对抗径向负荷的强度，具体而言，是指按照JIS Z 2507所述的方法测定的强度。其结果，实施例(样品1-1)的稀土类粘结磁体的径向抗压强度为72MPa，比较例(样品2-1)的稀土类粘结磁体的径向抗压强度为63MPa。如上所述，可以确认，与比较例的粘结磁体相比，实施例的稀土类粘结磁体的径向抗压强度高。

[0053] 图3是表示实施例及比较例的稀土类粘结磁体的热膨胀率与热退磁率及径向抗压强度之间的关系的图。需要说明的是，左纵轴表示热退磁率，右纵轴表示径向抗压强度，横轴表示由TMA结果求出的、180℃的稀土类粘结磁体的热膨胀率。另外，表1表示针对实施例(样品1-1)和比较例(样品2-1)进行上述测定所得的尺寸变化率(最大值)、径向抗压强度、热退磁率的具体数值。

[0054] [表1]

[0055]

[0056] 如图3所示，可以确认，不论实施例的稀土类粘结磁体和比较例的稀土类粘结磁体的热固化性树脂组合物的区别如何，热膨胀率和热退磁率都存在大致的比例关系，热膨胀率越小，热退磁率的绝对值越小。另外，可以确认，对于实施例的稀土类粘结磁体和比较例的稀土类粘结磁体，径向抗压强度与热退磁率均存在折衷关系(trade-off)。而且，确认，与比较例的稀土类粘结磁体相比，实施例的稀土类粘结磁体能够抑制热退磁率且提高径向抗压强度。需要说明的是，作为径向抗压强度，实用上优选为50MPa左右以上。

[0057] 另外，如上所述，作为比较例的热固化性树脂组合物的主剂使用的萘酚型环氧树脂的Tg为200℃以上，比作为实施例的热固化性树脂组合物的主剂使用的二环戊二烯型环氧树脂的Tg(160℃)高。然而，如上述实验结果所示，实施例的稀土类粘结磁体相对于温度变化的退磁特性低且物理耐热性高。如上所述，为了实现相对于温度变化的退磁特性低及物理耐热性高，重要之处在于，不仅使用具有高的Tg的主剂，而且使用如实施例中所用的二环戊二烯型环氧树脂这样地考虑了分子量的主剂及与其相适的固化剂。

[0058] 需要说明的是，本发明并不限定于上述实施方式。将上述各构成要素适当组合而构成的实施方式也包含在本发明中。另外，本领域技术人员能够容易地导出进一步的效果及变形例。因此，本发明的更宽范围的方案，并不限定于上述实施方式，可以进行各种变更。