囊的制作方法

囊的制作方法
【專利摘要】提供囊，該囊包括固體芯、包覆固體芯的液體一級殼體以及包覆一級殼體的顆粒二級殼體，其中一級殼體和二級殼體基本上彼此相排斥。
【專利說明】囊
【技術領域】
[0001]本發明涉及囊及其制造方法。本發明還涉及使用大量囊來制造磁體。
【背景技術】
[0002]使用基于稀土金屬的磁性材料顆粒制造永磁體是已知的。該制造方法包括將磁性材料顆粒成形為預定形狀，其中由聚合物等將顆粒保持在一起。但是，稀土聚合物結合磁體容易出現耐久性問題，尤其是由于顆粒在高溫下對氧化的耐受性較差，較差的氧化耐受性反過來又縮短了所生產的磁體的磁性壽命。此外,顆粒的磁性性能以及由此導致的磁體磁性性能將隨磁體將在空氣中隨時間快速氧化而嚴重地衰退。在磁體的制造方法中也發生氧化，這樣就會產生制造方法的安全問題。
[0003]為了限制由氧化弓丨起的耐久性問題，磁體的制造方法可以在靜態或非氧化性環境中進行或可以包括預壓縮加熱步驟從而防止顆粒與空氣接觸。
[0004]在已知的方法中，由稀土磁性顆粒制成的磁體可能在壓縮步驟期間或之后通過磁性顆粒浸入移動相中而與包含抗氧化劑的移動相接觸。這種方法通過用保護層覆蓋形成磁體的磁性顆粒表面而在磁體制造方法中使磁性顆粒的氧化最小化。雖然這可以在壓縮時或壓縮之后保護磁性顆粒的新暴露的表面免于氧化，但是很難使所有抗氧化劑均勻地分散在全部磁體上，并且因此難以使抗氧化劑接觸可能在壓縮步驟期間在磁性顆粒中形成的微裂縫。顆粒中的微裂縫可以增大顆粒對空氣及氧化的敏感性，特別是在包含抗氧化劑的液體不能充分地流入微裂縫中并且覆蓋其中暴露的表面的情況下。因此，在壓縮步驟期間或壓縮步驟之后使氧化最小化的磁性顆粒對抗氧化劑的暴露的效果被降低。結果，包含在制造期間或制造之后未被充分覆蓋的微裂縫的磁性顆粒制成的磁體，可能易受氧化影響，這導致其磁性性能的損失。
[0005]因此，需要在不使生產能力和效果損失的情況下以合理成本防止磁體內的氧化。考慮到在現有磁性制造技術中存在氧化問題，需要改進磁體制造方法早期及整個方法中使用的方法和材料，其能克服或至少改進一個或多個上述缺點。
[0006]還需要在磁體制造期間增大磁性顆粒與抗氧化劑的接觸表面面積。

【發明內容】

[0007]根據第一方面，提供囊，該囊包括固體芯、包覆固體芯的液體一級殼體以及包覆一級殼體的顆粒二級殼體，其中一級殼體和二級殼體基本上彼此相排斥。
[0008]有利地，一級殼體與二級殼體之間的排斥支持囊的形成，因為該排斥允許對二級殼體中的顆粒的支承并且保留在液體的表面上。二級殼體中的顆粒自身可以排列從而基本上覆蓋一級殼體的表面并且因此包覆一級殼體。可以使液體的一級殼體基本上被包覆以便囊表面保持干燥。這允許囊維持流動性并且防止顆粒聚集。更有利地，在至少沒有重大壓力施加在二級殼體的情況下，所公開的囊更能抵抗在將囊作為固體顆粒處理時的外部壓力，二級殼體不會破裂從而釋放液體一級殼體。因此，囊能夠容易地在無二級殼體破裂和釋放初級液體殼體的情況下進行運輸。但是，如果囊受到重大壓縮力，諸如在壓縮成型步驟期間，二級殼體可能破裂并且釋放初級液體殼體。
[0009]根據第二方面，提供了制造囊的方法，該方法包括以下步驟:提供第一組固體芯顆粒和小于第一組固體芯顆粒的第二組細小顆粒；以及將液體與第一組和第二組混合從而由此形成囊，該囊包括固體芯、包覆固體芯的液體一級殼體以及包覆一級殼體的顆粒二級殼體，其中一級殼體和二級殼體基本上彼此相排斥。
[0010]有利地，公開的方法提供液體一級殼體在芯顆粒上的均勻分布以及顆粒二級殼體在所述液體的表面上的均勻分布。此外，公開的方法可以用于制造不同類型的用于包含很多種液體和顆粒的囊。更有利地，公開的方法中的液體沒有必要必須噴射至固體芯顆粒上或在與固體芯顆粒混合前進行霧化(atomize)。因此，公開的方法顯著地擴大了能夠使用的液體的種類。
[0011]根據第三方面，提供了制造磁體的方法，該方法包括壓縮大量的囊從而形成磁體的步驟，每個囊包括固體磁性芯、在其中包覆包括抑制或防止磁性芯氧化的抗氧化劑或其前體的固體芯的液體一級殼體、以及包覆一級殼體的顆粒二級殼體，其中一級殼體或二級殼體中的一個是疏水性的，而一級殼體或二級殼體中的另一個各自是親水性的，并且其中所述壓縮使所述二級殼體破裂從而釋放一級殼體的液體。
[0012]有利地，通過減少芯的表面的反應性或通過減少氧分子至芯表面的滲透，納入在其中包括抗氧化劑或其前體的液體一級殼體提供鈍化并且防止腐蝕以及氧化的趨勢的方法。公開的方法提供在其中包括抗氧化劑或其前體的液體一級殼體在磁性芯的表面上均勻分布，并且因此允許抗氧化劑有效地流入在壓縮期間聚集從而形成磁體的磁性芯顆粒的微裂縫中。抗氧化劑覆蓋在磁性芯體內部的暴露的表面。有利地，這導致了保護性氧化層在每個磁性芯的表面以及包括包含在磁性芯的微裂縫中的局部點的新生成的表面二者上的均勻分布。此外，由公開的方法形成的磁體即使在高溫下也可以不受氧化影響并且因此無需進一步的抗氧化處理。在一個顆粒由磁性材料組成的實施方式中，磁體的磁性強度可以加強。
[0013]定義
[0014]本文中所用的以下詞和術語應具有以下含義:
[0015]關于一級殼體和二級殼體的術語“排斥的(repulsive)”是指,分別組成一級殼體和二級殼體的分子在分子之間具有等于或大于90度的接觸角。例如，一級殼體和二級殼體中的一個基本上可以是疏水性的，而另一個基本上是親水性的，以便分別組成一級殼體和二級殼體的分子具有等于或大于90度的接觸角。例如，如果二級殼體是疏水性的并且包括非極性分子，而一級殼體是親水性的并且包括親水性分子，那么二級殼體和一級殼體的分子將具有等于或大于90度的接觸角。
[0016]在本說明書中所使用的術語“疏液體的(liquidphobic)”和“疏液體性(liquidphobicity)”,將寬泛地解釋為包括不會導致液體小滴基本上在表面上遍布的表面的任何屬性。通常，如果小滴與表面之間的接觸角等于或大于90°，那么該表面就是疏液體的或展示出疏液體性。
[0017]在本說明書的語境中所使用的術語“疏水性的(hydrophobic ) ”，是指抵抗由水弄濕，或不容易濕的任何材料。換言之，對水缺少親和力的材料。疏水性的材料通常將具有大約等于或大于90度的水接觸角。
[0018]在本說明書的語境中所使用的術語“親水性的(hydrophiIic)”，是指易于由水弄濕，或容易濕的任何材料。換言之，對水具有親和力的材料。這將寬泛地解釋為包括任何導致水的小滴基本上在材料表面上遍布的任何材料。親水性的材料通常將具有小于90度的水接觸角。[0019]在應用于表面時,術語“潤濕特性(wetting property)”將寬泛地解釋為包括表面的任何允許或不允許測試液體的小滴在該表面上遍布的特性。測試液體的小滴的遍布取決于粗糙度和表面能。表面的潤濕特性能夠通過測量液體小滴與固體表面之間的接觸角確定。根據接觸角的值以及測量的方向，表面的各向同性的或各向異性的潤濕特性能夠解釋為疏液體的或親液體的。通常，液體小滴的遍布以及由此產生的潤濕行為能夠根據文澤爾(Wenzel)方程(見“Resistance of Solid Surfaces to Wetting by Water”，R.N.Wenzel,Industrial and Engineering Chemistry, 1936, 28 (8), page988)或凱西(Cassie)方程(見“Contact Angle，，, A.B.D.Cassie,Discussions of the Faraday Society, 1948, 3,pagell)建模。但是，在有些情況下，對本領域中的技術人員公知的是，該行為可以根據方程的修改的形式進行建模。
[0020]在本說明書的語境中所使用的術語“接觸角(contact angle ) ”，將寬泛地解釋從而包括在液體/固體界面之間測量的任何角度。接觸角是系統特定的并且取決于液體/固體界面的界面表面張力。關于接觸角及其與表面潤濕特性的關系的討論可見“Wettability, Spreading, and Interfacial Phenomena in High-temperature Coating，，，R.Asthana and N.Sobczak、J0M_e，2000，52 (I)。接觸角能夠從兩個方向進行測量。在本說明書的語境中，對在縱向軸線附近配置的縱向印記，θ X指在與縱向軸線垂直的“X”方向上測量的接觸角，而Qy指在與縱向軸線平行或成一直線的“Y”方向上測量的接觸角。接觸角的值，θχ或Θ y，可以表明表面的疏液體性或親液體性。這兩個接觸角的差，由Δ θ(其中Λ θ = θy-θχ)表示，表明潤濕特性的各向同性或各向異性的角度。
[0021]在本說明書的語境中所使用的術語“使鈍化(passivate)”^鈍化(passivating)”、“鈍化的(passivated)”以及其語法變型指在暴露在抗氧化劑中之后材料顆粒的表面的抗氧化劑性能。換言之，該術語指材料顆粒的表面性能，與未暴露在抗氧化劑中的材料顆粒的表面相比，該材料顆粒的表面展示出對氧化的更高的抵抗性。
[0022]在本說明書的語境中所使用的術語“原位鈍化(in-situ passivation)”指在由材料組成的磁體的形成期間而不是在該材料的形成之后進行壓縮的大量的材料的表面的鈍化。
[0023]在本說明書的語境中所使用的術語“壓縮模塑(compression molding)”指模制的方法，在該方法中，材料顆粒首先置于開放的、加熱的模具型腔中，然后施加壓力和可選的熱直至顆粒固化。
[0024]在本說明書的語境中所使用的術語“壓縮(compact)”或“壓縮(compaction)”指磁性材料顆粒所經歷的壓縮模塑、噴射模制或擠壓模制方法。
[0025]詞“基本上(substantially)”沒有排除“完全地(completely)”,例如，“基本上無” Y的組合物可以是完全地無Y。必要時，詞“基本上(substantially)”可以從本發明的定義中忽略。[0026]除非另有規定，術語“包括(comprising)”和“包括(comprise)”及其語法變型，旨在表示“開放式的(open)”或“包含式的(inclusive)”的語言以便它們包括所述的成分并且還允許包含額外的、未闡述的成分。
[0027]如在本文中所使用，在本說明書的語境中的配方的成分的濃度中的術語“約”，通常指所述值的+/_5%，更典型的是所述值的+/_4%，更典型的是所述值的+/_3%，更典型的是所述值的+/_2%，甚至更典型的是所述值的+/_1%，以及甚至更典型的是所述值的+/-0.5%。
[0028]在本公開全文中，某些實施方式可以以范圍形式進行公開。應理解的是在范圍形式中的描述僅僅是為了方便和簡潔并且不應解釋為對公開的范圍的僵化的限制。因此，范圍的描述應認為具有具體公開的所有可能的子范圍以及在該范圍內的個別數值。例如，范圍的描述諸如從I到6應認為具有具體公開的子范圍諸如從I至3、從I至4、從I至5、從2至4、從2至6、從3至6等，以及在該范圍內的個別數，例如，1、2、3、4、5以及6。這一點無論范圍的幅度是多少都適用。
[0029]在本文中某些實施方式還可以寬泛地和一般地進行描述。每個落在一般的公開中的下位種類以及較上位的組群也是形成本公開的部分。這包括實施方式的一般的描述，無論所排除的材料是否是本文中具體所述的，條件或否定限制是從該上位類別中排除所述該物質，。
[0030]可選擇的實施方式的公開
[0031]在下文中將公開多孔薄膜體的例示性的、非限制性實施方式。
[0032]二級殼體可以是疏液體的，以便所述一級殼體和所述二級殼體基本上彼此相排斥。由于液體一級殼體與顆粒二級殼體之間不同的疏液體性，將顆粒二級殼體從液體一級殼體推開或排斥開。在一個優選的實施方式中，一級殼體是親水性的并且二級殼體是疏水性的。在一級殼體的液體是水時，二級殼體的顆粒是疏水性的，從而使顆粒能夠被支承并且保持在水的表面上。在一級殼體的液體是油時，二級殼體的顆粒是疏油的，從而使顆粒能夠被支承并且保持在油的表面上。
[0033]在不受理論束縛的情況下，據信疏水性的顆粒可以由液體介質的表面張力進行支承，在相鄰顆粒之間沒必要有鍵合來支承包覆結構。包覆的剛性可以通過一些方法來調節，包括，但不限于，控制圍繞液體一級殼體的顆粒的鍵合、顆粒和液體的相對的疏水性、液體的表面張力、液體的粘度、液體和顆粒的極性/非極性、液體和顆粒的靜電電荷。一級殼體和二級殼體可以彼此重疊以便二級殼體顆粒延伸進入一級殼體的液體。一級殼體和二級殼體可以進行配置以便一級殼體和二級殼體彼此不重疊。
[0034]二級殼體的顆粒可以進行配置以便所述顆粒彼此成鄰接關系。每個顆粒與相鄰的顆鄰接粒，其中所述顆粒的表面與所述相鄰顆粒的表面相接觸。顆粒可以基本上彼此結合或部分地彼此結合。顆粒在彼此之間可以具有很小的或沒有物理吸引或鍵合。
[0035]二級殼體中的顆粒可以自行排列從而基本上覆蓋一級殼體的表面。被固定的顆粒可以不必以完美組織的直徑壓縮在一級殼體的表面上，而是可以允許在所述顆粒之間的一些間隔，允許所述顆粒的一些堆疊。在一級殼體的表面上可以有部分的或完整的顆粒層。二級殼體可以包括至少一個顆粒層。
[0036]顆粒二級殼體的有效孔隙度的控制可以通過二級殼體中的所述顆粒的尺寸和分布的選擇實現。[0037]二級殼體的顆粒可以具有在微米級范圍內的顆粒尺寸。二級殼體的顆粒可以選自如下范圍中的顆粒尺寸:約0.01微米至約100微米、約0.01微米至約75微米、約0.01微米至約50微米、約0.01微米至約25微米、約0.02微米至約100微米、約0.03米至約100微米、約0.04微米至約100微米以及約0.05微米至約100微米。優選地,二級殼體的顆粒具有在0.05微米至25微米的范圍內的尺寸。
[0038]顆粒不需要是均勻尺寸的顆粒，而是可以包括固體顆粒、中空顆粒、微囊或各種類型和尺寸的顆粒的混合物。
[0039]顆粒可以進行親和力處理從而使其增強其疏水性或親水性。顆粒的表面可以采用親和力處理劑進行處理以便增強顆粒的疏水性或親水性。親和力處理劑的實施例包括至少一個選自以下具有活性基團的化合物的材料:金屬/準金屬、單金屬、準單金屬、準單金屬化合物、二原子金屬(具有兩個不同的金屬/準金屬原子)、雙金屬(化合物中具有同一金屬/準金屬原子的兩個)、雜金屬(heterometallic)(同一化合物中具有一個金屬原子和一個準金屬原子)、準二原子金屬和準二金屬化合物、有機硅烷類以及其混合物。例如，通過采用上文中所述的化合物中的一個處理顆粒，顆粒的疏水性可以改變為親水性，并且因此顆粒可以具有對水的更高的親和力。例如，在疏水性的顆粒包括火成(fumed)氧化娃時,進一步化學或電化學的處理可以用于形成具有非火成反應部位或非火成非反應部位的火成氧化硅顆粒，該火成氧化硅顆粒增加疏水性的顆粒的表面的疏水性。任何如上所述用于本發明的處理使顆粒具有表面疏水性或親水性的處理將適合本文中的使用。顆粒可以由環氧樹月旨、硅樹脂、熱固性聚合物、熱塑性聚合物或彈性體組成。
[0040]液體一級殼體包覆在顆粒二級殼體中。囊可以在沒有泄露或釋放包覆的液體的情況下容易地進行運輸，還可以進行破裂開從而釋放包覆的液體。該顆粒二級殼體可以通過壓力和磨損進行破裂從而釋放包覆的液體。
[0041]在一個實施方式中，一級殼體的液體是水性的。該水介質可以包括水性的溶液、水性的分散體、或水性的乳狀液。在一個優選的實施方式中，該液體是水。包覆固體芯的一級殼體可以包括至少一個層。
[0042]在一個實施方式中，一級殼體的液體在其中包括抑制或防止固體芯的材料的氧化的抗氧化劑或前體。抗氧化劑可以是磷酸前體。磷酸前體可以是磷酸根離子供體。
[0043]在另一個實施方式中，磷酸根離子供體是金屬磷酸鹽復合物。金屬磷酸鹽復合物可以選自IA族金屬、IIA族金屬以及IIIA族金屬。金屬磷酸鹽復合物可以選自磷酸鋰、磷酸鈉、磷酸鉀、磷酸鎂、磷酸鈣以及磷酸鋁。
[0044]液體覆蓋層與固體芯的體積比約為1:130至2:13。在一個實施方式中，液體覆蓋層與固體芯的體積比為1:13。固體芯可以的尺寸范圍可以選自:約0.1微米至1000微米、約10微米至800微米、約10微米至600微米、約10微米至400微米、約10微米至200微米、約15微米至1000微米、約20微米至1000微米、約25微米至1000微米、約30微米至1000微米。優選地，固體芯的尺寸范圍在70微米至400微米的尺寸范圍內。
[0045]固體芯可以進行親和力處理從而加強其疏水性或親水性。固體芯的表面可以采用親和力處理劑進行處理以便加強顆粒的疏水性或親水性。親和力處理劑的實施例包括至少一個選自以下具有活性基團的化合物的材料:金屬/準金屬、單金屬、準單金屬、準單金屬化合物、二原子金屬(具有兩個不同的金屬/準金屬原子)、雙金屬(化合物中具有同一金屬/準金屬原子的兩個)、雜金屬(同一化合物中具有一個金屬原子和一個準金屬原子)、準二原子金屬和準二金屬化合物及其混合物。例如，通過采用至少上述所選擇的材料中的一個處理固體芯，固體芯的親水性可以進行加強，并且因此固體芯具有對水的更高的親和力。
[0046]固體芯可以包括固體或聚集的固體顆粒。
[0047]在一個實施方式中，固體芯包括磁性材料。在另一個實施方式中，固體芯的磁性材料是稀土磁性材料。在一個實施方式中，二級殼體的顆粒由磁性材料組成。在另一個實施方式中，二級殼體的磁性材料包括稀土磁性材料。
[0048]稀土磁性材料是一個或多個輕稀土元素,諸如鑭(La)、鋪(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)和釓(Gd)及其組合。在優選的實施方式中，稀土磁性材料是選自釹、鐠、鑭、鈰以及釤的元素。更優選地，稀土磁性材料為釹。在另一個實施方式中，除不可避免的雜質外，本發明的磁性材料不包含任何重稀土元素，諸如鋱(Tb)、鏑(Dy)、欽(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)以及镥(Lu)。
[0049]有利地，在至少沒有在二級殼體施加重大壓力的情況下，公開的囊更能抵抗在囊可以作為固體顆粒處理時的外部壓力，二級殼體不會破裂從而釋放液體一級殼體。因此，囊能夠容易地在無二級殼體破裂和釋放初級液體殼體的情況下進行運輸。但是，如果囊受到重大壓縮力，諸如在壓縮成型步驟期間，二級殼體可能破裂并且釋放初級液體殼體。
[0050]囊的形狀可以基本上是圓形、橢圓形、方形、不規則四邊形或矩形。因此，在涉及囊的直徑時，這可以指囊的當量直徑進行解釋，其視情況而定，取決于微囊的形狀。在其它實施方式中，微囊的形狀可以不確定，換言之，囊可以具有不規則形狀。
[0051]囊可以具有在微米級范圍內的尺寸。囊的尺寸范圍可以選自如下尺寸范圍:約10微米至約1000微米、約10微米至約800微米、約10微米至約600微米、約10微米至約400微米、約10微米至約200微米、約15米至約1000微米、約20微米至約1000微米、約25微米至約1000微米、約30微米至約1000微米。優選地，囊具有在25微米至400微米的范圍內的尺寸。
[0052]囊可以與微囊進行混合或摻和。還希望具有非包覆的顆粒，該非包覆的顆粒與包覆顆粒摻和成為多微粒系統。
[0053]在本發明中公開的囊可以通過將液體與第一組固體芯顆粒以及第二組細顆粒混合制造。
[0054]在一個實施方式中，第二組細顆粒或液體中的一個是疏水性的，而相應的第二組細顆粒或液體中的另一個是親水性的，并且固體芯顆粒是疏水性的或親水性的。
[0055]在另一個實施方式中，第一組固體芯顆粒在與第二組細顆粒混合之前與液體進行混合。混合步驟可以通過機械攪拌、V型混合方法或旋轉床方法實施。優選的混合步驟通過旋轉床方法實現。混合步驟均勻地將第一組固體芯顆粒散布到全部液體中。公開的方法中的混合步驟可以以0.00005kg IH2SecT1至5.0kg m2sec_1的能量混合速度實施。公開的方法中的混合步驟可以以30轉每分鐘至50轉每分鐘旋轉速度實施。
[0056]芯顆粒與細顆粒的相對體積量可以在100:5至100:40的范圍內。在一個實施方式中，芯顆粒與液體與細顆粒的相對體積量是100:1:10。在另一個實施方式中，芯顆粒與液體與細顆粒的相對體積量是100:1:20。在所述混合步驟之前，公開的方法可以包括使第二組細顆粒經受表面處理。有利地，顆粒的表面的疏水性或親水性可以依照表面處理進行調整。表面處理的一個方法是將第二組細顆粒與從選自一下的具有活性基團的化合物的材料的至少一個進行混合:金屬/準金屬、單金屬、準單金屬、準單金屬化合物、二原子金屬(具有兩個不同的金屬/準金屬原子)、雙金屬(化合物中具有同一金屬/準金屬原子的兩個)、雜金屬(同一化合物中具有一個金屬原子和一個準金屬原子)、準二原子金屬和準二金屬化合物以及其混合物。本文所述的混合物和摻合物為在表面上均勻分布不同的性能或在表面上平衡(平均)性能提供獨特的能力。
[0057]用于制造磁體的方法，該方法包括壓縮大量的囊從而形成磁體的步驟，每個囊包括固體磁性芯、在其中包括抑制或防止磁性核心的氧化的抗氧化劑或前體的包覆固體芯的液體一級殼體、以及包覆一級殼體的顆粒二級殼體，其中一級殼體或二級殼體中的一個是疏水性的，而一級殼體或二級殼體的另一個各自是親水性的，并且其中所述壓縮使所述二級殼體破裂從而釋放一級殼體的液體。
[0058]顆粒二級殼體可以由磁性材料組成。通過為二級殼體使用磁性材料,磁體的磁性強度可以進行加強。磁性芯可以由二級殼體包覆，二級殼體進行配置從而在囊的壓縮期間破裂。為了釋放其中包含的液體，二級殼體可以由在壓縮步驟期間的壓力下能夠輕易地破裂的材料制成。
[0059]在壓縮期間，液體可以與由于磁性芯在壓縮期間使用的壓力下破裂或斷裂而發生與新暴露表面相接觸。因此，因為液體與磁性芯的新暴露表面相接觸，在壓縮步驟期間發生原位鈍化。通過使用能夠自由移動穿過磁性芯的液體，由于保護性抗氧化劑層的存在，新表面能夠完全鈍化以便整個磁性芯能夠抵抗氧化。此外，由公開的方法形成的磁體即使在高溫下也可以不受氧化影響并且因此無需進一步的抗氧化處理。
[0060]附圖簡述
[0061]附圖示出公開的實施方式并且用于解釋公開的實施方式的原理。但是，應理解，附圖只是為了說明的目的而設計，不是作為本發明的限制的定義。
[0062]圖1是具有固體芯、液體一級殼體以及顆粒二級殼體的囊的示意圖。
[0063]圖2是具有囊的磁體和沒有囊的磁體的隨時間(小時)的總磁通損失(％)的曲線圖。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0064]在圖1中，提供了根據公開的實施方式的囊100，囊100具有由稀土磁性材料制成的芯2形式的固體芯、包含抗氧化劑的液體殼體4形式的一級殼體以及殼體6形式的二級殼體，二級殼體由稀土磁性顆粒的聚集質量形成。殼體6包含不同尺寸的顆粒，該尺寸能夠包括但是不限于由參考數8、10以及12描述的那些尺寸。液體殼體4是親水性的，而殼體6是疏水性的。芯2也是親水性的。
實施例
[0065]本發明的非限制性實施例和比較實施例將參考具體實施例進行更詳細的描述，具體實施例不應以任何方式解釋為對本發明的范圍的限制。
[0066]在以下實施例中，除非另有說明，所使用的磁性材料粉可以在市場上購買Magnequench, Inc.0f Singapore 的商品名為 MQFP、MQP> MQP-AA4 以及 MQLP-AA4,以及Magnequench (Tianjin) C0.Ltd, China 的商品名為 MQTJ 的磁性材料粉。
[0067]實施例1
[0068]囊的制備
[0069]步驟1:囊的二級殼體的制備
[0070]首先將25克磷酸溶解在90ml的丙酮中形成溶液。然后，將500克MQFP倒入該溶液中。將該混合物在85°C下加熱并且用機械攪拌器進行攪拌直至丙酮完全蒸發。然后將粉末夜間在通風柜中風干。之后將粉末通過400目篩進行篩分，去除+38微米的粉末。將剩余的粉末準備好進行娃燒處理。3.75 克 1H, 1H, 2H, 2H~Perf Iuorodecyltriethoxysilane(1H, 1H, 2H, 2H-全氟癸基三乙氧基甲娃燒)(Sigma Aldrich)溶解在150ml己燒中從而形成另一個溶液。將500克預處理的MQFP倒入該溶液中。混合物在85°C下加熱并且用機械攪拌器進行攪拌直至己烷完全蒸發。然后將粉末夜間在通風柜中風干。獲得疏水性的MQFP。
[0071]步驟2:制作囊
[0072]將11克包括丙三醇和水(質量比為5:6)的液體倒入塑料瓶中。然后，將500克MQLP-AA4加入同一瓶中。然后劇烈晃動該混合物直至無混合物粘附在該瓶的內表面。然后對該混合物進行機械攪拌從而保證所生產的粉末的均勻性。其后，進一步將該混合物在V型混合器中以60轉每分鐘混合5分鐘。然后，將100克疏水性的MQFP加入該瓶中的混合物。該混合物進一步以60轉每分鐘混合5分鐘。然后在該混合物密封并且儲存在塑料瓶中之前，用60目的篩子進行篩分。
[0073]囊的示意圖在圖1中示出。
[0074]實施例2
[0075]用兩部分化合物制造磁體:1.化合物制備:
[0076]步驟1:用于化合物的A部分的制備:
[0077]為了制備化合物，從實施例1獲得的囊作為A部分使用。
[0078]步驟2:用于化合物的B部分的制備:
[0079]將100 克干燥的憐酸招(AP) (Monobasic、Fluka、Sigama Aldrich)溶解在 500ml異丙醇(IPA)中。在將AP/IPA倒入罐中后，將2.5克MQLP-AA4置于同一罐中。在85°C下的溫度由Ross Mixer (Ross Mixing, Inc)開始涂覆。將處理的粉末進行收集并置于開放空間中3天。在處理的粉末已干燥后通過60目進行篩分。-60目粉末進行收集并且準備好進行硅烷處理。
[0080]將2 克 1H, 1H, 2H, 2H~Perf luorodecyltriethoxysilane (1H, 1H, 2H, 2H-全氟癸基三乙氧基甲硅烷)(Sigma Aldrich)溶解在150ml己烷中從而形成另一個溶液。然后，將500克預處理的MQLP-AA4倒入該溶液中。將該混合物在85°C下進行加熱并且用機械攪拌器進行攪拌直至己烷完全蒸發。然后將粉末夜間在通風柜中風干。降處理的粉末用作用于化合物的B部分。
[0081]在制造磁體之前，將A部分和B部分(質量比為6:5)在V型混合器中以30轉每分鐘進行5分鐘的混合從而形成用于磁體制造的化合物。
[0082]I1.制誥磁體
[0083]將2.83克混合的化合物置于冷壓模的空腔中。將Wabash壓力機的擠壓壓力設定至H/cm2并且觸發擠壓按鈕從而開始磁體的制造方法。在擠壓壓力達到H/cm2時，擠壓按鈕保持5秒，然后將形成的磁體彈出。
[0084]為了確定由囊制成的磁體的總磁通損失隨暴露時間的函數，將由囊制成的磁體在設置在200°C的爐中進行500小時測試持續時間的加工處理。來自該實驗的結果在圖2中示出。這些結果示出由囊制成的磁體在第500個小時受到少于5%的總磁通損失。
[0085]比較實施例
[0086]將2.83克MQLP-AA4置于冷壓模的空腔中。將Wabash壓力機的擠壓壓力設定至
5.5噸并且觸發擠壓按鈕從而開始磁體的制造方法。在擠壓壓力達到5.5噸時，擠壓按鈕保持5秒，然后將形成的磁體彈出。
[0087]為了確定由囊制成的磁體的總磁通損失隨暴露時間的函數，將由囊制成的磁體在設置在200°C的爐中進行500小時測試持續時間的加工處理。來自該實驗的結果在圖2中示出。這些結果示出沒有采用囊制成的磁體在第500個小時受到大于15%的總磁通損失。
[0088]應用
[0089]應重視本文公開的包覆系統對于在磁體的制造期間的抗氧化劑的輸送是簡單而改進的方法，該方法最終目的在于把所生產磁體的耐久性和壽命增加到最大限度。
[0090]有利地，公開的包覆系統涉及囊，該囊包括固體磁性芯、在其中包括抑制或防止磁性芯氧化的抗氧化劑或其前體的包覆固體芯的液體一級殼體、以及包覆一級殼體的顆粒二級殼體，并且其中所述壓縮步驟使所述二級殼體破裂從而釋放一級殼體的液體；允許保護性氧化層在磁體制造方法期間均勻地散布在每個磁性顆粒的表面以及包括包含在磁性顆粒的微裂縫中的局部點的新生成的表面二者上。因此，抗氧化劑能夠輕易地激活并且均勻地分布在整個磁體上。此外，由涉及公開的囊的壓縮的方法形成的磁體即使在高溫下也可以不受氧化影響并且因此無需進一步的抗氧化處理。
[0091]有利地，在公開的囊的所述固體芯的形成期間，不需要將水霧化/噴霧成液滴從而形成芯。這在液體(例如，疏水性的溶劑)易燃并且這種液體的霧化或噴霧造成安全隱患時特別重要。在所述固體芯的制造中，將包含抗氧化劑的液體通過攪拌隨后將疏水性的顆粒與上述混合物混合而簡單地與固體芯顆粒進行混合，其中將疏水性的顆粒與上述混合物通過30轉每分鐘至50轉每分鐘的低旋轉速度的V型混合方法進行混合。因此，制造公開的囊的方法不需要復雜的設備并且在不損失生產率和成本效益的情況下提高了商業實用性和工業實用性。
[0092]有利地，與被認為對于本發明的目的過于脆弱的水滴/水珠相比，公開的囊更能抵抗外部壓力。
[0093]更有利地，在公開的囊中，為了達到各種所希望的性能，在初級液體殼體的制造中使用的材料以及由固體顆粒制成的二級殼體的選擇具有靈活性。例如，在本發明中，細的NdFeB顆粒不僅用于形成二級殼體，并且由于其磁性性能，還有助于所制造的磁體的磁性強度。
[0094]最后，公開的囊能夠在具有改善的抗氧化性能以及延長的磁性壽命的卓越耐久性的稀土磁體制造中使用。
[0095]很明顯，在沒有偏離本發明的精神和范圍的情況下，在閱讀前面的公開內容之后，本發明的各種其它修改以及適應對本領域的技術人員將變得顯而易見，并且旨在使所有這種修改以及改變都在所附權利要求書的范圍內。
【權利要求】
1.囊，其包括固體芯、包覆所述固體芯的液體一級殼體和包覆所述一級殼體的顆粒二級殼體，其中所述一級殼體和所述二級殼體基本上彼此相排斥。
2.如權利要求1所述的囊，其中所述二級殼體是疏液體的，以便所述一級殼體和所述二級殼體基本上彼此相排斥。
3.如權利要求2所述的囊，其中所述一級殼體是親水性的并且所述二級殼體是疏水性的。
4.如權利要求2或權利要求3所述的囊，其中所述固體芯是親水性的。
5.如前述權利要求中的任一項權利要求所述的囊，其中所述二級殼體的顆粒的尺寸在微米級范圍內。
6.如權利要求5所述的囊，其中所述二級殼體的顆粒的尺寸在0.05微米至25微米的范圍內。
7.如前述權利要求中的任一項權利要求所述的囊，其中所述囊的尺寸在微米級范圍內。
8.如權利要求7所述的囊，其中所述囊的尺寸范圍在25微米至400微米的范圍內。
9.如前述權利要求中的任一項權利要求所述的囊，其中所述一級殼體的液體是水性的。
10.如前述權利要求中的任一項權利要求所述的囊，其中所述一級殼體的液體包括抑制或防止所述固體芯的材料的氧化的抗氧化劑或其前體。
11.如權利要求10所述的囊，其中所述抗氧化劑是磷酸根離子供體。
12.如權利要求11所述的囊，其中所述磷酸根離子供體是金屬磷酸鹽復合物。
13.如權利要求12所述的囊，其中所述金屬磷酸鹽復合物的金屬選自IA族金屬、IIA族金屬以及IIIA族金屬。
14.如前述權利要求中的任一項權利要求所述的囊，其中所述固體芯由磁性材料組成。
15.如權利要求14所述的囊，其中所述固體芯的磁性材料是稀土磁性材料。
16.如前述權利要求中的任一項權利要求所述的囊，其中所述二級殼體的顆粒由磁性材料組成。
17.如權利要求16所述的囊，其中所述二級殼體的磁性材料由稀土磁性材料組成。
18.如權利要求16或權利要求17所述的囊，其中所述稀土磁性材料選自釹、鐠、鑭、鈰、以及釤。
19.如前述權利要求中的任一項權利要求所述的囊，其中所述固體芯的尺寸在0.1微米至1000微米的范圍內。
20.如前述權利要求中的任一項權利要求所述的囊，其中所述固體芯的尺寸在70微米至400微米的范圍內。
21.如前述權利要求中的任一項權利要求所述的囊，其中所述囊的形狀基本上是球形的。
22.制造囊的方法，所述方法包括以下步驟: 提供第一組固體芯顆粒和比所述第一組固體芯顆粒小的第二組細顆粒；以及將液體與所述第一組和所述第二組混合從而由此形成囊，所述囊包括固體芯、包覆所述固體芯的液體一級殼體以及包覆所述一級殼體的細顆粒二級殼體，其中所述一級殼體和所述二級殼體基本上彼此相排斥。
23.如權利要求22所述的方法，其中所述第二組細顆粒或所述液體中的一個是疏水性的，而所述第二組細顆粒或所述液體中的另一個各自是親水性的，并且其中所述固體芯顆粒是疏水性的或親水性的。
24.制造磁體的方法，所述方法包括壓縮大量的囊從而形成所述磁體的步驟，各個囊包括固體磁性芯、在其中包括抑制或防止磁性核心氧化的抗氧化劑或先驅物的包覆所述固體芯的液體一級殼體、以及包覆所述一級殼體的顆粒二級殼體，其中所述一級殼體或二級殼體中的一個是疏水性的，而所述一級殼體或二級殼體中的另一個各自是親水性的，并且其中所述壓縮使所述二級殼體破 裂從而釋放所述一級殼體的液體。
【文檔編號】H01F1/44GK103503086SQ201280019763
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年5月31日 優先權日:2011年6月2日
【發明者】趙巍, 韓智三, 大衛·米勒 申請人:馬格內昆茨有限公司