本發(fā)明屬于釹鐵硼磁體表面防護，涉及一種含有封閉膜的釹鐵硼磁體及其制備方法和應用。

背景技術：

1、燒結釹鐵硼磁體因具有優(yōu)異的磁性能，被廣泛應用于新能源汽車、智能家居、消費電子及智能通訊等各個領域。但燒結釹鐵硼磁體是一種活潑的合金材料，其材質疏松多孔，非常容易被氧化和腐蝕。因此，現(xiàn)有技術中，通過電鍍和噴涂工藝，使釹鐵硼磁體具有耐腐蝕性、可靠的耐高溫性和高結合力，常見的電鍍工藝為表面清潔處理+電鍍鋅+鈍化；常見的噴涂方法為表面清潔處理+磷化+噴涂。

2、但現(xiàn)有電鍍和噴涂工藝仍存在缺陷，例如鍍鋅產品加熱時或者設備檢驗時，鈍化膜磨損較重，容易破裂，進而影響耐蝕性；噴涂產品受磷化膜底層影響，pct和結合力較差，導致出現(xiàn)大量不合格品。

3、專利cn108221016a公開了一種鍍鋅封閉劑及其使用方法，其中，封閉劑的組成為硫酸鈷：0.1～10g/l；氟化鎳：0.2～8g/l；硝酸鎘：0.4～7g/l；硫酸鎳：0.3～5g/l；次亞磷酸鈉：0.1～6g/l；溶劑為水；將鍍鋅封閉劑涂覆在已經鍍鋅和鈍化的工件表面后，通過高溫處理，鍍鋅封閉劑中的金屬離子會被還原劑還原成金屬單質，然后填充在鈍化層的微孔內以及覆蓋在鈍化層表面，但無機封閉劑所形成的保護膜易龜裂，無彈性。

4、專利cn110189908a公開了釹鐵硼磁體材料水性環(huán)?；⊥繉訌秃戏雷o的方法，對釹鐵硼除油、除銹、噴砂或砂紙打磨；然后，將釹鐵硼涂覆一層水性環(huán)?；淄?；固化后，在涂覆一層水性環(huán)?；忾]頂涂，形成薄涂層復合體系。其中底涂中采用了硅烷偶聯(lián)劑5～40；鈦酸酯偶聯(lián)劑3～10，其作為底漆組分的一部分，需要噴涂兩次，能耗大，成本高。

技術實現(xiàn)思路

1、為了改善上述問題，本發(fā)明提供一種封閉劑，其以質量百分比為100％計，包括酸性樹脂20-40％、鈦酸酯偶聯(lián)劑10-20％、有機硅復合物0.5-1.5％、稀土氧化物0.5-1.5％、醇類溶劑5-15％，余量為水。

2、本發(fā)明上述組分中，酸性樹脂作為主要成膜物質，它能夠與鍍鋅或鐵基表面形成牢固的保護層，防止空氣氧化、腐蝕等情況的發(fā)生；鈦酸酯偶聯(lián)劑既可與酸性樹脂發(fā)生酯交換反應，又可與有機硅復合物發(fā)生取代反應(以鈦酸四異丙基酯為例，其中的-o-ch(ch3)2發(fā)生水解后，與鈍化層中的zn或fe形成共價鍵；異丙基作為長烷烴基，柔性好，能和有機聚合物進行彎曲纏結，提高材料的抗沖擊強度)；稀土氧化物作為催化劑，可以加速反應的交聯(lián)進程，利于提高封閉層的硬度和耐磨性。

3、根據本發(fā)明的實施方案，所述酸性樹脂包括苯乙烯磺酸樹脂、丙烯酸樹脂、乙烯樹脂中的一種或多種。

4、根據本發(fā)明的實施方案，所述鈦酸酯偶聯(lián)劑包括鈦酸四異丙酯、鈦酸甲酯、鈦酸乙酯、碳酸二辛酯等中的一種或者多種。

5、根據本發(fā)明的實施方案，所述有機硅復合物包括甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、乙烯基氯硅烷、六甲基二硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、二甲基環(huán)硅氧烷等中的一種或多種。

6、根據本發(fā)明的實施方案，所述稀土氧化物包括氧化鑭、氧化鈰中的一種或多種。

7、根據本發(fā)明的實施方案，所述醇類溶劑包括甲醇、乙醇、異丙醇中的一種或多種。

8、示例性地，所述封閉劑優(yōu)選由下述組分組成：丙烯酸樹脂30％、鈦酸四異丙酯15％、六甲基二硅氧烷1％、氧化鈰1％、乙醇10％，余量為水。

9、本發(fā)明還提供一種含有封閉膜的釹鐵硼磁體，其包括釹鐵硼磁體基體，和包覆在釹鐵硼磁體基體表面的封閉膜；

10、所述封閉膜是以ti、si、o鍵形成的分子結構為主，并與界面金屬形成化學鍵；

11、所述封閉膜是通過將上述封閉劑涂覆在表面含有鍍鋅的釹鐵硼磁體基體表面，經過封閉處理、加熱后得到的；

12、或者，所述封閉膜是通過將上述封閉劑涂覆在釹鐵硼磁體基體表面，經過封閉處理、加熱后得到的。

13、根據本發(fā)明的實施方案，所述封閉膜的膜厚10-40nm；優(yōu)選20-30nm。

14、根據本發(fā)明的實施方案，所述界面金屬為zn和/或fe。

15、根據本發(fā)明的實施方案，所述化學鍵為ti-o-si、ti-o-zn、ti-o-fe、si-o-zn、si-o-fe中的至少一種。

16、本發(fā)明提供上述含有封閉膜的釹鐵硼磁體的制備方法，所述方法為鍍鋅方法(即方法一)或噴涂方法(方法二)；

17、所述鍍鋅方法包括：

18、(s1)表面清潔處理，以去除釹鐵硼磁體基體表面的氧化層；

19、(s2)電鍍處理：對清潔后的基體表面進行鍍鋅；

20、(s3)鈍化處理；依次采用出光液、鈍化液，對步驟(s2)中鍍鋅后的產品進行鈍化處理；

21、(s4)封閉處理：采用上述封閉劑，對步驟(s3)中鈍化后的產品進行封閉處理，加熱，得到含有封閉膜的釹鐵硼磁體；

22、所述噴涂方法包括：

23、(k1)表面清潔處理：表面清潔處理同步驟(s1)；

24、(k2)封閉處理：采用上述封閉劑，對步驟(k1)中清潔后的產品進行封閉處理，加熱；

25、(k3)噴涂處理：對步驟(k2)中產品先預熱處理，再進行油漆空氣噴涂，經固化后，得到含有封閉膜的釹鐵硼磁體。

26、根據本發(fā)明的實施方案，步驟(s1)或步驟(k1)具體為：

27、表面清潔處理：對釹鐵硼磁體基體表面采用噴砂處理或酸洗處理，以去除基體表面的氧化層。

28、根據本發(fā)明的實施方案，步驟(s1)或步驟(k1)中，所述噴砂處理或酸洗處理采用本領域公知的技術，以除去基體表面的氧化層即可。

29、根據本發(fā)明的實施方案，步驟(s2)中，所述鍍鋅為單層鋅電鍍處理，或者雙層以上鋅電鍍處理。優(yōu)選地，雙層以上鋅電鍍處理即重復單層鋅電鍍處理過程。

30、根據本發(fā)明的實施方案，步驟(s2)中，所述電鍍處理過程為：將表面清潔后的基體表面置于鍍鋅液中，施加電流。

31、根據本發(fā)明的實施方案，所述鍍鋅液包括：六水合硫酸鋅300-400g/l，硼酸20-30g/l，光亮劑20-30g/l。光亮劑為本領域公知即可，示例性地的，所述光亮劑型號為sf-522。

32、本發(fā)明的鍍鋅液為硫酸鹽，而不采用鹽酸鹽，可防止體系中含有氯離子加速釹鐵硼磁體腐蝕。

33、根據本發(fā)明的實施方案，施加電流的陰極電流密度為0.5-2a/dm2，電流范圍為15-35a。

34、根據本發(fā)明的實施方案，鍍鋅液的溫度為10-40℃。

35、根據本發(fā)明的實施方案，鍍鋅后的鍍層厚度為5-15μm。

36、根據本發(fā)明的實施方案，步驟(s3)中，將出光液處理后的產品采用水清洗后，再采用鈍化液處理。

37、根據本發(fā)明的實施方案，步驟(s3)中，所述出光液為5-20ml/l硝酸水溶液。

38、根據本發(fā)明的實施方案，步驟(s3)中，出光液的溫度為10-40℃。

39、根據本發(fā)明的實施方案，步驟(s3)中，出光液處理的時間為5-60s。

40、根據本發(fā)明的實施方案，步驟(s3)中，所述鈍化液中包括硝酸鉻10-20g/l，氨三乙酸1.5-3g/l，草酸2-4g/l，硫酸鈷1.5-2g/l，γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.4-4g/l，鎢酸鈉0.5-0.8g/l。

41、根據本發(fā)明的實施方案，步驟(s3)中，鈍化液的溫度為10-40℃。

42、根據本發(fā)明的實施方案，步驟(s3)中，鈍化液處理的時間為5-60s。

43、根據本發(fā)明的實施方案，步驟(s3)具體為：將電鍍處理后的工件先置于出光液進行化學拋光，出光液的溫度為10-40℃，出光液處理的時間為5-60s；然后將出光后的工件經水清洗1-5min，再放入鈍化液中進行鈍化處理，鈍化液的溫度為10-40℃，鈍化液處理的時間為5-60s。

44、根據本發(fā)明的實施方案，步驟(s4)中，在封閉處理前，可以先將鈍化后的工件經清洗1-5min，再放入封閉劑進行封閉處理。

45、根據本發(fā)明的實施方案，步驟(s4)中，封閉處理中，封閉劑的溫度為20-40℃，產品采用封閉劑處理的時間為5-60s，封閉劑的濃度為8-12wt％。若采用封閉劑處理時間過長，會因膜層過厚或操作不當，很容易出現(xiàn)流紋、不均勻等問題，從而影響外觀。

46、根據本發(fā)明的實施方案，步驟(s4)中，封閉處理后，將產物經清水洗5-60s。

47、根據本發(fā)明的實施方案，步驟(s4)中，加熱的溫度為45-200℃，例如為45℃、60℃、80℃、100℃、120℃、140℃、160℃、180℃或200℃，加熱的時間10-60min。

48、根據本發(fā)明的實施方案，步驟(s4)中，所述封閉處理可以采用浸漬提拉、原子層沉積、磁控濺射沉積等方法。

49、優(yōu)選地，所述浸漬提拉法。例如為：將鈍化后的產品釹鐵硼基體垂直放入封閉劑中，封閉劑的溫度20-30℃，濃度8-12wt％。充分浸漬后，開始勻速提拉基材，經過進一步的加熱處理，得到含有封閉膜的釹鐵硼磁體。其中浸漬的時間為5-60s，加熱處理的溫度為45-200℃，加熱的時間為10-60min。

50、根據本發(fā)明的實施方案，步驟(k2)中，封閉處理中，封閉劑的溫度為20-40℃，產品采用封閉劑處理的時間為5-60s，封閉劑的濃度為8-12wt％。

51、根據本發(fā)明的實施方案，步驟(k2)中，封閉處理后，將產物經清水洗5-60s。

52、根據本發(fā)明的實施方案，步驟(k2)中，加熱的溫度為45-200℃，加熱的時間10-60min。

53、根據本發(fā)明的實施方案，步驟(k3)中，預熱處理的溫度為60-70℃，預熱處理的時間為20-150s。

54、根據本發(fā)明的實施方案，步驟(k3)中，固化的溫度為170-190℃，固化的時間為15-25min。

55、根據本發(fā)明的實施方案，步驟(k3)中，油漆流量為20-30l/min，空氣噴涂時的壓力為0.2-0.3mpa，油漆粘度為10-12s。

56、根據本發(fā)明的實施方案，步驟(k3)中，所述油漆采用本領域公知油漆即可。

57、本發(fā)明還提供上述含有封閉膜的釹鐵硼磁體在鍍鋅和噴涂防腐中的應用。

58、本發(fā)明的有益效果：

59、本發(fā)明的含有封閉膜的釹鐵硼磁體，通過封閉膜，可顯著提高產品的耐溫性、耐磨性、耐蝕性和結合力。

60、本發(fā)明的封閉劑中，鈦酸酯偶聯(lián)劑、有機硅復合物、稀土氧化物協(xié)同催化交聯(lián)反應，并與釹鐵硼磁體基體的表面金屬zn或fe形成共價鍵，形成以ti-o-si、ti-o-zn/fe、si-o-zn/fe為主的分子結構；其中，鈦作為電子接受體，可以催化體系中的光敏反應，抑制產品表面的化學反應，使鍍層在強陽光和高溫等條件下仍能保持表面光潔度和穩(wěn)定性，解決了鍍鋅鈍化產品不耐溫，aoi檢驗時磨損較重，耐蝕性差的問題，也解決了含有封閉膜的釹鐵硼磁體的耐蝕性和結合力差的問題。此外，本發(fā)明的封閉劑為水性體系，具有很好的防腐性能和附著力，不含甲醛、苯、重金屬等有害物質，干燥后會形成透明光亮膜層，既可作為最終的防腐層，也可作為防腐底層使用。