一种去除废旧注塑钕铁硼磁体中聚苯硫醚的方法

技术领域

本发明公开了一种去除废旧注塑钕铁硼磁体中聚苯硫醚的方法，属于材料回收领域。

背景技术

随着新能源汽车、风力发电、电子设备、医疗器械、航空工业、国防军工、永磁电机等工业的迅速发展，稀土永磁材料的用量在逐年增加，尤其是具有高磁能积的第三代稀土永磁材料钕铁硼。钕铁硼主要有烧结和粘结钕铁硼，粘结钕铁硼由于其可制作各种不同的外形，成型后不需要对其进行再加工，原材料利用率高(废料可回收)等特性已经超越了它在磁性能方面的不足，在电子和医疗领域应用广泛。粘结磁体的成型方法主要有四种：模压成型、注塑成型、挤压成型和压延成型。其中模压成型和注塑成型应用较多，模压成型粘结磁体中，热固性环氧树脂类粘接剂使用最多。注塑成型因可生产形状较为复杂的产品，且成型后产品尺寸公差易控制，使产品在组装时更有优势，近年来取得了众多磁性材料厂家的青睐。聚苯硫醚是一种热塑性树脂，因其具有耐高温以及化学稳定性好的特征，在注塑成型钕铁硼磁体中较为常见。

在生产粘结钕铁硼永磁体时，各个工艺过程会产生大量边角废料和残次品。随着稀土产业的发展和社会的进步，资源综合利用和环境保护受到广泛关注。为了提高稀土资源的二次利用率，稀土永磁材料废料的回收势在必行。近十年来，在烧结钕铁硼磁体的回收利用方面有大量的研究，相比之下，粘结钕铁硼磁体的回收利用却受到很少的关注。废旧粘结钕铁硼磁体的回收不像烧结磁体那样仅在于去除表面少量的油污和氧化物，而重点在于去除磁体内部的树脂及添加剂，所以传统回收烧结钕铁硼废料的湿法回收和火法回收等工艺不适用于粘结钕铁硼磁体的回收。在专利CN 106001541 A,CN 105772734 A,CN104668567A，CN 108188151 A，CN 108188152 A中，都是对模压成型粘结磁体进行回收，且去除的树脂为热固性环氧树脂。专利CN 106001541 A，CN 105772734 A和CN 104668567A都是利用溶胀以及相似相溶等物理方法进行有机物去除；专利CN 108188151 A和CN108188152A是利用氨水可以使环氧树脂开环的原理进行有机物的去除。注塑成型磁体中粘结剂为热塑性树脂聚苯硫醚，它具有优异的化学稳定性，在200℃以下不溶于任何溶剂，所以既不能通过溶胀的物理方法，也不能通过开环的化学方法去除，因此，需要开发出一种去除注塑成型钕铁硼磁体中聚苯硫醚且保留钕铁硼相的绿色环保的方法。

发明内容

本发明的目的是针对废旧注塑钕铁硼磁体提出一条短流程、绿色环保的去除其中的粘结剂聚苯硫醚且保留钕铁硼相的工艺路线，从而获得再生钕铁硼磁粉，使其得到有效循环利用。

本发明所涉及的一种去除废旧注塑钕铁硼磁体中聚苯硫醚的方法，按以下步骤进行：

第一步，将废旧注塑钕铁硼磁体破碎，过60～200目筛，得原始废旧磁粉A；

第二步，将第一步所得磁粉A与过氧化氢溶液按1:30～1:50质量比倒入三颈瓶中，机械搅拌1～16h，得到磁粉B；

第三步，将第二步得到的磁粉B取出，使用无水乙醇覆盖磁粉B并超声震荡5～15min，洗涤2～4次，离心后倒掉上清液,得到磁粉C；

第四步，将第三步得到的磁粉C取出，真空干燥2～4h，干燥温度20℃～40℃，得到去除聚苯硫醚的再生钕铁硼磁粉。

机械搅拌的温度优选为20℃～100℃。

过氧化氢溶液的质量浓度优选为25wt％～30wt％，加入量为三颈瓶体积的1/3到2/3。

离心速率优选为6000～8000r/min，离心时间优选为3～5min。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

由于热塑性树脂聚苯硫醚化学稳定性好，200℃以下不溶于任何溶剂，所以现有技术中的物理溶胀以及化学开环的方法均不适用。本发明通过尝试多种溶液与注塑钕铁硼磁体反应发现利用过氧化氢可以氧化聚苯硫醚生成聚苯硫醚砜，反应过程如附图1所示，使氧化后的聚苯硫醚更容易溶于乙醇从而去除，且保留磁粉中的钕铁硼相，从而得到回收的钕铁硼磁粉，使磁性能得到提高。同时，本发明在实施过程中使用的过氧化氢对环境无污染，具有操作简单，绿色环保，成本低的优势，容易实现产业化。因此，本发明在资源回收磁性材料领域具有广阔的应用前景。

附图说明

图1聚苯硫醚与过氧化氢反应的化学式

图2左图为实施例3中废旧注塑钕铁硼磁粉的SEM结果，右图为回收注塑钕铁硼磁粉的SEM结果。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

实施例1

一种去除废旧注塑钕铁硼磁体中聚苯硫醚的方法，按以下步骤进行：

第一步，将废旧注塑钕铁硼磁体破碎，过60目筛，得原始废旧磁粉A；

第二步，将第一步所得磁粉A与质量浓度为25wt.％的过氧化氢溶液按1:30的质量比倒入三颈瓶中。80℃下机械搅拌1h，得到磁粉B；

第三步，将第二步得到的磁粉B取出，使用无水乙醇覆盖磁粉B并超声震荡5min，洗涤2次，以6000r/min速率离心3min后倒掉上清液,得到磁粉C；

第四步，将第三步得到磁粉C取出，真空干燥2h，干燥温度25℃，得到去除聚苯硫醚的再生钕铁硼磁粉。

用本实施例所得到的的废旧注塑钕铁硼磁粉与回收注塑钕铁硼磁粉的磁性能对比如表1所示。

表1废旧注塑钕铁硼磁粉与回收注塑钕铁硼磁粉的磁性能对比

实施例2

一种去除废旧注塑钕铁硼磁体中聚苯硫醚的方法，按以下步骤进行：

第一步，将废旧注塑钕铁硼磁体破碎，过100目筛，得原始废旧磁粉A；

第二步，将第一步所得磁粉A与与质量浓度为28wt.％的过氧化氢溶液按1:40的质量比倒入三颈瓶中。50℃下机械搅拌2h，得到磁粉B；

第三步，将第二步得到的磁粉B取出，使用无水乙醇覆盖磁粉B并超声震荡10min，洗涤3次，以7000r/min速率离心4min后倒掉上清液,得到磁粉C；

第四步，将第三步得到磁粉C取出，真空干燥3h，干燥温度25℃，得到去除聚苯硫醚的再生钕铁硼磁粉。

用本实施例所得到的废旧注塑钕铁硼磁粉与回收注塑钕铁硼磁粉的磁性能对比如表2所示。

表2废旧注塑钕铁硼磁粉与回收注塑钕铁硼磁粉的磁性能对比

实施例3

一种去除废旧注塑钕铁硼磁体中聚苯硫醚的方法，按以下步骤进行：

第一步，将废旧注塑钕铁硼磁体破碎，过200目筛，得原始废旧磁粉A；

第二步，将第一步所得磁粉A与与质量浓度为28wt.％的过氧化氢溶液按1:50的质量比倒入三颈瓶中。20℃下机械搅拌16h，得到磁粉B；

第三步，将第二步得到的磁粉B取出，使用无水乙醇覆盖磁粉B并超声震荡15min，洗涤4次，以8000r/min速率离心5min后倒掉上清液,得到磁粉C；

第四步，将第三步得到磁粉C取出，真空干燥4h，干燥温度20℃，得到去除聚苯硫醚的再生钕铁硼磁粉。

用本实施例所得到的废旧注塑钕铁硼磁粉与回收注塑钕铁硼磁粉的磁性能对比如表3所示，SEM形貌结果如图2所示。

表3废旧注塑钕铁硼磁粉与回收注塑钕铁硼磁粉的磁性能对比