[發明專利]一種SiO2/鈣鈦沉淀復合物電流變液及其制備方法

無效

• 申請號: 200910097036.5
• 申請日: 2009-03-27
• 公開（公告）號: CN101845355A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 程昱川;郭建軍;劉雪輝;許高杰;崔平
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C10M125/26
• 分類號: C10M125/26;C10N40/16
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛

技術領域

本發明涉及到電流變液及其制備方法，特別涉及一種以核殼結構的復合物為分散相的電流變液及其制備方法。

背景技術

電流變液是由納米至微米尺度的半導體介電顆粒(分散相)與絕緣液體(分散介質或稱連續相)混合而成的復雜膠體體系。在未施加外電場時，電流變液呈現出牛頓流體的力學特性，在外加電場作用下，介電顆粒迅速鏈化，等效粘度明顯增大甚至轉變為類固體，并呈現出非牛頓流體的力學特性。由于其性能可調控的突出特征，電流變液在機電一體化、自動控制等方面比現有技術顯示出更大的優越性，可應用于減震器、離合器、制動器、阻尼器等裝置，是一種極具發展前景的智能材料。

普遍認為，電流變效應來源于分散相顆粒極化排列成的穩定結構，顆粒的幾何參數(尺寸、形貌等)是影響其電流變性能大小的關鍵因素。鈣鈦沉淀類電流變材料的剪切應力高、漏電流小，具有很強應用前景。這種材料多采用草酸共沉淀法制備，所得產品的形貌不規則，尺寸分布寬而且團聚嚴重，從而影響其電流變性能，所以制備形貌、粒徑均一的鈣鈦沉淀類電流變材料是獲得高性能電流變液的關鍵。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀，提供一種分散相幾何參數均勻、分散性好的SiO₂/鈣鈦沉淀復合物電流變液。

本發明所要解決的另一個技術問題是提供一種分散相幾何參數均勻、分散性好的SiO₂/鈣鈦沉淀復合物電流變液的制備方法。

本發明解決上述技術問題的具體方案為：該SiO₂/鈣鈦沉淀復合物電流變液，其特征在于：其是以液體絕緣介質為分散介質、以核殼結構的SiO₂/鈣鈦沉淀復合物為分散相混合而成，并且，SiO₂/鈣鈦沉淀復合物的質量濃度為10～75％。

所述SiO₂/鈣鈦沉淀復合物是以SiO₂為核，鈣鈦復合物沉淀包覆在SiO₂上形成殼，并且SiO₂/鈣鈦沉淀復合物的粒徑為納米和/或微米級。

較好的，所述液體絕緣介質可以選用價廉易得的硅油；更好的，可以選用羥基硅油或甲基硅油。

上述SiO₂/鈣鈦沉淀復合物電流變液的制備方法，其特征在于包括下述步驟：

(1)在室溫至90℃條件下，將可溶性鈣鹽和檸檬酸溶于水/乙醇(體積比1∶2～10)混合溶劑中，保持溶液中鈣離子濃度為0.1～0.3mol/L，并且，鈣離子與檸檬酸的摩爾比為1∶1～5；然后再加入SiO₂顆粒，濃度為0.01-0.05mol/L，連續攪拌，使SiO₂顆粒均勻分散在溶液中，調節溶液的pH值為4～7，得到懸濁液a；

(2)在室溫至90℃條件下，將草酸溶于水/乙醇(體積比1∶1～3)混合溶劑中，再滴加入鈦鹽，邊滴加邊攪拌，直至形成溶液b；透明溶液中鈦離子濃度為0.1～0.3mol/L，并且，鈦離子與草酸的摩爾比為1∶1.5～4；

(3)在室溫至90℃、邊攪拌邊將懸濁液a滴加到溶液b中(保持懸濁液中鈣離子的摩爾的量與和溶液b中鈦離子的摩爾的量相等)，逐漸形成乳白色沉淀，反應完全后，將生成的沉淀在室溫至70℃下陳化4-24小時；

(4)將陳化后的沉淀洗滌離心，得到的產物放于50～60℃真空烘箱中干燥10～24小時，再經100～130℃常壓干燥2～5小時，得到核殼結構的SiO₂/鈣鈦沉淀復合物；

(5)將SiO₂/鈣鈦沉淀復合物與液體絕緣介質混合均勻，配制成SiO₂/鈣鈦沉淀復合物的質量濃度為10～75％的電流變液。

所述可溶性鈣鹽選自包括醋酸鈣、無水硝酸鈣、四水硝酸鈣、無水氯化鈣、二水氯化鈣或六水氯化鈣。

所述鈦鹽選自四氯化鈦、四溴化鈦、鈦酸四丁酯、鈦酸四乙酯或鈦酸四丙酯。

所述二氧化硅的粒徑為10nm～2000nm。

所述分散介質為硅油。

所述硅油為甲基硅油或羥基硅油。