[發明專利]一種草酸錫/草酸氧鈦復合粉體電流變液及其制備方法

有效

• 申請號: 200910099359.8
• 申請日: 2009-06-03
• 公開（公告）號: CN101575545A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 吳敬華;許高杰;劉豐華;劉雪輝;郭建軍;程昱川;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: C10M129/34
• 分類號: C10M129/34;C10M177/00;C10N40/14
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司
• 代理人: 袁忠衛

技術領域

本發明涉及一種電流變液及其制備方法，具體指一種草酸錫/草酸氧鈦復合粉體電 流變液及其制備方法。

背景技術

電流變液是一種重要的智能材料，其通常由具有高介電常數的固體微粒均勻分散在 低介電常數的絕緣油中組成。它在電場的作用下可發生液體-固體的轉變。當外加電場 強度大大低于某個臨界值時，電流變液呈液態；當電場強度大大高于這個臨界值時，它 就變成固態。通常認為該變化是由于在電場作用下電流變液中分散的小顆粒被極化為電 偶極子，這些偶極子之間產生強烈的靜電吸引從而引起液體宏觀粘度的變化。當施加外 電場后顆粒由原來無序的隨機分布變為有序排列，通常形成一定的鏈狀和柱狀結構，該 微觀結構對電流變液的宏觀力學性能有很大影響。電流變液在電場作用下軟硬連續可調 的奇特性質具有廣泛和重要的應用價值，如應用于離合器、制動器、阻尼系統、減震器、 無級變速器、閥門、機電耦合控制等。評價電流變液的主要性能指標是能夠提供的動態 剪切應力的大小，動態剪應力大強度就高。此外，穩定性要高，導電率要小。絕緣液體 通常有硅油、食油、礦物油，絕緣液體應具有較高的沸點，穩定性、抗腐蝕性好。目前 已發現有多種電流變液可以產生電流變效用，但是現有的絕大部分電流變液的剪切強度 低，一般不高于10kPa，無法達到工業應用水平，難以實現其工程應用價值。

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，提供一種屈服應力高的草酸錫 /草酸氧鈦復合粉體電流變液。

本發明所要解決的另一個技術問題是針對現有技術的現狀，提供一種制備工藝簡單 的草酸錫/草酸氧鈦復合粉體電流變液的制備方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：該草酸錫/草酸氧鈦復合粉體電流 變液，其特征在于：其是以納米至微米尺寸的草酸錫/草酸氧鈦復合粉體作為分散相，均 勻分散于甲基硅油分散介質中形成懸浮液體，且該懸浮液體中草酸錫/草酸氧鈦復合粉體 的體積濃度為10～50％。

較好的，所述硅油可以選自二甲基硅油或羥基硅油。

上述草酸錫/草酸氧鈦復合粉體電流變液的制備方法是先使草酸與含鈦化合物和錫 鹽共沉淀反應制備草酸錫/草酸氧鈦復合粉體，然后將制得的草酸錫/草酸氧鈦復合粉體 與硅油均勻混合制備草酸錫/草酸氧鈦復合分體電流變液。詳細步驟如下：

(1)將含鈦化合物在攪拌的條件下加入到無水乙醇溶液中配成摩爾比1∶20～60 的醇溶液，并加入適量冰醋酸防止含鈦化合物水解，得到溶液T；

(2)將錫鹽在攪拌的條件下加入到無水乙醇溶液中，配成濃度為0.5～2mol/L的醇溶 液，得到溶液S；

(3)把草酸溶于去離子水或者水和無水乙醇的混合液中，配成濃度為1～2mol/L的 溶液O；

(4)在攪拌的條件下，將上述溶液T和溶液S充分混合，其中含鈦化合物和錫鹽摩 爾比為1∶1，得均勻混合溶液ST。

(5)在攪拌的條件下，在0～70℃的水浴中，將混合液ST與溶液O混合，其中草酸 和含鈦化合物的摩爾比為2∶1，形成沉淀；反應完全后繼續攪拌1～2小時，然后陳 化10～20小時。

(6)將生成的沉淀用去離子水和無水乙醇各洗滌1～3次，過濾，烘干，即得到納米 至微米尺寸分布的草酸錫/草酸氧鈦復合粉體。

(7)將所得到的草酸錫/草酸氧鈦復合粉體均勻分散于硅油分散介質中，形成草酸錫 /草酸氧鈦復合粉體的體積濃度為10～50％的電流變液。

較好的，上述的含鈦化合物可以為鈦酸四丁酯、四氯化鈦、鈦酸四乙酯或鈦酸四異 丙酯；所述的錫鹽為氯化亞錫、氯化錫、硝酸錫、硝酸亞錫或硫酸錫。

本發明所提供的草酸錫/草酸氧鈦復合粉體電流變液，是以草酸共沉淀法制得的草 酸錫/草酸氧鈦復合粉體與硅油配制而成，其所需的原材料十分容易獲得，成本低廉，制 備工藝簡單，周期短；制得的草酸錫/草酸氧鈦復合粉體電流變液具有強電流變效應，零 場粘度低，當外加電場為5kV/mm時，其屈服應力達到115kPa，且具有電流密度小、無 毒、無污染等眾多優點，有很好的應用前景。

附圖說明

圖1為本發明實施例1中不同體積濃度的草酸錫/草酸氧鈦復合粉體電流變液的剪 切應力與時間的關系圖(剪切速率0.2S^-1)；