[發明專利]一種多邊形層片狀苯胺鍶鈦氧電流變液

無效

• 申請號: 201210250416.X
• 申請日: 2012-07-18
• 公開（公告）號: CN103045325A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 趙紅;董旭峰;鈕晨光;紀松;譚鎖奎;齊民
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C10M141/12
• 分類號: C10M141/12;C10N40/16;C10N30/02
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

技術領域

本發明涉及一種電流變液材料及其制備方法，具體地說是一種顆粒表面具有多邊形層片形狀的苯胺鍶鈦氧電流變液及其制備方法。

背景技術

電流變液通常是由可極化的分散相介電顆粒分散于分散介質絕緣油中組成的懸浮體系。電流變液的剪切強度可在外電場作用下發生轉變，且這種轉變具有連續可調、快速響應、狀態可逆的特點，這使其成為在工業制造、汽車工程等領域極具應用價值的智能材料，如可用于制造離合器、阻尼器、力矩傳遞裝置等。

2003年溫維佳等人研制出的極性分子性電流變液極大地提高了電流變液強度，使電流變液具有了工業應用潛力，但是電流變液仍然存在著零場粘度相對較高、電流變效率較低等弊端，限制了電流變液的工業應用范圍。

顆粒中所含的極性分子是提高電流變液性能的重要因素。此外，電流變液顆粒的形貌對電流變液的性能也有較大影響,目前電流變液顆粒多為球狀，但是球狀顆粒電流變液在電場下形成的鏈狀結構中，顆粒之間為點接觸，有效接觸面積較小，將影響到電流變液顆粒在電場下顆粒成鏈時的結合強度，從而影響其電流變性能。

多邊形狀顆粒與球狀相比在電場下更易于形成緊密排列結構，使電流變液形成高強度的鏈柱結構，從而有助于獲得高強度電流變液。

綜上，制備出既含有極性分子又具有多邊形結構的電流變液顆粒材料是提高電流變液強度的有效方法。

發明內容

本發明要解決的問題是制備出一種具有高剪切強度和良好抗高溫性能的多邊形層片狀苯胺鍶鈦氧電流變液。

本發明提供一種以鈦酸四丁酯、氯化鍶和苯胺為主要反應原料，以無水乙醇作為反應介質的具有高電流變效應和良好抗高溫性能的苯胺鍶鈦氧電流變顆粒的制備方法，顆粒中苯胺的含量為4~24wt%。

該顆粒中苯胺具有極性分子和表面活性劑的雙重作用。作為表面活性劑,通過改變苯胺加入量，可控制顆粒形貌，使顆粒形成多邊形層片狀形貌，從而使顆粒間結合力增大；同時苯胺可以提高顆粒與基液的潤濕性，降低電流變液的零場黏度。作為極性分子，苯胺的加入使顆粒間靜電引力增強，這些都有利于提高顆粒的電流變效應。而且苯胺的熱分解溫度較高，有利于提高其抗高溫性能。本發明的多邊形層片狀苯胺鍶鈦氧電流變液具有剪切強度高，抗高溫性能好，零場粘度低等優點。

本發明具體包括如下實施步驟：

（1）將含鈦化合物與無水乙醇按體積比1~5:?15混合，在攪拌2小時后得到鈦離子濃度為0.2~0.6mol/L的溶液A；

（2）將可溶性鍶鹽溶于去離子水中，攪拌均勻，配制成含鍶離子濃度為1~1.5mol/L的溶液B；B溶液攪拌后加酸調節pH值至2~2.5備用；

（3）將草酸溶于體積比為0.5~3:1的無水乙醇/去離子水的混合液中，配制成草酸濃度為0.2~0.5mol/L的溶液C；

（4）將苯胺分散于無水乙醇中，配制成濃度為0.2~3mol/L的苯胺溶液D；

（5）將A、B依次滴入恒溫60℃的溶液C，得到白色沉淀E；再將D溶液滴入E中，反應完全后繼續攪拌1~2小時，然后陳化9~12小時；將生成的沉淀洗滌，過濾，烘干，即得到多邊形層片狀苯胺鍶鈦氧顆粒；

（6）將所得到的多邊形層片狀苯胺鍶鈦氧顆粒與硅油混合均勻，配制成苯胺鍶鈦氧顆粒質量濃度為30~85%的懸浮液體，即得到多邊形層片狀苯胺鍶鈦氧電流變液。所述的含鈦化合物可選自鈦酸四丁酯、四氯化鈦、鈦酸四乙酯或鈦酸四異丙酯；所述鍶鹽為氯化鍶或乙酸鍶。

附圖說明

圖1為本發明實例1中所制備的苯胺鍶鈦氧顆粒的SEM圖片。

圖2為本發明實例2中所制備的苯胺鍶鈦氧顆粒的SEM圖片。

圖3為對比實例1中普通鍶鈦氧顆粒的SEM圖片。

圖4為本發明實例1中苯胺鍶鈦氧電流變液的剪切應力與電場強度的關系。

圖5為本發明實例1中苯胺鍶鈦氧電流變液的電流密度與電場強度的關系。

圖6為零電場下，本發明實例1中苯胺鍶鈦氧電流變液的表觀粘度與剪切速率的關系曲線。

圖7為零電場下和5kV/mm電場強度條件下，本發明實例1中苯胺鍶鈦氧電流變液的剪切強度與剪切速率的關系曲線。

具體實施方式

實施實例1