[發(fā)明專利]硅酸鎂鋰基納米流體及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310143839.6
• 申請(qǐng)日: 2013-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN103215015A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬軍;景燕;賈永忠;姚穎;孫進(jìn)賀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院青海鹽湖研究所
• 主分類號(hào): C09K5/10
• 分類號(hào): C09K5/10
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 宋鷹武

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及納米流體新材料領(lǐng)域，具體涉及一種硅酸鎂鋰基納米流體及其制備方法。

【背景技術(shù)】

納米流體是納米材料分散在特定液體介質(zhì)中的懸浮穩(wěn)定體系，其納米材料的尺度一般為1-100nm。不同體系的納米流體表現(xiàn)出不同的特殊性能，而可被應(yīng)用于能源生產(chǎn)、電力供應(yīng)、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻、集成電路中的微孔道冷卻等多個(gè)領(lǐng)域。例如，熱傳導(dǎo)納米流體，由于具有良好的熱傳導(dǎo)系數(shù)，可作為一種良好的熱傳導(dǎo)介質(zhì)；磁性材料納米流體在醫(yī)學(xué)上可以被用作超靈敏磁性共振探頭；粘土類納米流體由于具有良好的穩(wěn)定性、流變性和觸變性，在地質(zhì)鉆探領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

傳統(tǒng)上對(duì)納米流體的研究主要集中在納米流體的熱傳導(dǎo)特性及強(qiáng)化傳熱機(jī)理方面，而最近的研究方向則主要集中在開發(fā)新型納米流體體系方面。開發(fā)和研究新的納米流體體系，尋求具有不同功能的納米顆粒，制備出抗沉降穩(wěn)定性好和特殊新功能的納米流體日益成為該領(lǐng)域研究的焦點(diǎn)。

目前通常采用分散法來制備納米流體。具體地，是將制備好的納米粉體(干粉)，通過合適的分散手段(改性處理、加入表面活性劑、超聲等)，分散到液體介質(zhì)中而形成納米流體。分散法雖然具有制備工藝簡單、工序少、易制備高固量納米流體、易于批量化生產(chǎn)等特點(diǎn)，但由于納米粉體的比表面積大、表面活性高，在粉體制備過程中納米顆粒容易團(tuán)聚。在納米流體制備過程中，這種團(tuán)聚體一般難以通過采用上述分散手段而被完全打開。團(tuán)聚體的存在，不僅降低了納米流體的穩(wěn)定性，還大大削弱了納米流體的優(yōu)異特性。

因此，還需要開發(fā)新型納米流體體系，以及能夠提高納米流體性能的制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的在于提供一種新型硅酸鎂鋰基納米流體，及其制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為一種硅酸鎂鋰基納米流體的制備方法，包括以下步驟：將鏈狀結(jié)構(gòu)有機(jī)高分子聚合物與水，形成有機(jī)高分子聚合物水溶液；將片層狀納米硅酸鎂鋰分散于所述有機(jī)高分子聚合物水溶液，形成混合體系；將所述混合體系靜置，得到硅酸鎂鋰基納米流體。

所述水與所述鏈狀結(jié)構(gòu)有機(jī)高分子聚合物的質(zhì)量比可以為1000∶0.1-1。

所述水與所述片層狀納米硅酸鎂鋰的質(zhì)量比可以為1000∶0.5-20。

所述鏈狀結(jié)構(gòu)有機(jī)高分子聚合物為水溶性的，例如可以為聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯，或它們的混合物。

所述片層狀結(jié)構(gòu)硅酸鎂鋰可以具有15-25nm的直徑，以及0.5-1.5nm的厚度。

所述將片層狀納米硅酸鎂鋰分散于所述有機(jī)高分子聚合物水溶液的步驟可以在50-90℃進(jìn)行。

所述將混合體系靜置的步驟可以在10-40℃進(jìn)行。

所述靜置的時(shí)間可以為10-20小時(shí)。

本發(fā)明還提供根據(jù)以上方法制備得到的硅酸鎂鋰基納米流體，所述硅酸鎂鋰基納米流體在外加剪切作用之前呈固相，具有1000-2500cp的粘度；在外加剪切作用之后呈液相，具有200-900cp的粘度。

本發(fā)明的制備方法工藝簡單，通過使用片層狀結(jié)構(gòu)納米硅酸鎂鋰和長鏈狀結(jié)構(gòu)有機(jī)高分子聚合物作為原料，制備得到了新型硅酸鎂鋰基納米流體。該硅酸鎂鋰基納米流體外觀透明，具有優(yōu)異的觸變性和抗沉降穩(wěn)定性。從而拓寬了納米流體的性能和應(yīng)用領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了開發(fā)、合成新材料的目的。

【附圖說明】

圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3制備的硅酸鎂鋰-聚乙烯吡咯烷酮納米流體粘度-剪切時(shí)間曲線。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例6制備的硅酸鎂鋰-聚氧化乙烯納米流體粘度-剪切時(shí)間曲線。

【具體實(shí)施方式】

本發(fā)明采用片層狀結(jié)構(gòu)硅酸鎂鋰與長鏈狀結(jié)構(gòu)有機(jī)高分子聚合物作為主要原料，來制備硅酸鎂鋰基納米流體。本發(fā)明的制備方法大體上可以包括三個(gè)步驟：首先將鏈狀結(jié)構(gòu)有機(jī)高分子聚合物與水混合，形成有機(jī)高分子聚合物水溶液；再將片層狀納米硅酸鎂鋰分散于所述有機(jī)高分子聚合物水溶液中；最后將形成的混合體系靜置，即得到硅酸鎂鋰基納米流體。

由于，納米流體中加入的有機(jī)高分子聚合物量相對(duì)硅酸鎂鋰的量要小的多，本發(fā)明采用這樣的制備方法，首先制備有機(jī)高分子聚合物水溶液，再將硅酸鎂鋰添加到有機(jī)高分子聚合物水溶液中，以使有機(jī)聚合物能夠更容易、更均勻地分散到體系中。