[發明專利]一種基于多功能化離子液體的磁流變液及其制備方法

無效

• 申請號: 201310201947.4
• 申請日: 2013-05-27
• 公開（公告）號: CN103265994A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 林遠長;谷明信;何國田;王仲勛;陳希;朱曉強;徐澤宇;劉永福;趙健
• 申請（專利權）人: 重慶綠色智能技術研究院
• 主分類號: C10M111/02
• 分類號: C10M111/02;C10M177/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 王海權

技術領域

本發明涉及一種磁流變液，具體涉及一種基于離子液體的磁流變液及其制備方法。

背景技術

磁流變液（Magnetorheological?Fluids，簡稱MRFs，以下部分將用MRFs代替磁流變液）作為一種新穎的智能材料，其流變學特性隨著磁場的變化而變化。其基本特征是在不加磁場時，表現為牛頓流體；外加磁場時，可在瞬間（毫秒量級）由液態變成固體，其表觀粘度增加幾個數量級，具有一定的抗剪切屈服力，其性能隨外加磁場的變化而變化，并且連續調控。磁流變液是由作為分散相的磁性顆粒；作為分散介質的載液；為改善磁流變性能而加入的添加劑，其中包括促進磁流變效應的表面活性劑和防止顆粒團聚和沉淀的穩定劑和保持良好在分散能力的觸變劑。載液作為磁流變液的分散介質，是磁流變液的重要組成部分，它對磁流變液的性能有重要影響。載液的作用就是將磁性顆粒均勻的分散在磁流變液中，并保持低粘度的牛頓流體特性；外加磁場時磁性顆粒在載液中形成鏈化結構，產生抗屈服應力，表現為類固體特性。

磁流變效應是磁場作用下載液與磁性顆粒相互作用形成穩定懸浮體系的整體行為。目前常用的載液有水、礦物油、硅油、合成油和植物油等。現有的磁流變液載液存在著一些不足：含有添加劑使磁流變液的工作溫度范圍變窄，現行的磁流變液的制備方法復雜、成本較高、容易滋生細菌引起污染環境、不適用于真空與精確控制領域。

發明內容

針對現行磁流變液存在的問題，本發明的目的是提供一種不需要特別加入添加劑的離子液體基磁流變液，本發明還提供一種制備所述磁流變液的方法。

本發明公開了一種基于多功能化離子液體的磁流變液，包括基液和分散相，所述分散相是粒徑為微米或亞微米級的磁性顆粒，所述基液是離子液體，所述離子液體的陰離子或陽離子上具有疏水基團或親水基團。

進一步，所述離子液體的質量百分比為10-40%，磁性顆粒的質量百分比為60-90%。

進一步，所述離子液體的陽離子為1-乙基-3-甲基咪唑陽離子、1-丁基-3-甲基咪唑陽離子、1-辛基-3-甲基咪唑陽離子或1-己基-3-甲基咪唑陽離子。

進一步，所述疏水基團是直鏈烴基、支鏈烴基、芳香烴基、含氟鏈烴基或硅烷基。

進一步，所述親水基團是羧基、羥基、醛基、酯基、硫酸基或氨基。

一種制備所述磁流變液的方法，包括以下步驟：

（1）制備磁性顆粒；

（2）在離子液體引入親水或疏水基團；

（3）按比例量取磁性顆粒和含親水或疏水基團的離子液體；

（4）將磁性顆粒倒入上述離子液體載液中，用砂磨分散攪拌機3000-5000轉/分的轉速下高速分散5-15小時，即配制成基于功能化離子液體的磁流變液。

進一步，所述磁性顆粒是硅包覆處理的羰基鐵粉或表面磷化處理的鐵鈷合金顆粒，其質量百分比為70-80%，所述離子液體的質量百分比為20-30%。

本發明的有益效果在于：（1）通過在離子液體上引入具有添加劑功能的功能團，使離子液體基磁流變液不需要特別加入添加劑，使得添加劑對磁流變液工作溫度的限制減少，拓寬了磁流變液的使用溫度范圍；（2）功能化后的離子液體基磁流變液不需要特別加入添加劑，從而簡化了磁流變液的制備方法，節約了生產成本。

具體實施方式

以下對本發明的優選實施例進行詳細的描述。

實施例1：

本實施例中制備磁性顆粒質量百分比為80%，離子化液體質量百分比為20%，磁性顆粒為二氧化硅包覆處理的羰基鐵粉顆粒，離子化液體為：

其中X為鹵素。

本實施例制備所述多功能化離子液體的磁流變液的方法，包括以下步驟：

（1）制備磁性顆粒：取五羰基鐵粉高溫分解得到羰基鐵粉，研磨過濾得到直徑為納米或微米級羰基鐵粉，接著用二氧化硅包覆處理得到羰基鐵磁性顆粒。

（2）在離子液體引入親水或疏水基團：

第一步，利用咪唑作為反應原料與含碳氫長鏈鹵代烷烴反應，在一定條件下反應制備中間體，中間體合成路線為：

第二步，利用中間體與鹵代乙醇合成含羥基的離子液體，羥基離子液體合成路線：

其中X為鹵素；

（3）按照上述比例量取磁性顆粒和具有親水或疏水基團的離子液體，

（4）將所取磁性顆粒倒入上述離子液體載液中，用砂磨分散攪拌機3000轉/分的轉速下高速分散5小時，即配制成基于能化離子液體的磁流變液。

實施例2：