[發明專利]一種磁流變液的制備方法

有效

• 申請號: 201310229215.6
• 申請日: 2013-06-08
• 公開（公告）號: CN103333731A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 徐趙東;陳兵兵;郭維陽;郭迎慶
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C10M169/04
• 分類號: C10M169/04;C10M177/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種高性能磁流變液的制備方法。

背景技術

磁流變液是一種新興的智能材料，磁流變液由磁性顆粒、載液和穩定劑組成，是具有隨外加磁場變化而有可控流變特征的非膠體性質的懸浮液體。在工程中應用廣泛的磁流變阻尼器正是充分利用磁流變液的可調智能特性制作而成，因此磁流變液的性能直接影響阻尼器的性能。

磁流變液目前存在的主要問題是由于長時間的靜置和介質間的較大比重差造成的沉降問題、團聚問題和氧化問題，同時還有磁性顆粒的磁飽和強度不夠的問題。已有試驗表明，使用鐵粉與其他金屬的合金作為磁性顆粒能夠提高其磁飽和強度，但往往在抗沉降性和抗氧化性方面不能達到預期效果。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種高性能磁流變液的制備方法，該制備方法能顯著提高磁流變液的磁飽和強度，使得到的磁流變液具有很高的抗氧化性、抗沉降性以及抗團聚性。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：

一種磁流變液的制備方法，包括如下三個部分：制備鐵鎳合金磁性顆粒、配制載液以及合成磁流變液。

上述方法的具體操作步驟為：1)將表面經過清洗處理的羰基鐵粉加入到硫酸鎳電解液中，以鎳板為陽極，羰基鐵粉為陰極進行電解反應，反應后得到鐵鎳合金磁性顆粒；2)配制載液：將添加劑分步依次加入到礦物油中，并在每種添加劑加入礦物油后進行攪拌操作，最終得到所需載液；3)將所得的鐵鎳合金磁性顆粒加入到配置好的載液中，進行攪拌操作，將攪拌后得到的混合物料放入球磨罐中，采用瑪瑙球對混合物料進行球磨后即得到所需的磁流變液。

其中，所述清洗處理是指分別用氫氧化鈉溶液和超聲波除去羰基鐵粉表面的雜質。

其中，所述硫酸鎳電解液的PH為3.8-5.5。

其中，所述電解反應的溫度為55℃-60℃，電解反應采用高頻電源開關，電流密度為2-5A/dm²。

其中，所述羰基鐵粉與硫酸鎳的質量比為10:1-8:1，硫酸鎳溶液的濃度為150-300g/L。

其中，所述添加劑為表面活性劑、分散劑、抗氧化劑、觸變劑以及固體潤滑劑。

其中，表面活性劑為十二烷基硫酸鈉，分散劑為液體石蠟，抗氧化劑為苯基-α-萘胺，觸變劑為有機膨潤土，固體潤滑劑為石墨。

其中，所述鐵鎳合金磁性顆粒與載液的質量比為1.5:1～2.5:1，鐵鎳合金磁性顆粒與載液的質量比值過大，會使制得的磁流變液抗沉降性變差，團聚增多；鐵鎳合金磁性顆粒與載液的質量比值過小，會減小磁流變液在磁場下的剪切強度。

其中，所述混合物料與瑪瑙球的質量比為1:100。

其中，所述球磨速度為200轉/分鐘，球磨時間為3～10h。

有益效果：相比于現有技術，本發明采用三步工序法制備磁流變液，經過電鍍工藝制備的鐵鎳合金磁性顆粒，磁飽和強度大大增強，顆粒表面致密光滑，能有效防止顆粒之間的絡合聚集；礦物油載液的配置過程提高了添加劑在載液中的分散性，有利于磁性顆粒與添加劑的接枝反應；磁流變液的合成過程使用了機械攪拌和高能球磨等方式，將機械能轉換為磁性顆粒與添加劑結合的能力，從而提高磁性顆粒在載液中的懸浮能力，本發明的制備方法非常有利于提高磁流變液的抗沉降性、抗氧化性和抗團聚性。本發明制備的磁流變液可廣泛用于航空航天、機械、車輛或者土木建筑結構智能減振(震)等領域。

具體實施方式

下面結合具體實施例進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。

實施例1

一種磁流變液的制備方法，具體操作步驟為：

步驟1，將適量的羰基鐵粉顆粒溶于氫氧化鈉溶液中進行化學清洗，然后放入超聲波清洗儀中清洗1小時，去除羰基鐵粉顆粒表面的雜質，再將顆粒用蒸餾水洗并干燥，將清洗并干燥后的羰基鐵粉顆粒加入硫酸鎳電解液中，以鎳板為陽極，羰基鐵粉為陰極進行電解反應，羰基鐵粉與硫酸鎳的質量比為10:1，硫酸鎳溶液的濃度為150g/L，電解液的PH值為3.8，電解反應的溫度為55℃，電流密度為2A/dm2，在反應過程中攪拌反應溶液，可以加速反應的進行并促進鍍層的均勻性，將反應后得到鐵鎳合金磁性顆粒用蒸餾水洗滌，再用抽濾機進行干燥處理，最后將處理后的物質放在70℃真空干燥箱內干燥，最終得到所需的鐵鎳合金磁性顆粒；