[發(fā)明專利]一種大功率傳動(dòng)用礦物油基磁流變液及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410759564.3
• 申請(qǐng)日: 2014-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN104560301A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉新華;王利鋒;王忠賓;譚超;王冬冬;陳小虎;任衍坤;張秋香;李生鵬;鄭顯華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C10M169/04
• 分類號(hào): C10M169/04;C10M161/00;C10M177/00
• 代理公司: 徐州支點(diǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32244
• 代理人: 劉新合

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磁流變液，具體是一種大功率傳動(dòng)用礦物油基磁流變液及其制備方法，屬于磁流變液技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

磁流變液是一種流變特性能受外加磁場(chǎng)控制和約束的液固兩相智能材料，主要由微米級(jí)的磁性顆粒和添加劑均勻的分散在載液中形成的懸浮液體。這種特殊的懸浮液體在沒有外加磁場(chǎng)時(shí)，其表觀粘度較低，表現(xiàn)為可以自由流動(dòng)的具有牛頓流體特性的液體；當(dāng)有外加磁場(chǎng)時(shí)，液體的流變特性會(huì)在幾毫米內(nèi)發(fā)生劇烈的變化，變?yōu)檎扯葮O大的類固體，對(duì)外表現(xiàn)出一定的屈服應(yīng)力；撤去磁場(chǎng)后又變?yōu)榭梢宰杂闪鲃?dòng)的液體，這種在外加磁場(chǎng)作用下發(fā)生的固液之間的轉(zhuǎn)化是可逆的、迅速的，并且粘度的變化是連續(xù)的。因此這種獨(dú)特的特性使磁流變液廣泛地應(yīng)用于航空航天、汽車工業(yè)、建筑行業(yè)、生物醫(yī)療、軍事和國(guó)防等領(lǐng)域。

目前，對(duì)磁流變液的研究和應(yīng)用已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，但磁流變液還有一些難解決的問題：沉降穩(wěn)定性差、零場(chǎng)粘度大、剪切屈服應(yīng)力小，這嚴(yán)重影響了其在工程機(jī)械中的應(yīng)用；因此，提高磁流變液的綜合性能對(duì)磁流變液的實(shí)際應(yīng)用至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種大功率傳動(dòng)用礦物油基磁流變液及其制備方法，制備后的磁流變液具有優(yōu)異的沉降穩(wěn)定性、較低的零場(chǎng)粘度和較高的剪切屈服應(yīng)力，使用壽命長(zhǎng)，可以滿足大功率傳動(dòng)裝置的應(yīng)用要求。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種大功率傳動(dòng)用礦物油基磁流變液，

包括以下質(zhì)量百分比的成分：

磁性顆粒60%～80%；

載液15%～40%；

添加劑2%～5%；

其中，所述的磁性顆粒為羰基鐵粉顆粒和納米四氧化三鐵顆粒；

所述的載液為礦物油；

?所述的添加劑包括表面活性劑、觸變劑、抗氧化劑和抗磨劑。

所述的磁性顆粒為徑粒為2-4μm的羰基鐵粉顆粒和粒徑為20-40nm的四氧化三鐵顆粒。

所述的納米四氧化三鐵含量為4%～6%。

所述的載液為粘度為50cst～100cst的礦物油作為連續(xù)相。

所述的表面活性劑為油酸、HT-610多功能分散防沉劑和Tween-80中的任意一種或一種以上的混合物；其中、HT-610多功能分散防沉劑以帶有多個(gè)錨定基團(tuán)的特種界面材料為主，輔以各種不同的添加劑復(fù)合而成。

所述的觸變劑為自硅藻土和有機(jī)膨潤(rùn)土中的任意一種或兩者的混合物。

所述的抗氧化劑為含氮雜環(huán)化合物、亞硝酸鹽和苯甲酸中的任意一種或一種以上的混合物。

所述的抗磨劑為二氧化硅和石墨中的任意一種或兩者的混合物。

其中，還包括一種大功率傳動(dòng)用礦物油基磁流變液的制備方法，包括以下步驟：

（1將一定量酸化活化的羰基鐵粉顆粒均勻地分散到裝有化學(xué)鍍液的三頸瓶中，并鼓泡通入氮?dú)猓３址磻?yīng)過程通氣，在水浴加熱65℃的條件下均勻攪拌2h；分離混合物后洗滌，低壓下真空干燥，獲得改性羰基鐵粉顆粒；

（2利用共沉淀法獲得改性納米四氧化三鐵顆粒，具體的：將一定質(zhì)量的FeC1₃·6H₂O和FeC1₂·4H₂O混合保證混合液中Fe²⁺與Fe³比例為1:1.5，將混合液置于四口燒瓶，在水浴加熱50℃的條件下高速攪拌；

通入氮?dú)獗Ｗo(hù)下逐滴滴加NaOH溶液至反應(yīng)體系PH值為10～11，調(diào)節(jié)溫度至70℃，熟化1h；熟化后將溶液高速離心，然后洗滌,?洗去粒子表面未反應(yīng)的雜質(zhì)離子，移去上層清液，得到Fe₃O₄的膠體溶液；

將適量的硅烷偶聯(lián)劑溶于一定比例的無水乙醇和水中，用稀鹽酸調(diào)節(jié)溶液的PH值使其呈弱酸性，待硅烷偶聯(lián)劑水解一段時(shí)間與Fe₃O₄膠體溶液相混合并劇烈攪拌，升溫至70℃繼續(xù)劇烈攪拌反應(yīng)一段時(shí)間，反應(yīng)結(jié)束后高速離心并反復(fù)洗滌，低壓下真空干燥，研磨磨細(xì)過篩后獲得表面改性的納米Fe₃O₄顆粒；

（3將一定比例的添加劑溶于礦物油中，在水浴加熱50℃的條件下均勻攪拌2h，獲得復(fù)配載液；

（4將步驟1）和步驟2）獲得的改性羰基鐵粉顆粒和改性納米四氧化三鐵顆粒加入到第三步的復(fù)配載液中，水浴加熱50℃的條件下均質(zhì)分散機(jī)高速分散；