[發(fā)明專利]一種再分散性優(yōu)越的磁流變液及其濕式制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710200175.0
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN106952705A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張進(jìn)秋;趙明媚;姚軍;彭志召;魏子劍;黃大山;孫宜權(quán);王興野;彭虎;李欣
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍裝甲兵工程學(xué)院
• 主分類號: H01F1/44
• 分類號: H01F1/44;H01F41/00
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11100
• 代理人: 張晶,郭佩蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能材料與功能材料領(lǐng)域，涉及一種磁流變液及其制備方法，具體涉及一種再分散性優(yōu)越的磁流變液及其濕式制備方法。

背景技術(shù)

磁流變液(Magnetorheological Fluid,簡稱MRF)是一種在磁場作用下能夠快速、可逆地由流動性良好的牛頓流體轉(zhuǎn)變?yōu)楦唣ざ取⒌土鲃有缘腂ingham彈塑性體的智能材料。由于磁流變液在磁場作用下的流變是瞬間的、可逆的，而且其流變后的剪切屈服強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度具有穩(wěn)定的對應(yīng)關(guān)系，因此是一種性能優(yōu)良、用途廣泛的智能材料，在汽車、機(jī)械、航空航天、建筑、醫(yī)療等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

但是磁流變液的諸多性能如沉降穩(wěn)定性、零場粘度、剪切屈服強(qiáng)度并不穩(wěn)定，導(dǎo)致磁流變液尚未達(dá)到理想工程應(yīng)用程度。其中沉降穩(wěn)定性是制約磁流變液應(yīng)用的一個主要因素。圍繞改善磁流變液沉降穩(wěn)定性，不同的學(xué)者進(jìn)行了大量研究。主要包括改變磁流變液添加劑，改變顆粒表面形貌等。其中通過對顆粒進(jìn)行包覆可較為明顯的提高磁流變液的沉降穩(wěn)定性。但是在進(jìn)行顆粒包覆時，研究者大多是對含有鐵粉的包覆物溶液進(jìn)行烘干、蒸發(fā)，并研磨，從而制備出包覆后的鐵粉顆粒。然而由于高分子包覆物在冷卻到室溫過程中通常會凝結(jié)成塊，而制備磁流變液所需的1-10微米級的磁性顆粒通常通過煅燒獲取，普通的機(jī)械研磨無法將結(jié)塊后的大顆粒分散到原來的微米級，以致最終制備出的磁流變液中含有大塊的鐵顆粒，易結(jié)塊團(tuán)聚，其沉降穩(wěn)定性和再分散性變差。

因此，提供一種可避免產(chǎn)生大塊鐵顆粒的磁流變液的制備方法成為亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供了一種再分散性優(yōu)越的磁流變液的濕式制備方法，可以避免使用烘干再研磨的步驟，從而不會形成包覆后的大顆粒團(tuán)聚磁性顆粒，縮短了制備時間和勞動力，從而提高磁流變液的沉降穩(wěn)定性和再分散性。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種使用上述方法制備的磁流變液。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種再分散性優(yōu)越的磁流變液的制備方法，包括如下步驟：

1)將包覆材料以水或乙醇或4％苯酚水溶液為溶劑浸泡2-4h，混合均勻，制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％-10％的包覆材料溶液；

使用水或4％苯酚水溶液為溶劑溶解包覆材料時可以采取加熱(60-80℃)20-40min的方式促進(jìn)包覆材料的溶解。

2)在包覆材料溶液中加入羰基鐵粉，在膠體磨中攪拌2h，使羰基鐵粉均勻分布在包覆材料溶液中，其中；

3)將含羰基鐵粉的包覆材料溶液取出并盛于燒杯中室溫條件下靜置24h；

4)去除含羰基鐵粉的包覆材料溶液的上層清液，此時剩下僅含少量包覆材料溶液的包覆后的羰基鐵粉；

5)將載液、添加劑混合均勻，加入膠體磨中攪拌20-30min；

6)將步驟4)制成的僅含少量包覆材料溶液的包覆后的羰基鐵粉加入膠體磨中，攪拌2h-4h，制成磁流變液。

其中，所述包覆材料溶液與羰基鐵粉與載液與添加劑的質(zhì)量比為100:(65-85):(14.5-34.5):(0.5-6)。

優(yōu)選地，所述羰基鐵粉D₅₀為1-10μm，優(yōu)選D₅₀為2.5μm。

優(yōu)選地，所述包覆材料為聚乙烯醇(PVA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、正硅酸乙酯(TEOS)、甲醛丙烯酸甲酯(MMA)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)或天然多糖大分子。

其中，不溶包覆材料根據(jù)理化性質(zhì)不同可使用不同溶劑分散，如所述聚乙烯醇使用水為溶劑，聚甲基丙烯酸甲酯使用4％的苯酚水溶液為溶劑，正硅酸乙酯使用乙醇為溶劑、甲醛丙烯酸甲酯使用乙醇為溶劑、聚乙烯醇縮丁醛使用乙醇為溶劑、天然多糖大分子使用水為溶劑。

優(yōu)選地，所述載液為合成礦物油、甲基硅油、乙基硅油或聚α‐烯烴，所述合成礦物油優(yōu)選為汽車用減震液。

其中，所述添加劑包含表面活性劑、再分散劑，還可以進(jìn)一步加入抗氧化劑。

優(yōu)選地，所述表面活性劑為油酸、硬脂酸及其鹽、磺酸鹽(或酯)、單油酸丙三醇、吐溫80、硅烷偶聯(lián)劑、OP乳化劑、亞油酸氟醚酸、硅烷偶聯(lián)劑、苯氧基十一烷、超細(xì)無定形硅膠、聚乙二醇、聚乙烯醇、有機(jī)黏土、含氫鍵的低聚物中的一種、兩種或三種。

所述再分散劑為超細(xì)無定形硅膠、聚乙二醇、聚乙烯醇、有機(jī)黏土、含氫鍵的低聚物、石墨的一種、兩種或三種。

所述抗氧化劑優(yōu)選為亞硝酸鹽，如亞硝酸鈉、亞硝酸鉀等。

使用時不同添加劑以等質(zhì)量分?jǐn)?shù)加入。