[發明專利]一種復合材料的電流變液

在審

• 申請號: 201810551442.3
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108559598A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 于正河;石云鵬;遲慶東;趙園坤
• 申請（專利權）人: 青島海澄知識產權事務有限公司
• 主分類號: C10M169/04
• 分類號: C10M169/04;C10M171/00;C10M177/00;C10N40/16
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 高澤玉

本發明屬于電流變智能材料領域，涉及一種復合材料電流變液，具體涉及一種基于Ti₃C₂Tx/PANI復合材料的電流變液；通過將苯胺插層Ti₃C₂Tx并原位聚合，得到一種具有多孔結構的電流變顆粒，從而獲得較低的漏電電流，良好的沉降穩定性，是一種具有優良的電流變性能的材料；其主要制備原料為鈦碳化鋁、氫氟酸、苯胺、植酸、過硫酸銨、氫氧化鈉和硅油；所述的電流變液具有較高的剪切屈服強度和較低的黏度；其制備工藝完備，產品效果好，穩定性高，應用環境友好。

技術領域：

本發明屬于電流變智能材料領域，涉及一種基于Ti₃C₂Tx/PANI復合材料的電流變液，具體涉及一種Ti₃C₂Tx/polyaniline(PANI)(Ti₃C₂Tx復合聚苯胺)復合材料電流變液。

背景技術：

電流變液是一種在電場下可發生液—固相變的新型智能材料，其流變性質在電場作用下具有快速響應和可逆轉變的特性。電流變效應的優異特征，使其在如汽車減震器、離合器、生物醫療器械等領域具有廣泛的應用前景。聚苯胺(polyaniline,PANI)是一種常見的電流變材料，但由于其電導率高導致漏電密度大、極化能力低、懸浮穩定性差等缺點，限制了其工業使用。近年來，研究者多通過將其與一些無機材料復合，以期獲得具有適宜屈服強度和懸浮穩定性的電流變液。MXene是一類二維過渡金屬碳化物或碳氮化物，具有獨特的二維層狀結構、較大的比表面積及良好的導電性、磁性能和力學性能,被廣泛應用于儲能、催化、吸附等多個領域。Ti₃C₂Tx是新型無機材料MXene(Ti₃C₂Al)刻蝕后的產物，具有獨特的二維結構、較高的比表面積等特點。因此，尋求一種基于Ti₃C₂Tx/PANI復合材料的電流變液具有良好的經濟效益和社會效益。

發明內容：

為了克服現有技術存在的缺陷，尋求設計一種復合材料的電流變液，通過將苯胺插層Ti₃C₂Tx并原位聚合，得到一種具有多孔結構的電流變顆粒，從而獲得較低的漏電電流，良好的沉降穩定性，是一種具有優良的電流變性能的材料。

為實現上述目的，本發明涉及的復合材料的電流變液原料質量份配比為：鈦碳化鋁1-5份，氫氟酸50-200份，苯胺1-20份，植酸0.1-10份，過硫酸銨1-30份，氫氧化鈉0.1-10份，硅油20-150份。

本發明涉及復合材料的電流變液的制備工藝，包括以下步驟：

(1)按照配比將質量百分比濃度為49％的氫氟酸置于塑料瓶中，將鈦碳化鋁粉末按1:18-25的比例溶解在氫氟酸中，在室溫下攪拌30-45h，離心水洗至中性，冷凍干燥，得到Ti3C2Tx粉末；

(2)將步驟(1)得到的Ti₃C₂Tx粉末溶解在1.25mol/L苯胺與0.25mol/L植酸的混合水溶液中，其中Ti₃C₂Tx粉末與苯胺的質量比為1:4-8，超聲約8-12min溶解均勻后，攪拌18h，使得苯胺與Ti₃C₂Tx發生充分的靜電反應使苯胺附著在Ti₃C₂Tx上，得到苯胺插層的Ti₃C₂Tx混合溶液；

(3)在冰水浴(由于苯胺聚合過程中放熱，為了維持恒定的反應溫度)，不攪拌靜置條件下向步驟(2)所得苯胺插層的Ti₃C₂Tx混合溶液中滴加1mol/L過硫酸銨水溶液引發聚合，待聚合完全后，洗滌冷凍干燥得到為了使苯胺聚合得到得到聚苯胺復合Ti₃C₂Tx材料；