[發明專利]一種基于磁性有機凝膠的磁流變液及其制備方法

有效

• 申請號: 201910568140.1
• 申請日: 2019-06-27
• 公開（公告）號: CN110223816B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 張寒松;胡志德;晏華;楊健健;王大偉;牛方昊
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍勤務學院
• 主分類號: H01F1/44
• 分類號: H01F1/44
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

1.一種基于磁性有機凝膠的磁流變液，其特征在于：包括羰基鐵粉和磁性有機凝膠，羰基鐵粉在磁性有機凝膠中的體積分數為20~30vol%；

所述磁性有機凝膠包括載液和搭載納米Fe₃O₄的無機黏土顆粒，所述搭載納米Fe₃O₄的無機黏土顆粒在磁性有機凝膠中的質量分數為10~30wt%。

2.根據權利要求1所述的基于磁性有機凝膠的磁流變液，其特征在于：所述載液為硅油、礦物油或聚α烯烴中的一種。

3.根據權利要求1或2所述的基于磁性有機凝膠的磁流變液，其特征在于：所述羰基鐵粉中的鐵元素含量高于97.5%，平均粒徑為2~10μm，密度為7.9g/mL。

4.根據權利要求1或2所述的基于磁性有機凝膠的磁流變液，其特征在于：所述搭載納米Fe₃O₄的無機黏土顆粒的制備方法包括如下步驟：

1）將無機黏土投入稀鹽酸中活化，攪拌22~26h后進行離心處理，取沉淀物；

2）將步驟1）得到的沉淀物投入FeCl₃溶液中，機械攪拌22~26h，得到混合液；

3）將步驟2得到的混合液進行離心處理，去除上清液，重復該步驟直至上清液澄清無色，得到沉淀物；

4）將步驟3）得到的沉淀物投入FeSO₄溶液中，得到混合液，添加氨水調節混合液PH值至9-10；

5）將步驟4）得到的混合液在氮氣氣氛下加熱至80±5℃，反應3~6h，然后冷凝回流；

6）將步驟5）冷凝回流得到的混合液進行離心處理，去除上清液后得到青黑色顆粒，干燥后得到搭載納米Fe₃O₄的無機黏土顆粒。

5.根據權利要求4所述的基于磁性有機凝膠的磁流變液，其特征在于：所述步驟1）中稀鹽酸的濃度為0.1~0.3mol/L，所述步驟2）中FeCl₃溶液的濃度為0.1~0.5mol/L，所述步驟4）中的FeSO4溶液的濃度為0.1~0.5mol/L。

6.根據權利要求4所述的基于磁性有機凝膠的磁流變液，其特征在于：在步驟5）的反應過程中持續攪拌，攪拌速率為200rpm。

7.根據權利要求4所述的基于磁性有機凝膠的磁流變液，其特征在于：所述步驟1）中無機黏土具有層狀或管狀微觀結構，且具有一定層間陽離子交換能力。

8.一種基于磁性有機凝膠的磁流變液的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

a.將搭載納米Fe₃O₄的無機黏土顆粒投入載液中，得到懸浮液，所述搭載納米Fe₃O₄的無機黏土顆粒在載液中的質量分數為20~30wt%，所述載液為硅油、礦物油或聚α烯烴中的一種；

b.將懸浮液進行球磨處理，得到磁性有機凝膠；

c.向磁性有機凝膠中加入羰基鐵粉，所述羰基鐵粉在磁性有機凝膠中的體積分數為10~30vol%，超聲分散后冷卻至室溫，得到基于磁性有機凝膠的磁流變液。

9.根據權利要求8所述的基于磁性有機凝膠的磁流變液的制備方法，其特征在于：所述步驟b中的球磨工藝參數為：將懸浮液放入氧化鋯球磨罐中，按照懸浮液和磨球質量比3:1投入氧化鋯磨球，球磨10~14h，磨好后球液分離，得到磁性有機凝膠。

10.根據權利要求8所述的基于磁性有機凝膠的磁流變液的制備方法，其特征在于：所述步驟c中的超聲分散工藝參數為：使用插入式超聲波細胞破碎儀分散羰基鐵粉，振幅為15~25%，分散時間為18~22min。