[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

本發明公開了一種基于磁性有機凝膠的磁流變液，其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%。其具備較高的屈服應力、較寬的磁致調節范圍和優良的懸浮穩定性，綜合性能好。本發明還公開了該基于磁性有機凝膠的磁流變液的制備方法，其制備方法操作簡單，成本低，能夠廣泛應用于工業化生產。

技術領域

本發明涉及磁流變技術，具體涉及一種基于磁性有機凝膠的磁流變液及其制備方法。

背景技術

磁流變液是一種新型智能材料，具有明顯的磁響應特征和磁流變效應，即在磁場的作用下磁流變液喪失流動性，甚至體現出類固體的特征，而一旦外磁場撤去，磁流變液又會立刻恢復到自由流動狀態，這種變化過程是極其迅速(毫秒級)、可逆且可控的。隨著應用領域地不斷拓展，要求磁流變液具有更優的性能，一方面要具有更明顯的磁流變效應，體現出更高的屈服應力和更寬的磁致調節范圍，另一方面又必須具有較好的懸浮穩定性。

在實際應用中，包括鐵磁性顆粒改性、使用添加劑等多種方式被用于制備高性能磁流變液，磁流變液的流變性能和懸浮穩定性大大提升。然而，大量研究結果也表明，磁流變液的流變性能和懸浮穩定性較難統一，制備同時具有優良磁流變性能和懸浮穩定性能的高性能磁流變液仍是一個待解決的問題，這極大地制約了磁流變技術的進一步應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于磁性有機凝膠的磁流變液及其制備方法，其具備較高的屈服應力、較寬的磁致調節范圍和優良的懸浮穩定性，綜合性能好，制備方法操作簡單，成本低，能夠廣泛應用于工業化生產。

本發明所述的基于磁性有機凝膠的磁流變液，其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%。

進一步，所述載液為硅油、礦物油或聚α烯烴中的一種。

進一步，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。

進一步，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；當無機黏土陽離子置換能力較高時，無需使用稀鹽酸進行活化處理，洗凈后直接投入FeCl₃溶液中；

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。