[發明專利]磁流變液及其制備方法

有效

• 申請號: 202011257017.7
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112382457B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 呂靖成;危銀濤;牛東杰
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01F1/44
• 分類號: H01F1/44;C10M169/04;C10M177/00;C10N40/14;C10N30/04;C10N30/06;C10N30/12
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 周慧云

本發明公開了磁流變液及其制備方法，所述磁流變液包括：帶有極性基團的表面活性劑、帶有同種電荷的磁性顆粒和基載液。與現有技術相比，本申請的優點：1、可從根本上降低磁流變液的沉降性，提高磁性顆粒的再分散性。2、降低耗能，提高效率，從微觀層面提高磁流變液制備技術。3、增加磁性顆粒的耐磨性和耐腐蝕性。4、通過磁性顆粒與極性基團的結合，很大幅度地提高了磁性顆粒貯存電荷的時間。5、有效改善在貯存過程中磁性顆粒間的團聚與粘連對于制備磁流變液樣品的沉降、分散及再分散特性的影響。

技術領域

本發明屬于磁流變液領域，具體涉及一種磁流變液及其制備方法。

背景技術

磁流變液是一種新型的智能材料，具有響應時間短、能耗低、流變效果顯著、抗雜質干擾以及溫度適應性好等優點。目前，它的研究引起了工程界廣泛的關注，特別是在車輛和土木結構減振等領域展現出了良好的應用前景。作為磁流變元件的重要組成部分，磁流變液的沉降性、分散性和再分散性等性能是影響磁流變液元件使用效能及壽命的重要原因之一。決定磁流變液沉降、分散和再分散等性能的最重要組分是其中的微米級磁性顆粒，由于磁流變液的組成成分及應用環境復雜，上述問題一直得不到很好的解決，此外，在磁流變液制備前的貯存過程中，磁性微?？赡茉诔睗駳夥栈蛲饨鐗毫Φ纫蛩氐淖饔孟庐a生團聚與粘連。

傳統磁流變液的制備方法為：將磁性顆粒與基載液還有表面活性劑混合，再經過機械攪拌若干小時，最后加入觸變劑，再一次機械攪拌若干小時，制得磁流變液樣品?，F有的實現方案還采用分散機、超聲分散、乳化機或球磨機來解決，用提高它們的輸出功率和輸出時間來改善沉降性，提高分散性以及再分散性。但是現有技術并不能從根本上解決懸浮液的沉降性，分散性和再分散性差的問題，而且效率低。

因此，亟待開發出一套有效的工藝來分散出現團聚與粘連的磁流顆粒，并提升磁流變液的沉降性和分散性。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種磁流變液及其制備方法，與現有技術相比，本申請的優點：1、可從根本上降低磁流變液的沉降性，提高磁性顆粒的再分散性。2、降低耗能，提高效率，從微觀層面提高磁流變液制備技術。3、增加磁性顆粒的耐磨性和耐腐蝕性。4、通過磁性顆粒與極性基團的結合，很大幅度地提高了磁性顆粒貯存電荷的時間。5、有效改善在貯存過程中磁性顆粒間的團聚與粘連對于制備磁流變液樣品的沉降、分散及再分散特性的影響。

在本發明的一個方面，本發明提出了一種磁流變液。根據本發明的實施例，所述磁流變液包括：帶有極性基團的表面活性劑、帶有同種電荷的磁性顆粒和基載液。

根據本發明實施例的磁流變液，磁性顆粒表面的高表面能和電荷促進帶有極性基團的表面活性劑在其表面被吸附，形成核殼結構。低電導的有機鏈段(即帶有極性基團的表面活性劑鏈段)所形成的核殼結構進一步保護其內部電荷不外溢。核殼結構之間的靜電斥力則使彼此之間不易靠近與團聚，達到二級分散的效果，同時提升了磁性顆粒在液體中的分散與再分散性能。與現有技術相比，本申請的優點：1、可從根本上降低磁流變液的沉降性，提高磁性顆粒的再分散性。2、降低耗能，提高效率，從微觀層面提高磁流變液制備技術，具體來說，每個磁性顆粒都帶著同種電荷，通過定向吸附極性表面活性劑延長電荷的保有時間，并綜合利用排斥的靜電作用力(垂直于接觸面并作用于質心位置)和表面活性劑的空間位阻效應，達到提高磁流變液分散性及沉降性的作用。相較于機械攪拌，通過宏觀高速流場產生的劇烈剪切作用來分散磁性顆粒(平行于接觸面)要更加直接高效。3、增加磁性顆粒的耐磨性和耐腐蝕性，抗腐蝕特性是因為材料表面帶負電(作用機理類似于犧牲陽極的陰極保護法)和表面定向吸附的表面活性劑；抗磨性能則是因為靜電力分擔了顆粒表面的負載，同時定向吸附的表面活性劑也能夠承受更大的壓力，避免油膜破裂導致的顆粒表面直接接觸磨損。4、通過磁性顆粒與極性基團的結合，可以很大幅度提高磁性顆粒貯存電荷的時間。5、有效改善在貯存過程中磁性顆粒間的團聚與粘連對于制備磁流變液樣品的沉降、分散及再分散特性的影響。

另外，根據本發明上述實施例的磁流變液還可以具有如下附加的技術特征：