一种磁流变弹性体的制备方法
专利汇可以提供一种磁流变弹性体的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种磁流变弹性体的制备方法，属于磁流变材料技术领域。本发明选用微米级的 碳 纤维 通过 化学气相沉积 法在其表面原位生长碳 纳米管 ，然后通过电火花等离子 烧结 技术，在 碳纤维 表面原位生长碳化 硅 ，得到三维增强体作为增强填料，以聚 氨 酯和硅 橡胶 作为原料，结合硫化剂、促进剂、 增塑剂 和 铁 磁性 颗粒，制备出一种具有良好机械性能的磁流变弹性体；碳纤维作为增强相制备的三维增强体不仅可以提高磁流变弹性体的 抗拉强度 和抗折强度等 力 学性能，增加磁流变弹性体的 耐磨性 ，降低磁流变弹性体的干缩，而且可以在较大范围内调节其 导电性 ，同时还能使磁流变弹性体呈现出压敏性、 热电效应 、温阻效应等功能特性。，下面是一种磁流变弹性体的制备方法专利的具体信息内容。
1.一种磁流变弹性体的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将碳纤维浸泡处理，过滤即得滤渣，用去离子水洗涤滤渣至中性，并置于温度为60～80℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温，即得预处理纤维；
（2）将预处理纤维浸泡在催化剂溶液中浸渍并干燥处理，冷却至室温，即得浸渍纤维；
（3）将浸渍纤维置于管式炉中，恒温反应后，关闭乙炔，在氩气气氛下随炉温冷却，即得半成品；
（4）以硅粉为烧结粉末，半成品为基体，采用电火花等离子烧结技术，进行保温烧结，随炉温冷却至室温，即得增强填料；
（5）取聚氨酯、硅橡胶、羰基铁粉、增强填料、硫黄、促进剂TMTD、邻苯二甲酸二甲酯，将聚氨酯和硅橡胶混合，进行混炼处理，即得混炼物，在混炼物中加入羰基铁粉、增强填料、硫黄、促进剂TMTD和邻苯二甲酸二甲酯，继续混炼1～2h，即得混炼胶，将混炼胶进行预结构化处理，即得坯体；将坯体置于平板硫化机中，进行硫化处理，冷却至室温，即得磁流变弹性体。
2.根据权利要求1所述的一种磁流变弹性体的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的浸泡处理步骤为：将碳纤维浸泡在质量分数为50%硝酸溶液中浸泡5～6h。
3.根据权利要求1所述的一种磁流变弹性体的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的催化剂溶液的制备步骤为：按质量比1∶10将六水合硝酸钴和去离子水混合，在超声功率为
250～300W下超声分散5～10min，即得催化剂溶液。
4.根据权利要求1所述的一种磁流变弹性体的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的浸渍并干燥处理步骤为：将预处理纤维浸泡在催化剂溶液中5～6h，过滤即得沉淀，将沉淀置于温度为50～60℃的烘箱中干燥10～12h。
5.根据权利要求1所述的一种磁流变弹性体的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的恒温反应步骤为：将浸渍纤维置于管式炉中，先通入氩气5～10min，以5～10℃的升温速率升温至500～750℃后，通入乙炔，控制氩气流量为300～350mL/min，乙炔流量为30～40mL/min，恒温反应30～40min。
6.根据权利要求1所述的一种磁流变弹性体的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的保温烧结步骤为：以硅粉为烧结粉末，半成品为基体，采用电火花等离子烧结技术，压力为
20～30MPa，在氢气气氛下，以50～100℃/min的升温速率升温至600～700℃下保温烧结30～40min。
7.根据权利要求1所述的一种磁流变弹性体的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述的聚氨酯、硅橡胶、羰基铁粉、增强填料、硫黄、促进剂TMTD、邻苯二甲酸二甲酯之间的比例分别为：按重量份数计，分别称取50～60份聚氨酯、50～60份硅橡胶、200～300份羰基铁粉、1～10份增强填料、3～5份硫黄、1～3份促进剂TMTD、1～5份邻苯二甲酸二甲酯。
8.根据权利要求1所述的一种磁流变弹性体的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述的混炼处理步骤为：将聚氨酯和硅橡胶混合，在搅拌速度为500～600r/min下混炼20～30min。
9.根据权利要求1所述的一种磁流变弹性体的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述的预结构化处理步骤为：将混炼胶在温度为120～130℃，外部磁场1300mT，进行预结构化8～
10min。
10.根据权利要求1所述的一种磁流变弹性体的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述的硫化处理步骤为：将坯体置于平板硫化机中，在温度为150～160℃，压力为13～15MPa下硫化10～15min。
一种磁流变弹性体的制备方法
技术领域
背景技术
（2）将预处理纤维浸泡在催化剂溶液中浸渍并干燥处理，冷却至室温，即得浸渍纤维；
（3）将浸渍纤维置于管式炉中，恒温反应后，关闭乙炔，在氩气气氛下随炉温冷却，即得半成品；
（4）以硅粉为烧结粉末，半成品为基体，采用电火花等离子烧结技术，进行保温烧结，随炉温冷却至室温，即得增强填料；
（5）取聚氨酯、硅橡胶、羰基铁粉、增强填料、硫黄、促进剂TMTD、邻苯二甲酸二甲酯，将聚氨酯和硅橡胶混合，进行混炼处理，即得混炼物，在混炼物中加入羰基铁粉、增强填料、硫黄、促进剂TMTD和邻苯二甲酸二甲酯，继续混炼1～2h，即得混炼胶，将混炼胶进行预结构化处理，即得坯体；将坯体置于平板硫化机中，进行硫化处理，冷却至室温，即得磁流变弹性体。
350mL/min，乙炔流量为30～40mL/min，恒温反应30～40min。
（2）本发明中碳纳米管具有很高的强度，理论强度可达10MPa，是钢的10倍，这是由于数量极大的C=C双键和C-C单键在碳纳米管结构中交替存在，形成了化学键断裂和破坏极困难的共轭效应；碳纳米管具有极高的轴向强度和极大的弹性模量则是因为结构中碳原子的连接方式是由作用强的碳-碳σ键结合的，其杨氏模量和剪切模量与金刚石相同，并且具有很高的韧性，而密度仅为钢的1/7，耐强酸、强碱，在空气中700℃以下基本不氧化；
（3）本发明中碳纳米管和碳化硅生长于碳纤维表面，明显改善了纤维和基体之间的界面结合，同时也提高了层间的连接，碳纳米管和碳化硅作为“桥梁”连接了纤维和基体，使层间机械性能明显得到改善；碳纳米管和碳化硅原位生长于碳纤维表面，聚氨酯和硅橡胶浸入碳纳米管和碳化硅中与碳纤维良好的结合在一起，从而有效地改善了应力传递，因此，碳纳米管和碳化硅的引入能很好地改善纤维增强磁流变弹性体的平面外性能。
具体实施方式
600～700℃下保温烧结30～40min，随炉温冷却至室温，即得增强填料；按重量份数计，分别称取50～60份聚氨酯、50～60份硅橡胶、200～300份羰基铁粉、1～10份增强填料、3～5份硫黄、1～3份促进剂TMTD、1～5份邻苯二甲酸二甲酯，将聚氨酯和硅橡胶混合，在搅拌速度为
500～600r/min下混炼20～30min，即得混炼物，在混炼物中加入羰基铁粉、增强填料、硫黄、促进剂TMTD和邻苯二甲酸二甲酯，继续混炼1～2h，即得混炼胶，将混炼胶在温度为120～
130℃，外部磁场1300mT，进行预结构化8～10min，即得坯体；将坯体置于平板硫化机中，在温度为150～160℃，压力为13～15MPa下硫化10～15min，冷却至室温，即得磁流变弹性体。
20min，即得混炼物，在混炼物中加入羰基铁粉、增强填料、硫黄、促进剂TMTD和邻苯二甲酸二甲酯，继续混炼1h，即得混炼胶，将混炼胶在温度为120℃，外部磁场1300mT，进行预结构化8min，即得坯体；将坯体置于平板硫化机中，在温度为150℃，压力为13MPa下硫化10min，冷却至室温，即得磁流变弹性体。
25min，即得混炼物，在混炼物中加入羰基铁粉、增强填料、硫黄、促进剂TMTD和邻苯二甲酸二甲酯，继续混炼1h，即得混炼胶，将混炼胶在温度为125℃，外部磁场1300mT，进行预结构化9min，即得坯体；将坯体置于平板硫化机中，在温度为155℃，压力为14MPa下硫化12min，冷却至室温，即得磁流变弹性体。
30min，即得混炼物，在混炼物中加入羰基铁粉、增强填料、硫黄、促进剂TMTD和邻苯二甲酸二甲酯，继续混炼2h，即得混炼胶，将混炼胶在温度为130℃，外部磁场1300mT，进行预结构化10min，即得坯体；将坯体置于平板硫化机中，在温度为160℃，压力为15MPa下硫化15min，冷却至室温，即得磁流变弹性体。
剪切储能模量/MPa 4.5 4.2 4.3 1.0
损耗模量/MPa 0.1 0.2 0.1 0.4
磁流变效应/% 400 350 350 130
拉伸强度/MPa 1.6 1.7 1.8 0.4
由表1可知，本发明制备的磁流变弹性体具有良好的磁流变效应和力学性能。
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