一种稳定型磁流变液
阅读：805发布：2020-05-12
专利汇可以提供一种稳定型磁流变液专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种稳定型 磁流变液 ，解决了磁流变液的 稳定性 和再分散性问题。本发明稳定型磁流变液包括下列体积比的原料：羰基 铁 粉15-40％、 表面活性剂 0.5-10％、甲基 硅 油50-75％、添加剂0.5-10％，将上述原料混合均匀即可。所述表面活性剂为 硬脂酸 或油酸或吐温。所述添加剂为 氧 化硅或 膨润土 。本发明所制备的磁流变液表现出极佳的稳定性和再分散性能。磁流变液24h沉降量小于5％，140h沉降量不大于15％，将其存放两年以上，仍未出现板结，且表现出如同新制时一样的磁流变性能。该磁流变液在外加 磁场 为500mT时，剪切应 力 可达25kPa。，下面是一种稳定型磁流变液专利的具体信息内容。
一种稳定型磁流变液
技术领域
背景技术
[0002] 磁流变液是由磁性颗粒均匀分散在载液中而成的悬浮体系，该体系可根据外加磁场的改变发生从牛顿流体迅速转化为类固体状态的可逆变化，并伴随相应的物理化学性能的改变，表现出可控的流变性能。自从磁流变液在20世纪40年代由J.Rabinow首先发现后，基于其可控的磁流变性能，这种智能材料被广泛应用在工程器件中用以实现对振动的智能控制。迄今以开发出的实用器件有磁流变减振器、磁流变制动阀、磁流变离合器、磁流变阻尼器、磁流变抛光器等，应用前景非常广阔。不过由于磁流变液是一种悬浮体系，该体系中磁性颗粒于悬浮介质存在较大的密度差，从而导致磁性颗粒在载液中沉降，甚至板结，严重影响到磁流变液的沉降稳定性，化学稳定性和再分散性能，这就严重影响到磁流变液在各种磁流变器件中的稳定性，并限制其在工程器械中的大规模使用。基于这一考虑，解决磁流变液的稳定性和再分散性能对磁流变液的实际应用至关重要。
[0003] 由于磁流变液的实用性，目前关于磁流变液的研究工作很多，主要分为两大类，一类是修饰磁性颗粒，如专利200410067824.7在碳纳米管表面包裹一层Fe3O4以制备磁性复合颗粒的方法，和专利200410060854.5报道的一种在磁性金属表面包覆无机氧化物层的磁性复合颗粒的制备方法等；另一类是加入表面活性剂、触变剂、抗氧化剂等添加剂以改变载液的组分，如专利200510134250.5将晶态的还原羰基铁和非晶态的铁基软磁合金作为添加剂加入磁流变液中以改善其稳定性和磁流变性能。
发明内容
[0004] 为了解决磁流变液的稳定性和再分散性问题，本发明提供一种长时间存放后依然能保持良好的稳定性和磁流变性能的稳定型磁流变液。
[0005] 具体的技术解决方案如下：
[0006] 一种稳定型磁流变液包括下列体积比的原料：
[0007] 羰基铁粉：15-40％
[0008] 表面活性剂：0.5-10％
[0010] 添加剂：0.5-10％；
[0011] 所述表面活性剂为硬脂酸、油酸和吐温；
[0012] 所述添加剂为氧化硅和膨润土。
[0013] 所述表面活性剂的用量如下：
[0014] 硬脂酸用量为0.1-3％，油酸用量为0.2-3％，吐温用量为0.2-4％。
[0015] 所述添加剂的用量如下：
[0016] 氧化硅用量为0.25-5％，膨润土用量为0.25-5％。
[0017] 本发明配方中加入的表面活性剂可以在磁性颗粒羰基铁粉表面形成一层保护膜薄层，在一定程度上起到防止颗粒粘连、团聚、板结的作用；氧化硅的加入有效提高了颗粒的耐磨性；膨润土可以在该磁流变液体系中形成网络结构，有效防止磁性颗粒沉降，而当外加磁场使磁流变液发生磁流变效应时，该网络结构又能在瞬间被破坏，从而不会影响到磁流变液的磁流变性能及其可控的开关特性。本发明磁流变液24h沉降量小于5％，140h沉降量不大于15％，将其存放两年以上，仍未出现板结，且表现出如同新制时一样的磁流变性能。附图说明
[0019] 图2为无外加磁场时塑性粘度与剪切率的关系图，
[0020] 图3为剪切应力与磁场强度关系图，
[0021] 图4为不同磁场下剪切应力与体积分数关系图，
[0022] 图5为温度对零场粘度影响图，
[0023] 图6为温度对动态剪切应力影响图。
具体实施方式
[0024] 下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地说明。
[0025] 实施例1：
[0026] 取下列体积分数的原料：
[0027] 羰基铁粉：15％；
[0028] 表面活性剂：0.5％，其中硬脂酸0.1％，油酸0.2％，吐温0.2％；
[0029] 甲基硅油：74.5％，
[0030] 添加剂：10％，其中氧化硅5％，膨润土5％。
[0031] 磁流变液配制操作步骤如下：
[0033] (2)加完所有原料后，保持球磨机在稳定状态，低速球磨数小时。
[0034] (3)将球磨罐中磁流变液取出，清洗玛瑙球、玛瑙罐。
[0035] 本发明磁流变液在测定范围内，剪切应变率变化对剪切应力的影响较小，且磁场强度越大，剪切应变率对剪切应力的影响越小，见图1；在无外加磁场条件下，该磁流变液呈现出较低的塑性黏度，小于5Pa.s，见图2；随着磁场强度增加，剪切应力增加，当磁场强度为500mT时，剪切应力可达25kPa，见图3；随着Fe体积分数和磁场强度增加，剪切应力增加，见图4；在10-80℃温度范围内，该磁流变液初始黏度随温度升高而下降，见图5；在10-80℃温度范围内，温度改变对该磁流变液的动态剪切应力影响很小，可见该磁流变液在
10-80℃温度范围内均可呈现稳定的动态剪切应力，见图6。
10-80℃温度范围内均可呈现稳定的动态剪切应力，见图6。
[0036] 本发明所制备的磁流变液表现出极佳的稳定性和再分散性能。磁流变液24h沉降量小于5％，140h沉降量不大于15％，将其存放两年以上，仍未出现板结，且表现出如同新制时一样的磁流变性能。该磁流变液在外加磁场为500mT时，剪切应力可达25kPa。
[0037] 实施例2：
[0038] 取下列体积分数的原料：
[0039] 羰基铁粉：20％；
[0040] 表面活性剂：1％，其中硬脂酸0.3％，油酸0.3％，吐温0.4％；
[0041] 甲基硅油：74％；
[0042] 添加剂：5％，其中氧化硅2.5％，膨润土2.5％。
[0043] 其它同实施例1。
[0044] 实施例3：
[0045] 取下列体积分数的原料：
[0046] 羰基铁粉：25％；
[0047] 表面活性剂：2％，其中硬脂酸0.6％，油酸0.6％，吐温0.8％；
[0048] 基硅油：70％；
[0049] 添加剂：3％，其中氧化硅1.5％，膨润土1.5％。
[0050] 其它同实施例1。
[0051] 实施例4：
[0052] 取下列体积分数的原料：
[0053] 羰基铁粉：30％；
[0054] 表面活性剂：3％，其中硬脂酸1％，油酸1％，吐温1％；
[0055] 甲基硅油：65％；
[0056] 添加剂：2％，其中氧化硅1％，膨润土1％。
[0057] 其它同实施例1。
[0058] 实施例5：
[0059] 取下列体积分数的原料：
[0060] 羰基铁粉：35％；
[0061] 表面活性剂：5％，其中硬脂酸1％，油酸2％，吐温2％；
[0062] 甲基硅油：59％；
[0063] 添加剂：1％，其中氧化硅0.5％，膨润土0.5％。
[0064] 其它同实施例1。
[0065] 实施例6：
[0066] 取下列体积分数的原料：
[0067] 羰基铁粉：40％；
[0068] 表面活性剂：10％，其中硬脂酸3％，油酸3％，吐温4％；
[0069] 甲基硅油：49.5％；
[0070] 添加剂：0.5％，其中氧化硅0.25％，膨润土0.25％。
[0071] 其它同实施例1。
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