专利名称：具有良好的抗沉降团聚性的磁流变液的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁流变液，特别涉及一种具有良好的抗沉降团聚性的磁流变液。
背景技术：
磁流变液(Magnetorheological fluid，MRF)是一种由铁磁性悬浮相、悬浮介质和添加剂组成的分散体材料，在外加磁场下，具有瞬间、可逆地从牛顿流体转变为宾汉塑性体的特殊性能，同时还具有屈服应力高、能耗低、受杂质影响小等特点，已成为国内外研究的热点，主要用来制造吸振器、阻尼器、离合器和抛光器等器件，广泛应用于航空航天、医疗器械、建筑、汽车和精密制造等领域。然而，当磁流变液放置一段时间，往往会产生沉降。磁流变液的沉降将引起的固、液相分离严重影响了磁流变液的性能，目前解决磁流变液抗沉降团聚的方法，主要是通过添加表面活性剂或悬浮相粒子表面进行改性处理，提高磁流变液分散度。使用的添加剂一般以阴离子表面活性剂居多，这类添加剂虽对提高磁流变液的抗沉降团聚有一定作用，但其抗沉降效果不好；另外，添加触变剂也可以提高磁流变液的抗沉降团聚，如二氧化硅，但是添加二氧化硅的用量较大时才能有效防沉，而大量的二氧化硅，易造成磁流变液零场粘度的增大而影响使用。因此，如何提高磁流变液的稳定性，提高其抗沉降团聚性，成为磁流变液面临的主要难题之一。
发明内容
本发明的目的是，提供一种具有良好的抗沉降团聚性的磁流变液，该磁流变液在较大的温度范围内(_18°C 130°C)，稳定性好，不易沉降，并且还保持了磁流变液原有的性能，即具有高的剪切应力和良好的摩擦性能。本发明的技 术方案是:
具有良好的抗沉降团聚性的磁流变液，由铁磁性颗粒分散相、载液、黄原胶和添加剂组成，其每100体积份磁流变液中各组分的组成为:
铁磁性颗粒:125 225重量份；
载液:30 85体积份；
黄原胶: 0.2 5重量份；
添加剂: O 12.5重量份；
其中载液为水基时，添加剂为触变剂、分散剂、抗氧化剂和润滑剂；载液为油基时，添加剂为触变剂、分散剂和润滑剂。所述的铁磁性颗粒为羰基铁粉，所述羰基铁粉为粉体粒径0.05-1OOum的还原羰基铁粉或磷化羰基铁粉。所述羰基铁粉的粉体粒径为0.5 30 um。所述的载液为水基或油基，其中，水基为去离子水和乙二醇中的混合物，二乙醇质量分数为O 10% ;油基为硅油、矿物油和合成烃类油中的任意一种，闪点>180°C，倾点<-50 °C，黏度指数高。所述黄原胶为呈白色或浅黄色的粉末状，其纯度>99%，粒度为75-250um。所述的触变剂选自无机膨润土、有机膨润土、纳米二氧化硅任意一种。所述分散剂为硬脂酸盐、磺酸盐、烷基水杨酸盐、聚乙二醇、二烷基二硫代磷酸酯中的任意一种。所述抗氧化剂为二烷基二硫代磷酸锌、二烷基二硫代氨基甲酸盐、含氮的杂环化合物、酚类抗氧剂、胺类抗氧剂、亚硝酸盐中的任意一种。所述润滑剂为Zn3(P04)2、MoS2、石墨粉、氟化石墨中的任意一种。具有良好的抗沉降团聚性的磁流变液的制备方法，有以下步骤: 按照上述的配比取各物质，
1)将载液置于球磨罐中，加入分散剂和/或抗氧剂充分搅拌混合，再加入羰基铁粉后机械搅拌均匀；
2)步骤I)所得物体在70°C水浴中超声分散20分钟，加入触变剂、润滑剂，8000转/分的转速下高速分散10分钟，然后用球磨机球磨分散5 15小时，得到具有良好的抗沉降团聚性的磁流变液。采用上述技术方案:黄原胶对不溶性固体和油滴具有良好的悬浮作用。黄原胶溶胶分子能形成超结合带状的螺旋共聚体，构成类似胶的网状结构，所以能够支持固体颗粒、液滴和气泡的形态，显示出很强的乳化稳定作用和高悬浮能力；在较大的温度范围内(_18°C 130°C)保持特有的功能；可同多种物质互配，具有令人满意的兼容性。本发明采用黄原胶作为添加剂使得铁磁性颗粒分散相长时间分散均匀，不易沉降，来改善磁流变液的抗沉降稳定性，通过剪切应力测试和摩擦学实验表明本发明所述磁流变液保持了原有的性能，即本发明所述磁流变液剪切应力高，摩擦性能良好。本发明所采用的试剂均为市售产品，其中
黄原胶采用纯度>99%，粒度为75-250um的市售产品；
还原羰基铁粉和磷化羰基铁粉，采用的粉体粒径0.05 IOOum市售产品；
硅油、矿物油、合成烃类油采用市售的闪点>180°C，倾点<-50°C，黏度指数高的产品； 无机膨润土、有机膨润土、纳米二氧化硅采用纯度> 90%的市售产品；
硬脂酸盐、磺酸盐、烷基水杨酸盐、聚乙二醇、二乙醇、二烷基二硫代磷酸酯采用市售的化学纯产品；
二烷基二硫代磷酸锌、二烷基二硫代氨基甲酸盐、含氮的杂环化合物、酚类抗氧剂、胺类抗氧剂、亚硝酸盐采用市售的化学纯产品；
润滑剂选自Zn3 (PO4)2, MoS2、石墨粉、氟化石墨采用市售的工业级产品。下面结合实施例对本发明做进一步的说明。本发明所述重量份为克时，对应体积份为毫升；重量份为千克时，对应体积份为升。
具体实施例方式实施例1
按照以下步骤配制200ml具有良好的抗沉降团聚性的磁流变液:量取硅油146ml、硬脂酸锂1.5g、黄原胶1.1g置于400ml球磨罐中，搅拌混合均勻,加入还原羰基铁粉390g,机械搅拌均匀，在70°C水浴中超声分散20分钟，再加入有机膨润土 8g、二硫化钥2g后用高速乳化分散机在8000转/分的转速下高速分散10分钟，然后用球磨机球磨分散8小时，球磨线速度不小于125米/分，得到具有抗沉降团聚的磁流变液。用旋转粘度计测量磁流变液室温零场粘度为1500mp.S，静置24小时沉降约为0，很松软。实施例2
按照以下步骤配制200ml具有良好的抗沉降团聚性的磁流变液:量取去离子水150ml、聚乙二醇6g、二烷基二硫 代磷酸锌1.4g、黄原胶0.8g置于400ml球磨罐中，搅拌混合均匀，加入磷化羰基铁粉390g，机械搅拌均匀，在70°C水浴中超声分散20分钟，再加入无机膨润土 6g、石墨粉2g后用高速乳化分散机在8000转/分的转速下高速分散10分钟,然后用球磨机球磨分散6小时，球磨线速度不小于125米/分，得到具有抗沉降团聚的磁流变液。该磁流变液用旋转粘度计测量磁流变液室温零场粘度为1400mp.S，静置I个月沉降约为6%，松软。实施例3
按照以下步骤配制200ml具有良好的抗沉降团聚性的磁流变液:量取聚a-烯烃146ml、硬脂酸锂1.5g、黄原胶2.6g置于400ml球磨罐中，搅拌混合均勻，加入磷化羰基铁粉390g，机械搅拌均匀，在70°C水浴中超声分散20分钟，再加入有机膨润土 8g、二硫化钥2g后用高速乳化分散机在8000转/分的转速下高速分散10分钟，然后用球磨机球磨分散8小时，球磨线速度不小于125米/分，得到具有抗沉降团聚的磁流变液。用旋转粘度计测量磁流变液室温零场粘度为1500mp.S，静置3个月沉降约为10%无明显板结。实施例4
按照以下步骤配制200ml具有良好的抗沉降团聚性的磁流变液:量取聚a-烯烃146ml、低碱值合成磺酸韩3g、黄原胶2.6g置于400ml球磨罐中，搅拌混合均勻,加入还原羰基铁粉390g，机械搅拌均匀，在70°C水浴中超声分散20分钟，再加入纳米二氧化硅3g、二硫化钥2g后用高速乳化分散机在8000转/分的转速下高速分散10分钟，然后用球磨机球磨分散8小时，球磨线速度> 125米/分，得到具有抗沉降团聚的磁流变液。所述磁流变液用旋转粘度计测量磁流变液室温零场粘度为IOOOmp.S，静置3个月沉降约为12%无明显板结。结论:通过黄原胶的加入，本发明所述磁流变液的室温零场粘度适中，保持了磁流变液原有的性能，例如剪切应力和摩擦性能等，本发明所述磁流变液与背景技术所述的磁流变液比较，本发明所述磁流变液的稳定性好，抗沉降团聚性能良好，背景技术所述的磁流变液静置3个月沉降>15%且有明显板结。
权利要求
1.一种良好抗沉降团聚性的磁流变液，其特征在于，该磁流变液由铁磁性颗粒、载液、黄原胶和添加剂组成，其每100体积份磁流变液中各组分的组成为: 铁磁性颗粒:125 225重量份； 载液:30 85体积份； 黄原胶: 0.2 5重量份； 添加剂: 0 12.5重量份； 其中载液为水基时，添加剂为触变剂、分散剂、抗氧化剂和润滑剂；载液为油基时，添加剂为触变剂、分散剂和润滑剂。
2.根据权利I所要求的具有良好的抗沉降团聚性的磁流变液，其特征在于:所述的铁磁性颗粒为羰基铁粉，所述羰基铁粉为粉体粒径0.05 IOOum的还原羰基铁粉或磷化羰基铁粉。
3.根据权利2所 要求的具有良好的抗沉降团聚性的磁流变液，其特征在于:所述羰基铁粉的粉体粒径为0.5 30 um。
4.根据权利I所要求的具有良好的抗沉降团聚性的磁流变液，其特征在于:所述的载液为水基或油基，其中，水基为去离子水和乙二醇中的混合物；油基为硅油、矿物油和合成烃类油中的任意一种。
5.根据权利I所要求的具有良好的抗沉降团聚性的磁流变液，其特征在于:所述的触变剂选自无机膨润土、有机膨润土、纳米二氧化硅中的任意一种。
6.根据权利I所要求的具有良好的抗沉降团聚性的磁流变液，其特征在于:所述分散剂为硬脂酸盐、磺酸盐、烷基水杨酸盐、聚乙二醇、二烷基二硫代磷酸酯中的任意一种。
7.根据权利I所要求的具有良好的抗沉降团聚性的磁流变液，其特征在于:所述抗氧化剂为二烷基二硫代磷酸锌、二烷基二硫代氨基甲酸盐、含氮的杂环化合物、酚类抗氧剂、胺类抗氧剂、亚硝酸盐中的任意一种。
8.根据权利I所要求的具有良好的抗沉降团聚性的磁流变液，其特征在于:所述润滑剂为Zn3 (PO4) 2、MoS2、石墨粉、氟化石墨中的任意一种。
9.具有良好的抗沉降团聚性的磁流变液的制备方法，其特征在于，有以下步骤: 按照权利要求1所述的配比取各物质， 1)将载液、黄原胶置于球磨罐中，加入分散剂和/或抗氧剂充分搅拌混合，再加入羰基铁粉后机械搅拌均匀； 2)步骤I)所得物体在70°C水浴中超声分散20分钟，加入触变剂、润滑剂，8000转/分的转速下高速分散10分钟，然后用球磨机球磨分散5 15小时，得到具有良好的抗沉降团聚性的磁流变液。
全文摘要
本发明涉及一种具有良好的抗沉降团聚性的磁流变液，该磁流变液由铁磁性颗粒、载液、黄原胶和添加剂组成，其每100体积份磁流变液中各组分的组成为铁磁性颗粒125～225重量份；载液30～85体积份；黄原胶0.2～5重量份；添加剂0～12.5重量份，其中载液为水基时，添加剂为触变剂、分散剂、抗氧化剂和润滑剂；载液为油基时，添加剂为触变剂、分散剂和润滑剂。该磁流变液在较大的温度范围内(-18℃～130℃)，稳定性好，不易沉降，并且还保持了磁流变液原有的性能，即具有高的剪切应力和良好的摩擦性能。
文档编号C10M173/02GK103215113SQ201310123120
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月10日 优先权日2013年4月10日
发明者岳恩, 唐龙, 罗宋安, 张平 申请人:重庆材料研究院