CN101792690A - 一种磁流变液的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种磁流变液的制备方法该方法有悬浮相粒子表面净化和活化处理、矿物油载液的配制、磁流变液的最后合成三个阶段。经过悬浮相粒子表面净化和活化处理后，有效提高了磁性颗粒与载液的结合能力；矿物油基液的配置过程提高了添加剂在载液中的分散性，有利于磁性颗粒与添加剂的接枝反应；磁流变液的合成过程使用了机械搅拌和高能球磨等工序，能够使将机械能转换为磁性颗粒与添加剂结合的能力，从而提高磁性颗粒在载液中的悬浮能力。本发明的制备方法非常有利于提高磁流变液的抗沉降、团聚稳定性能。

Description

一种磁流变液的制备方法

技术领域

本发明是一种用于航空航天、机械、车辆或者土木建筑结构智能减振(震)等方面的高性能磁流变液的制备方法。

背景技术

磁流变液是一种新兴的智能材料，磁流变液由磁性颗粒、载液和稳定剂组成，是具有随外加磁场变化而有可控流变特征的非胶体性质的悬浮液体。在工程中应用广泛的磁流变阻尼器正是充分利用磁流变液的可调智能特性制作而成，因此磁流变液的性能直接影响阻尼器的性能。

磁流变液目前存在的主要问题是由于长时间的静置和介质间的较大比重差造成的沉降问题及团聚问题，在制备磁流变液的过程中，将磁性颗粒和载液直接混合或者机械搅拌混合得到的磁流变液，往往抗沉淀和抗团聚效果不是太好。已有试验表明，添加剂能够在磁性颗粒周围形成一个比较稳定的空间结构，从而达到防止沉降的目的，但是将磁性颗粒和载液直接混合或者机械搅拌混合，会引起磁性颗粒在磁引力作用下会相互吸引团聚成为大颗粒，大颗粒的存在使得颗粒沉降速率加快，机械搅拌往往无法完全打开这种团聚作用，使添加剂的加入完全失效。

本发明通过一种磁流变液的制备方法提高了添加剂与磁性颗粒的结合能力，减小了磁性颗粒产生团聚现象可能。

发明内容

技术问题：本发明是制备一种高性能磁流变液，该制备方法对于磁流变液的抗沉降、团聚稳定性能能够起到较好的作用。

技术方案：本发明的制备方法有悬浮相粒子表面净化和活化处理、矿物油载液的配制、磁流变液的最后合成三个阶段；

所述悬浮相粒子表面净化和活化处理为：

1)将羰基铁粉称量后与无水乙醇混合，经过超声分散处理，将分散处理后的混合物在70～100℃真空干燥箱或者红外干燥箱内干燥；

2)将羰基铁粉和油酸装入球磨机以200转/分钟的速度球磨3小时，分离出玛瑙球，再将处理后的混合物在70～100℃真空干燥箱或者红外干燥箱内干燥；

所述的矿物油载液的配制为：

3)将表面活性剂加入到矿物油中，在室温中搅拌混合2小时；

4)将分散剂加入到矿物油中，在室温中搅拌混合2小时；

5)将抗氧化剂加入到矿物油中，在室温中搅拌混合2小时；

6)将触变剂加入到矿物油中，在室温中搅拌混合2小时；

7)将固体润滑剂加入到矿物油中，在室温中搅拌混合2小时；即得到磁流变液矿物油载液；

所述的磁流变液的最后合成为：

8)将羰基铁粉加入到载液中，在室温下搅拌2小时；

9)将所得到的搅拌均匀的混合物料加入到球磨罐中，按混合物与玛瑙球1：100的质量比加入玛瑙球，以200转/分钟的速度球磨3～10小时，分离出玛瑙球得到磁流变液装入封盖的塑料瓶中密封保存；

10)将所得的磁流变液盛于塑料瓶子中密封，置于可调节磁场大小的磁场中，磁场强度调节至100～400mT，之后将磁流变液磁场中取出，搅拌5～20分钟后，再盛于塑料瓶中密封，再置于可调节磁场大小的磁场中，磁场强度调节至100～400mT，20～60天后取出磁流变液。

有益效果：本发明采用了悬浮相粒子表面净化和活化处理、矿物油基液的配制、磁流变液的合成等工序，使悬浮磁性颗粒表面与高分子有效的交联，从而让磁流变液具起到较好的抗沉降、团聚稳定作用。

附图说明

图1是磁流变液制备方法框图。

具体实施方式

本发明的制备方法由悬浮相粒子表面净化和活化处理、矿物油基液的配制、磁流变液的合成三个阶段组成。

悬浮相粒子表面净化和活化处理：将羰基铁粉称量后与无水乙醇混合，经过超声分散处理能够清除磁性颗粒表面未参加接枝反应的物质，然后将处理后的混合物在70～100℃真空干燥箱或者红外干燥箱内干燥；将羰基铁粉和油酸装入球磨机以200转/分钟的速度球磨3小时，分离出玛瑙球，再将处理后的混合物在70～100℃真空干燥箱或者红外干燥箱内干燥，该过程能够帮助磁性颗粒更好的形成高分子的包裹层，在磁性颗粒表面接枝得到的高分子油酸链段可以显著提高羰基铁粉与载液的相容性，从而了提高磁流变液的抗沉淀性能和抗氧化性能。

矿物油基液的配制：将表面活性剂加入到矿物油中，在室温中搅拌混合2小时；将分散剂加入到矿物油中，在室温中搅拌混合2小时；即得到磁流变液矿物油载液；将抗氧化剂加入到矿物油中，在室温中搅拌混合2小时；将触变剂加入到矿物油中，在室温中搅拌混合2小时；将固体润滑剂加入到矿物油中，在室温中搅拌混合2小时。通过分步加入添加剂到载液中的过程，提高了添加剂在载液中的分散性，更有利于添加剂与磁性颗粒的表面在机械搅拌、球磨等工序中形成接枝反应，从而提高了添加剂在磁流变液中的工作效果。

磁流变液的最后合成：将羰基铁粉加入到载液中，在室温下搅拌2小时；将所得到的搅拌均匀的混合物料加入到球磨罐中，按混合物料与玛瑙球1∶100的质量比加入玛瑙球，以200转/分钟的速度球磨3～10小时，分离出玛瑙球得到磁流变液装入封盖的塑料瓶中密封保存。将所得的磁流变液中得到的矿物油磁流变液盛于塑料瓶子中密封，置于可调节磁场大小的磁场中，磁场强度调节至100～400mT，每10天(一般2～6次)将磁流变液从磁场中取出，搅拌5～20分钟后，再盛于塑料瓶中密封，置于可调节磁场大小的磁场中，磁场强度调节至100～400mT，20～60天后取出磁流变液。在磁流变液的最后合成过程中，使用球磨法能够将机械能用来诱发磁性颗粒与添加剂发生接枝反应等其他相关反应，将其机械能转化为化学能，提高了磁性颗粒在载液中的悬浮能力，同时在静置状态下，在磁流变液中施加适当的磁场后，磁流变液中的载液能被固定在磁性颗粒周围，阻隔了磁性颗粒的团聚现象，提高了磁流变液的抗沉淀性和抗团聚性。

下面将具体举例说明本制备方法：

羰基铁粉称量后与无水乙醇混合，经过超声分散处理；将羰基铁粉和油酸装入球磨机以200转/分钟的速度球磨3小时，分离出玛瑙球，然后将处理后的混合物在70～100℃真空干燥箱或者红外干燥箱内干燥，将所得的羰基铁粉加入载液中，搅拌2个小时；将所得到的搅拌均匀的混合物料加入到球磨罐中，按混合物料与玛瑙球1∶100的质量比加入玛瑙球，以200转/分钟的速度球磨3～10小时，分离出玛瑙球得到磁流变液装入带封盖的塑料瓶中密封保存

将所得的磁流变液盛于塑料瓶子中密封，置于可调节磁场大小的磁场中，磁场强度调节至100～400mT，每10天将磁流变液从磁场中取出，搅拌5～20分钟后，再盛于塑料瓶中密封，置于可调节磁场大小的磁场中，磁场强度调节至100～400mT，共进行6次，60天后取出磁流变液。

Claims (1)

1.一种磁流变液的制备方法，其特征在于该方法有悬浮相粒子表面净化和活化处理、矿物油载液的配制、磁流变液的最后合成三个阶段；

所述悬浮相粒子表面净化和活化处理为：

1)将羰基铁粉称量后与无水乙醇混合，经过超声分散处理，将分散处理后的混合物在70～100℃真空干燥箱或者红外干燥箱内干燥；

2)将羰基铁粉和油酸装入球磨机以200转/分钟的速度球磨3小时，分离出玛瑙球，再将处理后的混合物在70～100℃真空干燥箱或者红外干燥箱内干燥；

所述的矿物油载液的配制为：

3)将表面活性剂加入到矿物油中，在室温中搅拌混合2小时；

4)将分散剂加入到矿物油中，在室温中搅拌混合2小时；

5)将抗氧化剂加入到矿物油中，在室温中搅拌混合2小时；

6)将触变剂加入到矿物油中，在室温中搅拌混合2小时；

7)将固体润滑剂加入到矿物油中，在室温中搅拌混合2小时；即得到磁流变液矿物油载液；

所述的磁流变液的最后合成为：

8)将羰基铁粉加入到载液中，在室温下搅拌2小时；

9)将所得到的搅拌均匀的混合物料加入到球磨罐中，按混合物与玛瑙球1∶100的质量比加入玛瑙球，以200转/分钟的速度球磨3～10小时，分离出玛瑙球得到磁流变液装入封盖的塑料瓶中密封保存；

10)将所得的磁流变液盛于塑料瓶子中密封，置于可调节磁场大小的磁场中，磁场强度调节至100～400mT，之后将磁流变液磁场中取出，搅拌5～20分钟后，再盛于塑料瓶中密封，再置于可调节磁场大小的磁场中，磁场强度调节至100～400mT，20～60天后取出磁流变液。

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