CN102031187A - 一种油基磁流变液压传动介质的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种油基磁流变液压传动介质的制备方法，将50％～65％的矿物油，30％～40％磁性微粒，1％～10％添加剂配比并依次加入，进行搅拌混合，得到油基磁流变液压传动介质。使用该油基磁流变液压传动介质可以实现阀芯的少相对滑动副或无相对滑动副运动，改善液压元件及液压系统的控制性能，能满足大多数液压系统对粘度的要求，满足液压系统中传动介质的使用要求。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种油基磁流变液压传动介质的制备方法，属于化学制备技术领域。
二、背景技术
磁流变液是一种既具有磁性固体物质的磁性又具有液体的流动性的新型智能材料，能在液体与固体的属性间进行可控、可逆和连续的快速转变，广泛应用于医药、航空航天、大型土木工程、机械加工、汽车工程和机电一体化等领域。
油磁流变液主要由三部分组成：磁性微粒、载液和添加剂。一般所选用的磁性微粒为铁磁性物质、铁氧磁物质及其它软磁性物质等。油基磁流变液载液一般有硅油、橄榄油等。根据磁性液体用途不同选用相应的载液。添加剂在改善磁流变液的性能方面起着重要作用，主要包括稳定剂和抗氧化剂等。
公知的油基磁流变液一般用硅油作为载液，发明专利“一种耐氧化二甲基硅油基磁性液体及其制备方法”(公开号：CN101599335A)、“一种稳定的硅油基磁流变液及其制备方法”(公开号：CN1959872A)、“一种乙基硅油基磁性液体及其制备方法”(公开号：CN101225233A)，均以硅油作为载液。以硅油为载液制备出来的油基磁流变液价格高、润滑性差、抗磨性差、粘度大、流动性差，不适合作为液压传动介质。
三、发明内容
本发明的目的在于提供一种油基磁流变液压传动介质的制备方法，将50％～65％的矿物油，30％～40％磁性微粒，1％～10％添加剂配比并依次加入，进行搅拌混合，得到油基磁流变液压传动介质。使用该油基磁流变液压传动介质可以实现阀芯的少相对滑动副或无相对滑动副运动，改善液压元件及液压系统的控制性能，能满足大多数液压系统对粘度的要求，满足液压系统中传动介质的使用要求。
本发明按以下质量百分比配方，
矿物油(50％～65％)、磁性微粒(30％～40％)、添加剂(1％～10％)；
所述矿物油为HL液压油、抗磨液压油，其中HL液压油包括N15、N22、N32、N46、N68、N100六个牌号，抗磨液压油包括N22、N32、N46、N68四个牌号；
所述磁性微粒为Fe3O4粉或Fe、Co和Ni的合金粒子粉，其平均粒径为8～15nm；
所述添加剂包括表面活性剂，抗沉降稳定剂，抗氧化剂，表面活性增强剂；
它们分别占总质量百分比为表面活性剂为0.3％～3％，包括油酸或其钠盐，抗沉降稳定剂为0.3％～3％，包括甲基纤维素或蒙脱石，抗氧化剂为0.1％～2％，包括亚硝酸钠或苯甲酸钠，表面活性增强剂为0.3％～2％，包括硅酸钠或月桂酸钠。
本发明按以下步骤完成：
(1)将粒度为8-15nm的磁性微粒加入磁性微粒重量的1-2倍的蒸馏水进行定溶，再按上述配比加入表面活性剂搅拌均匀，搅拌速度200-400r/min，搅拌时间30-60min，得到表面活性剂改性的磁性微粒溶液；
(2)将改性的磁性微粒溶液置于氮气保护的干燥箱中在80-100℃下干燥至水份重量百分含量为5％以下，得到干燥的改性磁性微粒；
(3)将干燥的改性磁性微粒加入到矿物油载液中，在室温下进行搅拌，搅拌速度200-500r/min，搅拌时间2-3小时，得到均匀的悬浮液；
(4)再将抗沉降稳定剂加入到步骤3得到的悬浮液中，在室温下进行搅拌混合，A搅拌速度100-350r/min，搅拌时间1-2h，得到均匀的悬浮液；
(5)将抗氧化剂加入到步骤4得到的悬浮液中，在室温下进行搅拌混合，搅拌速度100-350r/min，搅拌时间1-2h，得到均匀的悬浮液；
(6)将表面活性增强剂加入到步骤5得到的悬浮液中，在室温下进行搅拌混合，搅拌速度100-350r/min，搅拌时间1-2h，得到油基磁流变液压传动介质。
根据不同的配比，得到不同粘度及饱和磁化强度的磁流变液压传动介质。
本发明具备以下优点：
1)油基磁流变液压传动介质可以实现阀芯的少相对滑动副或无相对滑动副运动，改善液压元件及液压系统的控制性能；
2)油基磁流变液压传动介质具有很宽的粘度范围，能满足大多数液压系统对粘度的要求；
3)油基磁流变液压传动介质稳定性能好，抗氧化性能好，使用寿命较长，具有优良的抗磨性、润滑性及密封性。
四、具体实施方式
1kg油基磁流变液压传动介质的配制，其配制步骤为：
实施例1
(1)将350g Fe3O4磁性微粒加入700g蒸馏水中，再加入15g油酸，在室温下机械搅拌，搅拌速度300r/min，搅拌时间60min，得到改性的Fe3O4磁性微粒粉；
(2)将改性的磁性微粒粉置于氮气保护的干燥箱中在低温下进行干燥处理，温度为100℃，干燥至水份重量百分含量为5％以下，得到干燥的改性磁性微粒粉；
(3)将干燥的改性磁性微粒粉加入600g牌号为N 68的HL液压油中，在室温下进行机械搅拌，搅拌速度200r/min，搅拌时间3h，得到均匀的悬浮液；
(4)将15g蒙脱石加入到步骤3得到的悬浮液中，在室温下进行机械搅拌混合，搅拌速度150r/min，搅拌时间2h，得到均匀的悬浮液；
(5)将10g亚硝酸钠加入到步骤4得到的悬浮液中，在室温下进行机械搅拌混合，搅拌速度150r/min，搅拌时间2h，得到均匀的悬浮液；
(6)将10g硅酸钠加入到步骤5得到的悬浮液中，在室温下进行搅拌混合，搅拌速度150r/min，搅拌时间2h，得到油基磁流变液压传动介质。
所得油基磁流变液压传动介质的磁饱和度为29.8emu/g，40℃时粘度为58.6mm2/s。利用液压传动介质综合试验台对油基磁流变液压传动介质进行测试，油基磁流变液压传动介质无沉积和团聚现象，液压系统的抗磨性好，泄漏量少，工作较稳定。
实施例2
(1)将400g Fe3O4磁性微粒加入500g蒸馏水中，再加入15g油酸钠，在室温下机械搅拌，搅拌速度300r/min，搅拌时间60min，得到改性的Fe3O4磁性微粒；
(2)将改性的Fe3O4磁性微粒置于氮气保护的干燥箱中在低温下进行干燥处理，温度为80℃，干燥至水份重量百分含量为5％以下，得到干燥的改性Fe3O4磁性微粒；
(3)将干燥的改性Fe3O4磁性微粒加入550g牌号为N 68的抗磨液压油中，在室温下进行机械搅拌，搅拌速度200r/min，搅拌时间3h，得到均匀的悬浮液；
(4)将15g蒙脱石加入到步骤3得到的悬浮液中，在室温下进行机械搅拌混合，搅拌速度150r/min，搅拌时间2h，得到均匀的悬浮液；
(5)将10g苯甲酸钠加入到步骤4得到的悬浮液中，在室温下进行机械搅拌混合，搅拌速度150r/min，搅拌时间2h，得到均匀的悬浮液；
(6)将10g月桂酸钠加入到步骤5得到的悬浮液中，在室温下进行搅拌混合，搅拌速度150r/min，搅拌时间2h，得到油基磁流变液压传动介质。
所得油基磁流变液压传动介质的磁饱和度为35.3emu/g，40℃时粘度为70.6mm2/s。利用液压传动介质综合试验台对油基磁流变液压传动介质进行测试，油基磁流变液压传动介质无沉积和团聚现象，液压系统的抗磨性好，泄漏量少，工作稳定。
Claims (2)
1.一种油基磁流变液压传动介质的制备方法，其特征在于：
其按以下质量百分比配方，
50％～65％的矿物油、30％～40％磁性微粒、1％～10％添加剂；
其工艺按以下步骤完成，
(1)将粒度为8-15nm的磁性微粒加入磁性微粒重量的1-2倍的蒸馏水进行定溶，再按上述配比加入表面活性剂搅拌均匀，搅拌速度200-400r/min，搅拌时间30-60min，得到表面活性剂改性的磁性微粒溶液；
(2)将改性的磁性微粒溶液置于氮气保护的干燥箱中在80-100℃下干燥至水份重量百分含量为5％以下，得到干燥的改性磁性微粒；
(3)将干燥的改性磁性微粒加入到矿物油载液中，在室温下进行搅拌，搅拌速度200-500r/min，搅拌时间2-3小时，得到均匀的悬浮液；
(4)再将抗沉降稳定剂加入到步骤3得到的悬浮液中，在室温下进行搅拌混合，A搅拌速度100-350r/min，搅拌时间1-2h，得到均匀的悬浮液；
(5)将抗氧化剂加入到步骤4得到的悬浮液中，在室温下进行搅拌混合，搅拌速度100-350r/min，搅拌时间1-2h，得到均匀的悬浮液；
(6)将表面活性增强剂加入到步骤5得到的悬浮液中，在室温下进行搅拌混合，搅拌速度100-350r/min，搅拌时间1-2h，得到油基磁流变液压传动介质。
2.根据权利要求1所述的油基磁流变液压传动介质的制备方法，其特征在于：
所述矿物油为HL液压油或抗磨液压油，其中HL液压油包括N15、N22、N32、N46、N68或N100，抗磨液压油包括N22、N32、N46或N68；
所述磁性微粒为Fe3O4粉或Fe、Co和Ni的合金粒子粉，其平均粒径为8～15nm；
所述添加剂包括表面活性剂，抗沉降稳定剂，抗氧化剂，表面活性增强剂；
它们分别占总质量百分比为表面活性剂为0.3％～3％，包括油酸或其钠盐；抗沉降稳定剂为0.3％～3％，包括甲基纤维素或蒙脱石；抗氧化剂为0.1％～2％，包括亚硝酸钠或苯甲酸钠；表面活性增强剂为0.3％～2％，包括硅酸钠或月桂酸钠。
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