CN103337330A - 一种pao油基磁流体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚α烯烃（PAO）油基磁流体的制备方法，所述的PAO油基磁流体是将四氧化三铁良好的分散在PAO油中，其制备方法为利用原位沉淀法合成纳米四氧化三铁磁性颗粒，且在合成的同时利用脂肪酸类表面活性剂进行修饰，然后用水和酒精交替清洗最后得到的磁颗粒能够分散在过渡液中，最后利用过渡液将辅助分散表面活性剂、载液和磁颗粒互溶，在加热的过程中去除过渡液，得到分散效果好的PAO油基磁流体。本发明的PAO油作为液相载体粘度分布范围广，适应性强；采用过渡液使磁颗粒能够转移到载液中并较好地分散；得到的PAO油基磁流体适用于真空动态密封、扬声器的音圈散热等。
Description
技术领域
本发明涉及一种PAO油基磁流体的制备方法，属于纳米科学技术及材料制备技术领域。
背景技术
磁流体是20世纪60年代中期由美国国家航天局发明的一种功能材料，主要由磁性纳米粒子、表面活性剂以及液相载体三部分组成。纳米粒子可稳定存在于液相载体中不会发生团聚和沉淀。由于其具有超顺磁特性，因此可在外加磁场作用下快速响应。磁流体可应用于工业各个方面如真空密封，阻尼，润滑，散热等。
PAO油即聚α-烯烃是由化学全合成方法制备的烃类润滑油，由于它是由碳和氢两种元素组成，与矿物润滑油相同，因此，具有许多与矿物油类似的性能。另一方面，它们又具有一些优于矿物油的特性，在工业上得到广泛的应用。与相同粘度的矿物油相比，合成油的挥发性较低。这是由于合成油一般是一种纯化合物，其沸点范围较窄，而矿物油是一段馏分油，其中既含有小分子，又含有大分子，在一定温度下，其轻馏分（小分子）易挥发。
由于PAO油的结构不属于直链烷烃而且聚合度范围宽泛，所以可以根据其不同的聚合度制备出不同粘度范围的磁流体满足不同需求的扬声器散热和真空密封。
发明内容
本发明的目的在于提供一种PAO油基磁流体，以PAO油作为载液，还包括纳米四氧化三铁磁性颗粒、脂肪酸类表面活性剂和辅助分散表面活性剂。
本发明的另一目的是提供一种PAO油基磁流体的制备方法，采用一种与修饰的磁颗粒和载液均能互溶的过渡液，使磁颗粒能够转移到载液中并较好地分散。
为解决上述技术问题，采用如下技术方案实现：
一种PAO油基磁流体的制备方法，利用原位沉淀法合成纳米四氧化三铁磁性颗粒，在合成的同时利用脂肪酸类表面活性剂进行修饰，然后用水和酒精交替清洗，最后得到的磁颗粒能分散在过渡液中，最后利用过渡液将辅助分散表面活性剂、聚α烯烃载液和磁颗粒互溶，在加热的过程中去除过渡液，得到分散效果好的PAO油基磁流体。
所述纳米四氧化三铁磁性颗粒的粒径为8～12纳米，优选的为10纳米。
所述聚α烯烃聚合单体分子式R-CH=CH2，R=4～40，聚合度n=5～100。
所述脂肪酸类表面活性剂为硬脂酸、油酸。
所述过渡液为C5-C10直链结构或带有环形结构，所述的过渡液为小分子结构，沸点低于150℃。
所述辅助分散表面活性剂的结构为PIB-X，其中PIB为聚异丁烯，X= NH2 ，CONH2或 
。
所述加热过程的温度为150℃。
所述第一表面活性剂与磁颗粒的质量比为0.45：1，辅助分散表面活性剂与磁颗粒的质量比为0.3：1。
本发明的有益效果：
1、本发明的PAO油基磁流体，磁颗粒经过第一表面活性剂修饰过，不容易氧化；
2、采用过渡的方法，利用相似相溶的原理，选取的过渡液既可以和修饰的磁颗粒互溶也可以和载液互溶，使用过渡液在加热过程中磁颗粒和辅助表面活性剂、载液是互溶的，分散效果比直接加热要好；
3、所使用的过渡液为小分子结构，沸点低，便于在后期加热过程中除去；
4、使用辅助分散表面活性剂，增强分散效果。
具体实施例
实施例1
按1：2的摩尔比配制二价铁盐FeCl2和三价铁盐FeCl3，在反应温度80℃下加入由16ML油酸配制的酒精氨水混合液，然后加入沉淀剂氨水95ML，80℃反应1h后加入盐酸调节PH至6，经蒸馏水和酒精交替清洗后在磁场作用下去除上层液体，加入适当的过渡液庚烷，磁颗粒溶在过渡液中，再在磁场作用下去除多余的水等杂质，取少量液体测得磁颗粒的含量，最后加入一定量的PAO4和第二表面活性剂X= NH2经150℃加热分散后制得PAO油基磁流体。
实施例2
按1：2的摩尔比配制二价铁盐FeCl2和三价铁盐FeCl3，在反应温度80℃下加入由16ML油酸配制的酒精氨水混合液，然后加入沉淀剂氨水95ML，80℃反应1h后加入盐酸调节PH至6，经蒸馏水和酒精交替清洗后在磁场作用下去除上层液体，加入适当的过渡液环己烷，磁颗粒溶在过渡液中，再在磁场作用下去除多余的水等杂质，取少量液体测得磁颗粒的含量，最后加入一定量的PAO10和第二表面活性剂X= CONH2经150℃加热分散后制得PAO油基磁流体。
实施例3
按1：2的摩尔比配制二价铁盐FeCl2、三价铁盐FeCl3，在反应温度80℃下加入由16ML油酸配制的酒精氨水混合液，然后加入沉淀剂氨水95ML，80℃反应1h后加入盐酸调节PH至6，经蒸馏水和酒精交替清洗后在磁场作用下去除上层液体，加入适当的过渡液辛烷，磁颗粒溶在过渡液中，再在磁场作用下去除多余的水等杂质，取少量液体测得磁颗粒的含量，最后加入一定量的PAO25和第二表面活性剂X为丁二酰亚胺，经150℃加热分散后制得PAO油基磁流体。
本发明可用不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述，上述实施方案仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的构思和保护范围进行限定，本发明的普通技术人员对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (11)
1.一种PAO油基磁流体，由磁性纳米粒子、表面活性剂以及液相载体三部分组成，其特征在于：包括纳米四氧化三铁磁性颗粒、脂肪酸类表面活性剂、聚α烯烃载液和辅助分散表面活性剂。
2.一种实现权利要求1所述的一种PAO油基磁流体的制备方法，其特征在于：利用原位沉淀法合成纳米四氧化三铁磁性颗粒，在合成的同时利用脂肪酸类表面活性剂进行修饰，然后用水和酒精交替清洗最后得到的磁颗粒能分散在过渡液中，最后利用过渡液将辅助分散表面活性剂、聚α烯烃载液和磁颗粒互溶，在加热的过程中去除过渡液得到分散效果好的PAO油基磁流体。
3.根据权利要求2所述的一种PAO油基磁流体的制备方法，其特征在于：其特征在于：所述纳米四氧化三铁磁性颗粒的粒径为8～12纳米。
4.根据权利要求3所述的一种PAO油基磁流体的制备方法，其特征在于：所述纳米四氧化三铁磁性颗粒的粒径为10纳米。
5.根据权利要求2所述的一种PAO油基磁流体的制备方法，其特征在于：所述的聚α烯烃聚合单体分子式R-CH=CH2，R=4～40，聚合度n=5～100。
6.根据权利要求2 所述的一种PAO油基磁流体的制备方法，其特征在于：所述的脂肪酸类表面活性剂为硬脂酸、油酸。
7.根据权利要求2 所述的一种PAO油基磁流体的制备方法，其特征在于：所述的过渡液为C5-C10直链结构或带有环形结构。
8.根据权利要求2或7所述的一种PAO油基磁流体的制备方法，其特征在于：所述的过渡液为小分子结构，沸点低于150℃。
9.根据权利要求2 所述的一种PAO油基磁流体的制备方法，其特征在于：所述的辅助分散表面活性剂的结构为PIB-X，其中PIB为聚异丁烯，X= NH2 ，CONH2或 
。
10.根据权利要求2 所述的一种PAO油基磁流体的制备方法，其特征在于：所述加热过程的加热温度为150℃。
11.根据权利要求2 所述的一种PAO油基磁流体的制备方法，其特征在于：所述的第一表面活性剂与磁颗粒的质量比为0.45：1，辅助分散表面活性剂与磁颗粒的质量比为0.3：1。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 226000 Jiangsu city of Nantong Province, Nantong economic and Technological Development Zone, Road No. 1692 building 10 Yuan electric machine on the east side of the bottom Applicant after: JIANGSU HINANO PRECISION ASSEMBLY Co.,Ltd. Address before: 226000 Jiangsu city of Nantong province Nantong michimori economic and Technological Development Zone, Road No. 188 B block 4 layer Applicant before: HINANO PRECISION ASSEMBLY & NANO MATERIALS Co.,Ltd. |
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| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Yang Yang Inventor before: He Xiaoxiang Inventor before: Zhou Jianqiang Inventor before: Yang Yang |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: JIANGSU HINANO PRECISION ASSEMBLY + NANO MATERIALS CO., LTD. TO: JIANGSU HINANO PRECISION EQUIPMENT CO., LTD. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180313 Address after: Tongsheng Road Development Zone 226010 Jiangsu city in Nantong Province, 188 block B No. four Jiangsu airuite Ecological Technology Co. Ltd. Patentee after: JIANGSU AIRUITE ECOLOGICAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: 226000 Jiangsu city of Nantong Province, Nantong economic and Technological Development Zone, Road No. 1692 building 10 Yuan electric machine on the east side of the bottom Patentee before: JIANGSU HINANO PRECISION ASSEMBLY Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220811 Address after: 226400 a203-2, Haixin building, No. 111, Huanghe Road, Rudong County, Nantong City, Jiangsu Province Patentee after: Nantong Huanan Intelligent Technology Co.,Ltd. Address before: 226010 Jiangsu arete Ecological Technology Co., Ltd., 4th floor, block B, 188 Tongsheng Avenue, Nantong Development Zone, Jiangsu Province Patentee before: JIANGSU AIRUITE ECOLOGICAL TECHNOLOGY CO.,LTD. |