CN104327795B - 剪切增稠液的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的剪切增稠液的制备方法以纳米粒子为STF液体的固相成份，采用非挥发性液体介质和挥发性稀释溶剂配制成混合溶液，在搅拌和超声作用下，将纳米粒子分散到混合溶液中形成乳液，然后在真空条件下脱除稀释溶剂，得到均一、透明、稳定的STF液体，其制备过程简便，可以实现STF液体的大规模制备，为STF液体的商业应用提供了技术基础。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种剪切增稠液的制备方法。
【背景技术】
剪切增稠液体（简称STF液体）是一种非牛顿流体，流体经常成浓缩的胶质悬浮液状，在迅速增加的剪切应力下，液体粘度急剧的增加，甚至由液体转变成固体，并且此过程可逆。这种现象主要归因于液体压力下的粒子刚性结构簇的形成。STF液体的这种特性使其在阻尼减振、变速箱的液力耦合装置、车辆悬架系统和个体防护等多个技术领域具有广泛的应用前景。
STF液体通常是由直径小于1μm的胶体颗粒分散在液体介质中形成的固液悬浮体系，这些固体颗粒包括二氧化硅、碳酸钙，以及聚合物（聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等）的纳米颗粒；液体分散介质为水、乙二醇、聚乙二醇或者硅基聚合物液体。STF液体的特性与液体介质、固体颗粒的种类、表面性质、形状、粒径及分布、含量等因素有关。
STF液体是一种高固相含量的固液悬浮体系，其中固体分散相粒子包括二氧化硅、碳酸钙，以及聚合物（聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等）的纳米颗粒；液体分散介质为水、乙二醇、聚乙二醇或者硅基聚合物液体。目前应用最多的是二氧化硅/聚乙二醇体系，传统制备方法是将纳米二氧化硅颗粒以研磨或缓慢搅拌的形式加入聚合物液体介质中。
尽管STF液体具有上述优异特性，但STF的制备存在一定的技术瓶颈，采用传统方法制备STF液体时往往由于高固相含量纳米粒子的存在导致纳米粒子容易团聚，导致STF胶质悬浮体系容易沉降而不稳定。并且制备费时，仅局限于实验室制备少量的STF液体用于STF液体的基础特性研究，难以实现较大规模的STF液体制备，大大限制了STF液体应用。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种剪切增稠液的制备方法，该剪切增稠液的制备方法过程简便，可以实现STF液体的大规模制备。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种剪切增稠液的制备方法，包括下述步骤：
将非挥发性液体介质和挥发性溶剂混合均匀得到混合溶液；
在所述混合溶液中加入纳米粒子，并进行搅拌、分散以形成乳液；及
脱除所述乳液中挥发性溶剂得到所述剪切增稠液。
在一些实施例中，所述非挥发性液体介质和挥发性溶剂的质量比在1/2～1/6之间。
在一些实施例中，所述非挥发性液体介质为乙二醇、聚乙二醇中至少一种。
在一些实施例中，所述挥发性溶剂为乙醇、乙酸乙酯中至少一种。
在一些实施例中，所述纳米粒子为纳米二氧化硅粒子。
在一些实施例中，所述分散为超声分散，所述超声分散时间为1～2h。
在一些实施例中，其中，脱除所述乳液中挥发性溶剂得到所述剪切增稠液，具体为将所述乳液抽真空2-4小时以脱除所述挥发性溶剂得到所述剪切增稠液。
在一些实施例中，所述剪切增稠液中纳米二氧化硅的质量分数为50%-80%。
采用上述技术方案，本发明的有益效果在于：
本发明提供的剪切增稠液的制备方法以纳米粒子为STF液体的固相成份，采用非挥发性液体介质和挥发性稀释溶剂配制成混合溶液，在搅拌和超声作用下，将纳米粒子分散到混合溶液中形成乳液，然后在真空条件下脱除稀释溶剂，得到均一、透明、稳定的STF液体，其制备过程简便，可以实现STF液体的大规模制备，为STF液体的商业应用提供了技术基础。
【附图说明】
图1为本发明提供的剪切增稠液的制备方法的步骤流程图；
图2为本实施例制备得到的STF液体的流变特性曲线图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的剪切增稠液的制备方法100的步骤流程图，包括：
步骤S110：将非挥发性液体介质和挥发性溶剂混合均匀得到混合溶液；
优选地，非挥发性液体介质和挥发性溶剂的质量比在1/2～1/6之间。
优选地，非挥发性液体介质为乙二醇、聚乙二醇中至少一种。
优选地，挥发性溶剂为乙醇、乙酸乙酯中至少一种。
具体地，将非挥发性液体介质和挥发性溶剂按上述质量比在装有搅拌和超声设备的容器中混合均匀，得到上述混合溶液。
步骤S120：在混合溶液中加入纳米粒子，并进行搅拌、分散以形成乳液；
优选地，纳米粒子为纳米二氧化硅粒子。
优选地，分散为超声分散，所述超声分散时间为1～2h。
具体地，在高速搅拌作用下将计量的纳米粒子如二氧化硅等加入容器中，然后边搅拌并超声分散1-2小时，形成稳定的乳液。
步骤S130：脱除所述乳液中挥发性溶剂得到所述剪切增稠液。
优选地，剪切增稠液中纳米二氧化硅的质量分数为30%-80%。
具体地将所述乳液抽真空2-4h以脱除所述挥发性溶剂得到均一、透明、稳定的剪切增稠液。
本发明提供的剪切增稠液的制备方法以纳米粒子为STF液体的固相成份，采用非挥发性液体介质和挥发性稀释溶剂配制成混合溶液，在搅拌和超声作用下，将纳米粒子分散到混合溶液中形成乳液，然后在真空条件下脱除稀释溶剂，得到均一、透明、稳定的STF液体，其制备过程简便，可以实现STF液体的大规模制备，为STF液体的商业应用提供了技术基础。
以下通过实施例进一步阐述本发明，这些实施例仅用于举例说明的目的，并没有限制本发明的范围。除注明的具体条件外，实施例中的试验方法均按照常规条件进行。
实施例
定量取600g乙二醇和1200g乙醇加入3L容器中搅拌混合均匀；称取1300g纳米二氧化硅粒子，在搅拌和超声作用下加入上述混合溶液中，搅拌和超声分散1-2小时直至形成均匀的白色乳液；将上述乳液移至带有真空系统的容器中，真空脱除挥发性溶剂约2-4小时直至无气泡产生；关闭真空系统，破真空至常压，即获得设计组成的剪切增稠液体，可以理解，通过改变乙二醇、乙醇及纳米二氧化硅粒子的质量，利用上述方法可以制备各种比例高固相含量的剪切增稠液体。
请参阅图2，为本实施例制备得到的各个固相含量的STF液体的流变特性曲线图，从图2中可以看出具有显著的剪切增稠效果（图中纵坐标为液体粘度，横坐标为剪切速率）。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (1)
1.一种剪切增稠液的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
取600g乙二醇和1200g乙醇加入3L容器中搅拌混合均匀；称取1300g纳米二氧化硅粒子，在搅拌和超声作用下加入上述混合溶液中，搅拌和超声分散1-2小时直至形成均匀的白色乳液；将上述乳液移至带有真空系统的容器中，真空脱除挥发性溶剂2-4小时直至无气泡产生；关闭真空系统，至真空至常压，即获得剪切增稠液体。
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| CN108130043B (zh) * | 2016-12-01 | 2020-06-05 | 盐城工学院 | 一种二氧化硅和聚乙二醇增稠分散体系的制备方法 |
| CN106674421B (zh) * | 2017-01-05 | 2018-08-14 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 一种抗冲击剪切增稠液体凝胶的制备方法 |
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| CN107814380B (zh) * | 2017-10-27 | 2019-07-23 | 中南民族大学 | 利用剪切增稠体系剥离石墨制备石墨烯的方法 |
| CN108047822B (zh) * | 2017-10-27 | 2019-09-03 | 广东烯谷碳源新材料有限公司 | 利用剪切增稠体系剥离石墨制备石墨烯导热散热复合材料的方法 |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101130926A (zh) * | 2007-08-03 | 2008-02-27 | 深圳国际技术创新研究院 | 软体防刺材料及软体防刺复合结构 |
| CN102191680A (zh) * | 2011-03-15 | 2011-09-21 | 深圳航天科技创新研究院 | 一种基于SiO2微纳米球的剪切增稠流体的制备方法 |
| CN103422341A (zh) * | 2012-05-15 | 2013-12-04 | 常熟宝盾高性能纤维材料制品有限公司 | 一种剪切增稠液的制备方法 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101130926A (zh) * | 2007-08-03 | 2008-02-27 | 深圳国际技术创新研究院 | 软体防刺材料及软体防刺复合结构 |
| CN102191680A (zh) * | 2011-03-15 | 2011-09-21 | 深圳航天科技创新研究院 | 一种基于SiO2微纳米球的剪切增稠流体的制备方法 |
| CN103422341A (zh) * | 2012-05-15 | 2013-12-04 | 常熟宝盾高性能纤维材料制品有限公司 | 一种剪切增稠液的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
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|---|
| STF增强芳纶防护材料的制备及性能;钟发春，等;《全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(下)》;20111210;第1037-1042页 * |
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