CN111269740A - 磁流变液组合物及其制备方法 - Google Patents

磁流变液组合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了磁流变液组合物及其制备方法。该磁流变液组合物包括磁响应粒子、高触变体系、减摩抗磨剂和抗氧剂，其中，高触变体系包括活化剂、有机蒙脱土和有机表面改性剂。本发明所提出的磁流变液组合物中，活化剂通过插层作用使有机蒙脱土形成可逆三维网络结构的稳定触变体系，能够更有效地支撑磁响应粒子，其屈服应力高而零场粘度低，且还能实现软沉降，并且，表面改性剂分子结构中部分与高触变体系中的基载液的重复单元结构相似，使磁响应粒子通过表面改性剂与基载液的兼容性增加，从而在沉降后稍施加外力即可再次均匀分散的功能。

Description

磁流变液组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及智能材料技术领域，具体的，本发明涉及磁流变液组合物及其制备方法。
背景技术
磁流变液，是一种将微米或纳米级尺度的磁响应粒子按照一定的比例分散在基载液中制备而成的一种智能材料，并可以通过外加磁场实现连续、迅速且可逆地实时控制其力学性能，因此，磁流变液在振动控制、传动装置、抛光装置和智能结构等领域具有广泛应用前景。
不过，磁流变液是一个热力学不稳定体系，磁响应粒子与其它组分的密度差很大，所以非常容易出现沉降问题。在保证整体粘度不太高的情况下，目前主要通过表面改性磁响应粒子，如此，一方面增加磁响应粒子与其他组份的相容性而提高稳定性，另一方面是表面包覆一层高分子材料(例如聚苯乙烯PS)来降低磁性粒子的整体密度。
但是，表面改性用到的有机溶剂会造成环境污染，此外，磁响应粒子被包覆后的磁流变效应也会大幅度降低。所以，还有研究通过加入二氧化硅、硅藻土等作为触变剂形成触变网络来支撑磁响应粒子降低沉降率。只不过上述研究主要集中在沉降率方面的改善，而不稳定体系的沉降是不可避免的，所以磁流变液的再分散性更应成为关注点。
因此，磁流变液还有待进一步进行改性。
发明内容
本发明是基于发明人的下列发现而完成的：
本发明的发明人针对现阶段的磁流变液容易沉降，且长时间沉降后易形成板结等失效问题，提出了一种易再分散的稳定磁流变液，利用分子链中部分结构与合成油基载液的结构单元相似的有机表面改性剂(例如癸酸酯)，尤其是酯类，一方面(其中与基载液的结构单元相似的烷基，因为相似相容原理)能有效增加与基载液的兼容性，另一方面极性基团(酯基部分)容易吸附在磁响应粒子表面，或者与磁响应粒子表面其它成分键合，(加入癸酸酯这样的特殊结构的物质可以有效)防止磁响应粒子自身团聚且减小基载液与磁响应粒子的密度差，(增加基载液与磁响应粒子的相容性)。另外，其中的酯基与高效触变剂一起形成的可逆的三维氢键网络能有支撑磁响应粒子，从而实现磁流变液中磁响应粒子的软沉降，以及沉降后再次分散。以此来获得一种软沉降且易再分散的，具有高剪切应力和屈服应力、低零场粘度的磁流变液。具体的，该磁流变液在静置6个月后沉降率仅为26％，远小于Lord公司同密度的磁流变液的35.6％，且沉淀物松软无板结，并且稍加搅拌即可再次分散均匀，而零场粘度和屈服应力与沉降前相比基本无变化。适用于航空航天、航母、汽车工程，机械工程，尤其是需要提供低零场粘度磁流变效应大的工程领域。
在本发明的第一方面，本发明提出了一种磁流变液组合物。
根据本发明的实施例，所述磁流变液组合物包括磁响应粒子、高触变体系、减摩抗磨剂和抗氧剂，其中，所述高触变体系包括活化剂、有机蒙脱土和有机表面改性剂。
本发明实施例的磁流变液组合物中，活化剂通过插层作用使有机蒙脱土形成可逆三维网络结构的高效触变体系，能够更有效地支撑磁响应粒子，使磁流变液组合物的屈服应力高而零场粘度低，且还能实现软沉降，并且，表面改性剂分子结构中部分与高触变体系中的基载液的重复单元结构相似，使磁响应粒子通过表面改性剂与基载液的兼容性增加，从而在沉降后稍施加外力即可再次均匀分散的功能。
另外，根据本发明上述实施例的磁流变液组合物，还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的实施例，所述磁流变液组合物的零场粘度不大于0.35Pa·s且屈服应力不小于80kPa。
根据本发明的实施例，基于所述磁流变液组合物的总重量，所述磁响应粒子的含量为 30～90wt％，所述高触变体系的含量为10～80wt％，所述减摩抗磨剂和所述抗氧剂的总含量为0.1～8wt％。
根据本发明的实施例，所述磁响应粒子包括铁粉、铁的氧化物、羰基铁粉、氮化铁和碳化铁中的至少一种；所述减摩抗磨剂包括石墨、二硫化钼、有机钼化合物、氯磷化合物和氯硫化合物中的至少一种；所述抗氧剂包括有机磷化合物、有机钼化合物、烷基硫代氨基甲酸锌和铜化合物中的至少一种。
根据本发明的实施例，所述高触变体系包括基载液、所述有机表面改性剂、触变剂和所述活化剂；其中，所述触变剂包括所述有机蒙脱土。
根据本发明的实施例，所述基载液包括聚烯烃合成油；所述有机表面改性剂包括硬脂酸、偶联剂、烷基胺磷酸酯、癸酸酯和烷氧基硫代磷酸盐中的至少一种；所述活化剂包括甲醇、乙醇、丙酮和碳酸丙烯酯中的至少一种。
根据本发明的实施例，所述触变剂进一步包括改性硅藻土、气相二氧化硅和黏土中的至少一种。
根据本发明的实施例，基于所述磁流变液组合物的总重量，所述基载液的含量为8～75wt％，所述有机表面改性剂的含量为0.1～6wt％，所述触变剂的含量为0.3～6wt％，所述活化剂的含量为0.3～6wt％。
在本发明的第二方面，本发明提出了一种制备磁流变液组合物的方法。
根据本发明的实施例，所述方法包括：(1)将有机表面改性剂加入到基载液中，并搅拌混合，其中，所述有机表面改性剂的添加量为0.1～6wt％；(2)将减摩抗磨剂加入到所述基载液中，并搅拌混合，其中，所述减摩抗磨剂的添加量为0.1～8wt％；(3)将抗氧剂加入到所述基载液中，并搅拌混合，其中，所述抗氧剂的添加量为0.05～8wt％；(4)将活化剂加入到所述基载液中，并搅拌混合，其中，所述活化剂的添加量为0.3～6wt％；(5)将触变剂加入到所述基载液中，并搅拌混合，其中，所述触变剂的添加量为0.3～6wt％；(6)将磁响应粒子加入到所述基载液中，并搅拌混合，其中，所述磁响应粒子的添加量为30～90wt％。
采用本发明实施例的制备方法，可制备出屈服应力高、零场粘度低、软沉降且沉降后易再次分散的磁流变液组合物。
另外，根据本发明上述实施例的制备方法，还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的实施例，步骤(1)～(5)中的所述搅拌混合是在20～70摄氏度下以300～600rpm的搅拌速率混合0.5～2小时。
根据本发明的实施例，步骤(6)中的所述搅拌混合，是在20～70摄氏度下先以300～600rpm 的搅拌速率混合0.5～2小时，再以800～2500rpm的搅拌速率混合1小时。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述的方面结合下面附图对实施例的描述进行解释，其中：
图1是本发明一个实施例的制备磁流变液组合物的方法流程示意图；
图2是本发明两个实施例和三个对比例的沉降率对比图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，本技术领域人员会理解，下面实施例旨在用于解释本发明，而不应视为对本发明的限制。除非特别说明，在下面实施例中没有明确描述具体技术或条件的，本领域技术人员可以按照本领域内的常用的技术或条件或按照产品说明书进行。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种磁流变液组合物。
根据本发明的实施例，磁流变液组合物包括磁响应粒子A、高触变体系B、减摩抗磨剂 C和抗氧剂D，其中，高触变体系B包括活化剂、有机蒙脱土和有机表面改性剂。需要说明的是，“高触变体系”具体是指具有零场粘度低且屈服应力高的触变效果的添加剂组合。
本发明的发明人特意选择层状结构的有机蒙脱土，其在搅拌过程中可以形成以可逆氢键为主的三维网状结构，从而为磁流变液组合物带来高效的触变效果；此外，有机蒙脱土作为附聚的薄层堆，在剪切力的作用下使溶剂或基料渗入毛细管状缝隙而润湿，导致薄层堆的剪附聚，这时通常体系粘度增加，然后仍在剪切力下，加入极性活化剂(例如95％乙醇)，并继续剪切以完成氢键，从而使薄层堆完全分离，进而形成凝胶结构。所以，活化剂还可使有机蒙脱土形成的三维网状结构更稳定，从而能够更长期地支撑磁响应粒子A，而有机表面改性剂的极性基团容易吸附在磁响应粒子A表面，或与磁响应粒子A表面其他成分形成键合，可以防止磁响应粒子A自身团聚，且还能减小磁响应粒子A与基载液之间的密度差；并且，有机表面改性剂与有机蒙脱土一起形成的可逆的三维氢键网络能长期支撑磁响应粒子A，从而实现磁流变液中磁响应粒子的软沉降，以及沉降后再次分散的功能。
在本发明的一些实施例中，磁流变液组合物的零场粘度可以不大于0.35Pa·s且屈服应力不小于80kPa，如此，通过添加有机表面改性剂和有机蒙脱土，可使磁流变液组合物的屈服应力更高而零场粘度更低，从而实现高效的触变效果。
在本发明的一些实施例中，基于磁流变液组合物的总重量，磁响应粒子A的含量可以为30～90wt％，高触变体系B的含量可以为10～80wt％，减摩抗磨剂C和抗氧剂D的总含量可以为0.1～8wt％。如此，可使磁流变液组合物的零场粘度小于0.35Pa·s且屈服应力大于80kPa。
根据本发明的实施例，磁响应粒子A可以包括铁粉、铁的氧化物、羰基铁粉、氮化铁和碳化铁中的至少一种，具体例如平均粒径为0.01-100微米的磁响应粒子，其中平均粒径在1.0-15微米之间最优。根据本发明的实施例，减摩抗磨剂C可以包括石墨、二硫化钼、有机钼化合物、氯磷化合物和氯硫化合物中的至少一种，具体例如二硫化钼；根据本发明的实施例，抗氧剂D可以包括有机磷化合物、有机钼化合物、烷基硫代氨基甲酸锌和铜化合物中的至少一种，具体例如二烷基二硫代磷酸锌等有机磷化合物。
在本发明的一些实施例中，高触变体系B可以包括基载液B1、有机表面改性剂B2、触变剂B3和活化剂B4；其中，触变剂B3包括有机蒙脱土，如此，可使磁响应粒子A悬浮在基载液B1中，有机表面改性剂B2和有机蒙脱土等触变剂B3形成可逆的三维氢键网络支撑磁响应粒子A，而活化剂B4使触变剂有机蒙脱土片层之间更大程度的打开，形成更加致密稳定的三维氢键网络，有效防止磁性粒子的沉降。在一些具体示例中，触变剂B3除了包括有机蒙脱土以外，还可以进一步包括改性硅藻土、气相二氧化硅和黏土中的至少一种。在本发明的一些实施例中，基于磁流变液组合物的总重量，触变剂B3的含量可以为0.3～6wt％，如此，采用上述添加量的触变剂B3可使磁流变液组合物具有更好的触变效果。
根据本发明的实施例，基载液B1可以包括聚烯烃合成油。在本发明的一些实施例中，基于磁流变液组合物的总重量，基载液B1的含量可以为8～75wt％，如此，采用上述添加量的油基载液B1可使磁响应粒子A分散更均匀。
根据本发明的实施例，有机表面改性剂B2可以包括硬脂酸、偶联剂、烷基胺磷酸酯、癸酸酯和烷氧基硫代磷酸盐中的至少一种。在一些具体示例中，对于聚烯烃合成油的基载液B1，有机表面改性剂B2可以为分子结构中有与基载液B1分子结构单元部分相似的癸酸酯，如此，有机表面改性剂B2中的酯基，能够有效地增加有机表面改性剂B2与基载液B1 的兼容性，从而使磁流变液组合物的长期沉降率更低。在另一些具体示例中，有机表面改性剂B2也可以选择烷氧基硫代磷酸盐，有机表面改性剂B2中的烷氧基同样可以增加有机表面改性剂B2与基载液B1的兼容性，从而使磁流变液组合物静置6个月后的沉降率仍小于30％。在本发明的一些实施例中，基于磁流变液组合物的总重量，有机表面改性剂B2的含量可以为0.1～6wt％，如此，采用少量的有机表面改性剂B2即可使磁响应粒子A的悬浮稳定性更长期。
根据本发明的实施例，活化剂B4包括甲醇、乙醇、丙酮和碳酸丙烯酯中的至少一种，具体例如乙醇。在本发明的一些实施例中，基于磁流变液组合物的总重量，活化剂B4的含量可以为0.3～6wt％，如此，采用少量的活化剂B4，适量地加入极性活化剂，可移动到有机蒙脱土薄层堆表面，使薄层分离地更远，削弱了使其密切结合在一起的范德华力，在剪切力下将薄层完全分离，显现了有机蒙脱土的高度凝胶强度；如果极性活化剂加入不足，薄层尚未完全分离，造成了凝胶强度低；如果极性活化剂加入过量，多余的极性活化剂移动到了有机蒙脱土薄层边缘，对其氢键键合有干扰，从而削弱了其凝胶的强度。
综上所述，根据本发明的实施例，本发明提出了一种磁流变液组合物中，活化剂通过插层作用使有机蒙脱土形成可逆三维网络结构的稳定触变体系，能够更有效地支撑磁响应粒子，使磁流变液组合物的屈服应力高而零场粘度低，且还能实现软沉降，并且，表面改性剂分子结构中部分与高触变体系中的基载液的重复单元结构相似，使磁响应粒子通过表面改性剂与基载液的兼容性增加，从而在沉降后稍施加外力即可再次均匀分散的功能。
在本发明的另一个方面，本发明提出了一种制备磁流变液组合物的方法。根据本发明的实施例，参考图1，该制备方法包括：
S100：将有机表面改性剂加入到基载液中，并搅拌混合。
在该步骤中，先将有机表面改性剂加入到基载液中，并搅拌混合，其中，有机表面改性剂的添加量为0.1～6wt％。
在本发明的一些实施例中，搅拌混合可以是先在20～70摄氏度下以300～600rpm的搅拌速率混合0.5～2小时，再以800～2500rpm的搅拌速率混合1小时，如此，可使烷氧基硫代磷酸盐充分地溶解于基载液中，与后续加入的有机蒙脱土形成可逆的三维氢键网络。
S200：将减摩抗磨剂加入到基载液中，并搅拌混合。
在该步骤中，继续将减摩抗磨剂加入到基载液中，并搅拌混合，其中，减摩抗磨剂的添加量可以为0.1～8wt％。
在本发明的一些实施例中，搅拌混合可以是在20～70摄氏度下以300～600rpm的搅拌速率混合0.5～2小时，如此，可使二硫化钼等减摩抗磨剂粉体充分地均匀悬浮于基载液中，防止减摩抗磨剂团聚。
S300：将抗氧剂加入到基载液中，并搅拌混合。
在该步骤中，然后将抗氧剂加入到基载液中，并搅拌混合，其中，抗氧剂的添加量可以为0.05～8wt％。
在本发明的一些实施例中，搅拌混合可以是在20～70摄氏度下以300～600rpm的搅拌速率混合0.5～2小时，如此，可使有机磷化合物等抗氧剂均匀地分散于基载液中。
S400：将活化剂加入到基载液中，并搅拌混合。
在该步骤中，再将活化剂加入到基载液中，并搅拌混合，其中，活化剂的添加量为0.3～6wt％。
在本发明的一些实施例中，搅拌混合可以是在20～70摄氏度下以300～600rpm的搅拌速率混合0.5～2小时，如此，可使烷氧基硫代磷酸盐等活化剂充分地溶解于基载液中。
S500：将触变剂加入到所述基载液中，并搅拌混合。
在该步骤中，将触变剂加入到基载液中，并搅拌混合，其中，触变剂的添加量为0.3～6wt％。
在本发明的一些实施例中，搅拌混合可以是在20～70摄氏度下以300～600rpm的搅拌速率混合0.5～2小时，如此，可使片有机蒙脱土等触变剂均匀地分散于基载液中。
S600：将磁响应粒子加入到基载液中，并搅拌混合。
在该步骤中，最后将磁响应粒子加入到基载液中，并搅拌混合，其中，磁响应粒子的添加量为30～90wt％。
在本发明的一些实施例中，搅拌混合可以是在20～70摄氏度下，先以300～600rpm的搅拌速率混合0.5～2小时，再在800～2500rpm的高速下搅拌混合1小时，如此，可使平均粒径在1～15微米的磁响应粒子均匀地悬浮于基载液中。
综上所述，根据本发明的实施例，本发明提出了一种制备方法，可制备出屈服应力高、零场粘度低、软沉降且沉降后易再次分散的磁流变液组合物。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例1
在该实施例中，制备出磁流变液组合物。具体的步骤如下：
在60℃下，先将2.9g(添加量0.45wt％)表面改性剂癸酸酯，加入到111.2g(含量17.1wt％) 合成油基载液中得到悬浮液，并搅拌混合0.5小时；再将4.6g(添加量0.7wt％)减摩抗磨剂二硫化钼加入到悬浮液中，搅拌混合0.5小时；然后加入2.0g(添加量0.3wt％)抗氧剂二烷基二硫代磷酸锌，搅拌混合0.5小时；继续将2.9g(添加量0.45wt％)活化剂乙醇加入到悬浮液中，并将6.5g(添加量1.0wt％)触变剂有机蒙脱土也加入到悬浮液中，搅拌混合 1小时；最后将520.0g(添加量80％)平均粒径为3微米的磁响应粒子加入到悬浮液中，并搅拌混合1.5小时，可获得磁流变液组合物。
实施例2
在该实施例中，按照与实施例1基本相同的方法和条件，制备出磁流变液组合物。区别在于，在该实施例中，在45℃下，合成油基载液的加入量为110.5g(含量为17.0wt％)，二硫化钼的加入量为3.9g(含量0.6wt％)，二烷基二硫代磷酸锌的加入量为3.3g(含量0.5wt％)。
对比例1
在该对比例中，按照与实施例1基本相同的方法和条件，制备出磁流变液组合物。区别在于，在该对比例中，不添加表面改性剂癸酸酯，且合成油基载液的加入量为113.4g(含量为17.4wt％)。
对比例2
在该对比例中，按照与实施例1基本相同的方法和条件，制备出磁流变液组合物。区别在于，在该对比例中，触变剂选择二氧化硅。
对比例3
在该对比例中，采用市购的磁流变液组合物，其牌号为132DG，其厂家为洛德(Lord) 公司。
实施例3
在该实施例中，将实施例1～2和对比例1～3中的磁流变液组合物都静置6个月，获得静置后的沉降率和阻力等级，并分别测试出6个月前后的零场粘度和屈服应力。具体的，将各组磁流变液分别置于10mL的量筒中，在20℃条件下静置6个月后观察其沉降率，沉降率即上清液的高度与总高度(10mL)的比值；而阻力等级为搅动磁流变液时人为感受到的阻碍程度。
该实施例的沉降率结果如图2所示。从图2可看出，静置6个月后，添加有机蒙脱土和有机表面改性剂的实施例1和实施例2的沉降率都小于30％，而未添加有机表面改性剂的对比例1的沉降率为34％，仅选择二氧化硅作为触变剂的对比例2的沉降率高达46％，而Lord公司的对比例3的沉降率为35.6％。说明同时添加有机蒙脱土和有机表面改性剂，可使磁流变液组合物的长期稳定性更好。
该实施例的零场粘度和屈服应力结果，如表1所示。从表1可看出，该制备好的磁流变液组合物，实施例1和2的零场粘度都明显低于对比例1和2，而屈服应力都相近似；静置6个月之后，实施例1和2的零场粘度仅增加了0.05Pa·s，且屈服应力仅降低了0.05 和0.06kPa，但是，对比例1的零场粘度增加了0.2Pa·s而屈服应力降低了8kPa，对比例2 的零场粘度增加了0.5Pa·s而屈服应力降低了20kPa。这些都说明，有机表面改性剂与有机蒙脱土一起形成的可逆的三维氢键网络能长期支撑磁响应粒子。
表1.两个实施例和两个对比例静置前后的零场粘度和屈服应力
Figure RE-GDA0002478605770000081
该实施例的阻力等级结果，如表2所示。从表2可看出，静置6个月之后，实施例1 和2的阻力等级很小；而对比例1和2不仅零场粘度增加且屈服应力降低，并且阻力等级也明显增加，说明其长期静置后触变效果变差。同时还说明同时添加有机蒙脱土和有机表面改性剂，可使磁流变液长期沉降后再分散时的阻力减小。
表2.两个实施例和两个对比例静置后的阻力等级
性能 实施例1 实施例2 对比例1 对比例2
阻力 很小 很小 小 很大
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种磁流变液组合物，其特征在于，包括磁响应粒子、高触变体系、减摩抗磨剂和抗氧剂，其中，所述高触变体系包括活化剂、有机蒙脱土和有机表面改性剂。
2.根据权利要求1所述的磁流变液组合物，其特征在于，所述磁流变液组合物的零场粘度不大于0.35Pa·s且屈服应力不小于80kPa。
3.根据权利要求1所述的磁流变液组合物，其特征在于，基于所述磁流变液组合物的总重量，
所述磁响应粒子的含量为30～90wt％，
所述高触变体系的含量为10～80wt％，
所述减摩抗磨剂和所述抗氧剂的总含量为0.1～8wt％。
4.根据权利要求1所述的磁流变液组合物，其特征在于，
所述磁响应粒子包括铁粉、铁的氧化物、羰基铁粉、氮化铁和碳化铁中的至少一种；
所述减摩抗磨剂包括石墨、二硫化钼、有机钼化合物、氯磷化合物和氯硫化合物中的至少一种；
所述抗氧剂包括有机磷化合物、有机钼化合物、烷基硫代氨基甲酸锌和铜化合物中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的磁流变液组合物，其特征在于，所述高触变体系包括基载液、所述有机表面改性剂、触变剂和所述活化剂；其中，所述触变剂包括所述有机蒙脱土。
6.根据权利要求5所述的磁流变液组合物，其特征在于，
所述基载液包括聚烯烃合成油；
所述有机表面改性剂包括硬脂酸、偶联剂、烷基胺磷酸酯、癸酸酯和烷氧基硫代磷酸盐中的至少一种；
所述活化剂包括甲醇、乙醇、丙酮和碳酸丙烯酯中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的磁流变液组合物，其特征在于，所述触变剂进一步包括改性硅藻土、气相二氧化硅和黏土中的至少一种。
8.根据权利要求5所述的磁流变液组合物，其特征在于，基于所述磁流变液组合物的总重量，
所述基载液的含量为8～75wt％，
所述有机表面改性剂的含量为0.1～6wt％，
所述触变剂的含量为0.3～6wt％，
所述活化剂的含量为0.3～6wt％。
9.一种制备磁流变液组合物的方法，其特征在于，包括：
(1)将有机表面改性剂加入到基载液中，并搅拌混合，其中，所述有机表面改性剂的添加量为0.1～6wt％；
(2)将减摩抗磨剂加入到所述基载液中，并搅拌混合，其中，所述减摩抗磨剂的添加量为0.1～8wt％；
(3)将抗氧剂加入到所述基载液中，并搅拌混合，其中，所述抗氧剂的添加量为0.05～8wt％；
(4)将活化剂加入到所述基载液中，并搅拌混合，其中，所述活化剂的添加量为0.3～6wt％；
(5)将触变剂加入到所述基载液中，并搅拌混合，其中，所述触变剂的添加量为0.3～6wt％；
(6)将磁响应粒子加入到所述基载液中，并搅拌混合，其中，所述磁响应粒子的添加量为30～90wt％。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤(1)～(5)中的所述搅拌混合，是在20～70摄氏度下以300～600rpm的搅拌速率混合0.5～2小时。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤(6)中的所述搅拌混合，是在20～70摄氏度下先以300～600rpm的搅拌速率混合0.5～2小时，再以800～2500rpm的搅拌速率混合1小时。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112159700A (zh) * 2020-09-04 2021-01-01 清华大学 一种磁流变液组合物及其制备方法
CN112382457A (zh) * 2020-11-11 2021-02-19 清华大学 磁流变液及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1088021A (zh) * 1992-10-30 1994-06-15 洛德公司 使用表面改良粒子的磁流变材料
US6824701B1 (en) * 2001-09-04 2004-11-30 General Motors Corporation Magnetorheological fluids with an additive package
CN106571206A (zh) * 2016-11-10 2017-04-19 上海应用技术大学 一种微纳米磁流变液及其制备方法
CN109243749A (zh) * 2018-10-31 2019-01-18 清华大学 一种稳定快速响应高屈服强度双峰磁流变液及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1088021A (zh) * 1992-10-30 1994-06-15 洛德公司 使用表面改良粒子的磁流变材料
US6824701B1 (en) * 2001-09-04 2004-11-30 General Motors Corporation Magnetorheological fluids with an additive package
CN106571206A (zh) * 2016-11-10 2017-04-19 上海应用技术大学 一种微纳米磁流变液及其制备方法
CN109243749A (zh) * 2018-10-31 2019-01-18 清华大学 一种稳定快速响应高屈服强度双峰磁流变液及其制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112159700A (zh) * 2020-09-04 2021-01-01 清华大学 一种磁流变液组合物及其制备方法
CN112159700B (zh) * 2020-09-04 2021-10-12 清华大学 一种磁流变液组合物及其制备方法
CN112382457A (zh) * 2020-11-11 2021-02-19 清华大学 磁流变液及其制备方法
CN112382457B (zh) * 2020-11-11 2021-09-10 清华大学 磁流变液及其制备方法

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