一种大功率场合用磁流变液的制备方法与流程

文档序号:17687403发布日期:2019-05-17 20:45阅读:131来源:国知局

本发明涉及一种大功率场合用磁流变液的制备方法,属于智能材料技术领域。



背景技术:

作为一种磁敏智能材料,磁流变液主要由磁性颗粒和液态的基体共同组成,通常还会添加一些其它的添加剂来增加其稳定性。对磁流变液施加外部磁场,它能够在几毫秒的时间内从液态转变成为类固态,而当外部磁场撤去时,它又能够迅速地从类固态转变为液态。磁流变液因其优良的性能迅速地引起了大家的关注,越来越多的学者从性能优化、机理和应用等方面对其展开研宄;虽然关于磁流变液的研宄很多,但是依然有很多问题亟待解决,例如磁流变液的沉降问题依然困扰着磁流变液的应用、关于磁流变液导电机理的研宄还不透彻、磁流变器械性能有待提高等。

磁流变液是磁流变智能材料中一个新的分支,吸引了越来越多研究者的注意。主要由基液(分散介质)、分散颗粒(分散质)、添加剂(稳定剂)等部分组成稳定悬浮液,具有低成本、低能耗、高屈服应力、宽温度范围(-400~500℃)、流变特性不受杂质影响等特点。已研究出或正在研究的各种磁流变液装置,如离合器、变速器、减振器(用于直升飞机螺旋桨减振、汽车减振、各种武器瞄准系统的减振)、高品质的喇叭、温度传感器、加速度传感器等,在自动化及结构智能控制领域具有广阔的应用前景。1948年随着磁流变液的诞生,在20世纪50年代,人们多用铁粉这种单质颗粒作为磁流变液的磁性颗粒。但是由于铁粉存在易氧化,存在颗粒体积有限而无法提高剪切屈服强度,密度较大而易发生沉降,还由于当时制造技术有限导致的抗磨损性差,团聚稳定性不佳等等诸多问题,这种材料在之后鲜有人用。之后相继有人研究了磁性单质颗粒,如钴粉、镍粉,但性能不佳。20世纪60~80年代,磁性合金和金属氧化物同时进入磁流变液领域,它们相对铁粉,具有较大的矫顽力、中等饱和磁化强度、大的磁致伸缩性以及高的化学稳定性,并大大降低了颗粒密度,提升了沉降稳定性。之后羰基铁粉逐渐覆盖整个领域,它的饱和磁化强度能达2.15t,且物性较软,具有可压缩性,材料成本低、购买方便。但是羰基铁依然存在密度大、化学稳定性差、颗粒较大、易磨损、与载液相容性不够等问题。20世纪90年代末期,开始出现复合软磁性颗粒,大致可分为3类:聚合物包覆铁粉、软磁性颗粒包覆非金属材料和金属颗粒包覆软磁性颗粒。这些新型磁性颗粒在团聚稳定性、沉降稳定性、温度稳定性、抗磨损性等一系列性能上更进一步提升了磁流变液的整体性能。

磁性颗粒的制备最早可以追溯到20世纪60年代,在首次制备磁流变液后,各学者开始从制备磁性颗粒入手提升其性能,最初的莫过于papell提出的机械研磨法,他将粉碎得到的铁氧体粉末与有机溶剂加入球磨机中,经过长时间研磨并浓缩得到铁磁颗粒。近年来,法国、瑞典、俄罗斯、新加坡、澳大利亚等国家的研究人员也在进行磁流变弹性体的研究。我国在磁流变材料方面的研究起步较晚,中国科学技术大学走在国内该领域研究的最前列,重庆大学、四川大学、浙江大学、清华大学和上海交通大学也有相关研究。

磁流变传动技术的广泛研究距今不过20年左右,而对于大功率磁流变传动技术研究目前仍较少,存在众多问题需要解决,主要有以下两个方面:(1)磁流变液材料的研究磁流变液材料是磁流变传动技术研究的基础,其性能优劣直接影响磁流变传动装置的整体性能,目前国内外磁流变液生产厂家众多,但能够开发出性能优良并且能够满足大功率传动要求的磁流变液厂家非常少,优良的磁流变液性能指标包括:较高的剪切屈服应力、较好的沉降稳定性、较宽的温度适用范围等;除了磁流变液自身性能需要改善之外,现阶段磁流变液的生产成本仍较高,生产成本来自两个方面:磁流变液各组分材料自身成本(颗粒、添加剂和基载液)和磁流变液配制工艺成本(球磨或搅拌成本等),限制了磁流变产品的大量应用。

磁流变传动产品研究目前国内外对于传动类产品的研究较多,已开发出众多传动装置样机,但实际产品研究仍不十分成熟,仅停留在实验开发阶段,商业化应用较少,还未见大功率磁流变传动装置出现。此外,对于磁流变液大功率传动过程中面临的一些关键技术问题(包括:传动用磁流变液制备、大功率传动结构的实现与优化、大功率散热结构设计与效果分析、传动壁面优化等等)还没有得到深入研究。

目前磁流变液的最高使用温度大多低于150℃,适用于阻尼器、小功率传动装置等发热较小器件,但对于大功率传动场合,工作间隙发热现象十分严重,工作温度上升较快,在无有效散热装置时,极易超过磁流变液的温度适用范围,现有的磁流变液已不能有效满足大功率传动要求,迫切需要开发温度承受范围较高、沉降稳定性能较好并具有良好流动特性的传动磁流变液,探寻提高磁流变液温度适用范围、保证沉降稳定和良好流动性的方法,以期配制出适用于大功率传动的磁流变液。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题:针对现有技术中的磁流变液于大功率传动场合,工作间隙发热现象十分严重,工作温度上升较快的问题,提供了一种大功率场合用磁流变液的制备方法。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:

(1)将脂肪酸酰胺、硬脂酸单甘油酯加入高黏度线性聚硅氧烷中,常温下以60~70r/min转速搅拌3~5h,得载体液;

(2)将控温型导磁性微胶囊颗粒缓慢加入载体液中,加入时间为20~30min,在常温下以70~80r/min转速搅拌12~16h,得混合液;

(3)将混合液置于真空箱中静置1~2h,得大功率场合用磁流变液。

所述的控温型导磁性微胶囊颗粒、高黏度线性聚硅氧烷、脂肪酸酰胺、硬脂酸单甘油酯的重量份为25~30份控温型导磁性微胶囊颗粒、80~100份高黏度线性聚硅氧烷、0.3~0.5份脂肪酸酰胺、0.5~0.7份硬脂酸单甘油酯。

步骤(1)所述的高黏度线性聚硅氧烷具体制备步骤为:

(1)将八苯基环四硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷加入八甲基环四硅氧烷中常温下以250~300r/min转速搅拌30~40min,再置于40~50℃真空下脱水30~40min,得聚硅氧烷混合液;

(2)将四甲基氢氧化铵预聚体、六甲基二硅氧烷加入聚硅氧烷混合液中,在90~115℃下以150~200r/min转速搅拌反应4~6h,再升温至140~160℃,保温1~2h,最后升温至180~200℃并抽真空,保温2~3h,自然冷却至室温,得高黏度线性聚硅氧烷。

所述的八甲基环四硅氧烷、八苯基环四硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、四甲基氢氧化铵预聚体、六甲基二硅氧烷的重量份为75~85份八甲基环四硅氧烷、15~25份八苯基环四硅氧烷、0.1~0.3份四甲基四乙烯基环四硅氧烷、0.1~0.3份四甲基氢氧化铵预聚体、0.3~0.5六甲基二硅氧烷。

步骤(2)所述的控温型导磁性微胶囊颗粒具体制备步骤为:

(1)将间苯二酚、氯化铵、尿素、阿拉伯胶加入去离子水中,常温下以250~300r/min转速搅拌30~40min,滴加质量浓度1%的盐酸调节ph至3.0~4.0,得溶液;

(2)将亲油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒加入溶液中,超声分散15~20min,再置于50~60℃下以800~1000r/min转速搅拌20~30min,保温,得分散液;

(3)将甲醛加入分散液中,再50~60℃水浴下以300~400r/min转速恒温搅拌反应2~3h,常温冷却,真空抽滤,取滤饼,去离子水洗涤3~5次,置于60~80℃下干燥2~3h,得控温型导磁性微胶囊颗粒。

所述的亲油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒、间苯二酚、氯化铵、尿素、阿拉伯胶、甲醛、去离子水的重量份为10~20份亲油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒、0.5~1份间苯二酚、0.5~1份氯化铵、5~10份尿素、0.3~0.5份阿拉伯胶、10~20份甲醛、120~160份去离子水。

步骤(2)所述的亲油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒具体制备步骤为:

(1)将辛基三乙氧基硅烷、醋酸、去离子水加入无水乙中,常温下以160~180r/min搅拌20~30min,得辛基三乙氧基硅烷改性液;

(2)将磷化羰基铁粉加入辛基三乙氧基硅烷改性液中,在580~600℃下以800~850r/min转速磁力搅拌2~3h,抽滤,取滤饼,用无水乙醇洗涤3~5次,再用去离子水洗涤3~5次,置于恒温箱中在380~400℃下干燥2~3h,得亲油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒。

所述的辛基三乙氧基硅烷、醋酸、去离子水、无水乙醇、磷化羰基铁粉的重量份为3~5份辛基三乙氧基硅烷、1~3份质量分数10%的醋酸、10~20份去离子水、80~90份无水乙醇、8~10份磷化羰基铁粉。

步骤(2)所述的磷化羰基铁粉具体制备步骤为:

(1)将磷酸加入无水乙醇中,常温下以150~200r/min转速搅拌15~20min,得磷化液;

(2)将羟基铁粉加入磷化液中,常温下以300~400r/min转速搅拌30~40min,抽滤,取滤饼,用丙酮清洗3~5次,再置于50~60℃下干燥1~1.5h,得磷化羟基铁粉。

所述羟基铁粉、磷酸、无水乙醇的重量份为10~15份羟基铁粉、5~10份质量浓度20%的磷酸、20~30份无水乙醇。

本发明与其他方法相比,有益技术效果是:

(1)本发明以高黏度线性聚硅氧烷为非导磁性载体液,制备大功率场合用磁流变液,线性聚硅氧烷是一类非化学交联、基于硅氧烷主链的线性高分子流体,硅氧键的键能很大,且主链呈螺旋状,有机侧基朝主链外排列、并绕主链旋转,这种特殊的高分子结构使线性聚硅氧烷在大功率传动场合下有较大的体积压缩性,在受到大能量冲击时,相当于液体弹簧产生体积压缩而储存能量,并在外力去除时又恢复至初始体积,并且硅氧链的长度可达微米级,彼此间能缠结成空间网络结构,使高黏度线性聚硅氧烷为支撑远大于自身密度的微米级磁性颗粒提供了条件高黏度线性聚硅氧烷具有显著的触变性和剪切稀化效应,在剪切率很小时,高分子链卷曲缠结在一起,难以流动,黏度很大,这有利于静置时磁流变液的沉降稳定性,剪切率较大时,高分子团聚结构解开,单个卷曲的螺旋分子链拉伸,黏度变小,有利于磁流变效应。

本发明以磷化羰基铁粉为原料,制备导磁性颗粒,磷化羰基铁粉是由正磷酸处理羰基铁粉制得,磷化羰基铁粉具良好的减摩能力,在摩擦过程中由于油膜破裂后出现了金属与金属的直接接触,导致了摩擦表面产生大量的热量,使温度急剧升高,这时磷化羰基铁粉中活性较高的磷原子与金属表面发生化学反应,生成磷酸铁等低熔点、易剪切的化学反应膜,阻止了金属与金属的直接接触,起到了较好的减摩作用,从而降低了因摩擦产生的热量。

本发明通过辛基三乙氧基硅烷对磷化羰基铁粉进行表面处理,制备亲油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒,通过辛基三乙氧基硅烷表面活性剂对磷化羰基铁粉的表面处理,会抑制磷化羰基铁粉颗粒在非导磁性基体内的团聚现象,同时辛基三乙氧基硅烷的有机基团通过物理吸附、化学吸附和静电作用吸附在颗粒表面提高磷化羰基铁粉在油相中的分散度和稳定性,从而减少油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒在非导磁性载体液的团聚和沉降现象,并且,磷化羟基铁粉在具有亲油性后,其与线性聚硅氧烷之间的分子间作用力会有效加强,从而有效提高在高黏度线性聚硅氧烷中的导热性能。

本发明通过脲醛树脂微胶囊对亲油型磷化羰基铁粉进行包裹,制备控温型导磁性微胶囊颗粒,采用脲醛树脂作为囊壁制备的微胶囊致密性好、芯材含量高、热稳定性高,当磁流变液的温度升高时,脲醛树脂微胶囊的囊壁发生熔融,吸收磁流变液中的热量,以达到降温作用,当温度降低时,囊壁会对导磁性颗粒再一次进行包裹,从而保证大功率场合下磁流变液温度的温度,以达到控温效果。

具体实施方式

按重量份数计,分别称量10~15份羟基铁粉、5~10份质量浓度20%的磷酸、20~30份无水乙醇,将磷酸加入无水乙醇中,常温下以150~200r/min转速搅拌15~20min,得磷化液,将羟基铁粉加入磷化液中,常温下以300~400r/min转速搅拌30~40min,抽滤,取滤饼,用丙酮清洗3~5次,再置于50~60℃下干燥1~1.5h,得磷化羟基铁粉,再按重量份数计,分别称量3~5份辛基三乙氧基硅烷、1~3份质量分数10%的醋酸、10~20份去离子水、80~90份无水乙醇、8~10份磷化羰基铁粉,将辛基三乙氧基硅烷、醋酸、去离子水加入无水乙中,常温下以160~180r/min搅拌20~30min,得辛基三乙氧基硅烷改性液,将磷化羰基铁粉加入辛基三乙氧基硅烷改性液中,在580~600℃下以800~850r/min转速磁力搅拌2~3h,抽滤,取滤饼,用无水乙醇洗涤3~5次,再用去离子水洗涤3~5次,置于恒温箱中在380~400℃下干燥2~3h,得亲油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒,再按重量份数计,分别称量10~20份亲油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒、0.5~1份间苯二酚、0.5~1份氯化铵、5~10份尿素、0.3~0.5份阿拉伯胶、10~20份甲醛、120~160份去离子水,将间苯二酚、氯化铵、尿素、阿拉伯胶加入去离子水中,常温下以250~300r/min转速搅拌30~40min,滴加质量浓度1%的盐酸调节ph至3.0~4.0,得溶液,将亲油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒加入溶液中,超声分散15~20min,再置于50~60℃下以800~1000r/min转速搅拌20~30min,保温,得分散液,将甲醛加入分散液中,再50~60℃水浴下以300~400r/min转速恒温搅拌反应2~3h,常温冷却,真空抽滤,取滤饼,去离子水洗涤3~5次,置于60~80℃下干燥2~3h,得控温型导磁性微胶囊颗粒,再按重量份数计,分别称量75~85份八甲基环四硅氧烷、15~25份八苯基环四硅氧烷、0.1~0.3份四甲基四乙烯基环四硅氧烷、0.1~0.3份四甲基氢氧化铵预聚体、0.3~0.5份六甲基二硅氧烷,将八苯基环四硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷加入八甲基环四硅氧烷中常温下以250~300r/min转速搅拌30~40min,再置于40~50℃真空下脱水30~40min,得聚硅氧烷混合液,将四甲基氢氧化铵预聚体、六甲基二硅氧烷加入聚硅氧烷混合液中,在90~115℃下以150~200r/min转速搅拌反应4~6h,再升温至140~160℃,保温1~2h,最后升温至180~200℃并抽真空,保温2~3h,自然冷却至室温,得高黏度线性聚硅氧烷,再按重量份数计,分别称量25~30份控温型导磁性微胶囊颗粒、80~100份高黏度线性聚硅氧烷、0.3~0.5份脂肪酸酰胺、0.5~0.7份硬脂酸单甘油酯,将脂肪酸酰胺、硬脂酸单甘油酯加入高黏度线性聚硅氧烷中,常温下以60~70r/min转速搅拌3~5h,得载体液,将控温型导磁性微胶囊颗粒缓慢加入载体液中并在常温下以70~80r/min转速搅拌12~16h,得混合液,控温型导磁性微胶囊颗粒的加入时间为20~30min,将混合液置于真空箱中静置1~2h,得大功率场合用磁流变液。

将脂肪酸酰胺、硬脂酸单甘油酯加入高黏度线性聚硅氧烷中,常温下以60r/min转速搅拌3h,得载体液;将控温型导磁性微胶囊颗粒缓慢加入载体液中,加入时间为20min,在常温下以70r/min转速搅拌12h,得混合液;将混合液置于真空箱中静置1h,得大功率场合用磁流变液。控温型导磁性微胶囊颗粒、高黏度线性聚硅氧烷、脂肪酸酰胺、硬脂酸单甘油酯的重量份为25份控温型导磁性微胶囊颗粒、80份高黏度线性聚硅氧烷、0.3份脂肪酸酰胺、0.5份硬脂酸单甘油酯。将八苯基环四硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷加入八甲基环四硅氧烷中常温下以250r/min转速搅拌30min,再置于40℃真空下脱水30min,得聚硅氧烷混合液;将四甲基氢氧化铵预聚体、六甲基二硅氧烷加入聚硅氧烷混合液中,在90℃下以150r/min转速搅拌反应4h,再升温至140℃,保温1h,最后升温至180℃并抽真空,保温2h,自然冷却至室温,得高黏度线性聚硅氧烷。八甲基环四硅氧烷、八苯基环四硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、四甲基氢氧化铵预聚体、六甲基二硅氧烷的重量份为75份八甲基环四硅氧烷、15份八苯基环四硅氧烷、0.1份四甲基四乙烯基环四硅氧烷、0.1份四甲基氢氧化铵预聚体、0.3六甲基二硅氧烷。将间苯二酚、氯化铵、尿素、阿拉伯胶加入去离子水中,常温下以250r/min转速搅拌30min,滴加质量浓度1%的盐酸调节ph至3.0,得溶液;将亲油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒加入溶液中,超声分散15min,再置于50℃下以800r/min转速搅拌20min,保温,得分散液;将甲醛加入分散液中,再50℃水浴下以300r/min转速恒温搅拌反应2h,常温冷却,真空抽滤,取滤饼,去离子水洗涤3次,置于60℃下干燥2h,得控温型导磁性微胶囊颗粒。亲油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒、间苯二酚、氯化铵、尿素、阿拉伯胶、甲醛、去离子水的重量份为10份亲油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒、0.5份间苯二酚、0.5份氯化铵、5份尿素、0.3份阿拉伯胶、10份甲醛、120份去离子水。亲油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒具体制备步骤为:将辛基三乙氧基硅烷、醋酸、去离子水加入无水乙中,常温下以160r/min搅拌20min,得辛基三乙氧基硅烷改性液;将磷化羰基铁粉加入辛基三乙氧基硅烷改性液中,在580℃下以800r/min转速磁力搅拌2h,抽滤,取滤饼,用无水乙醇洗涤3次,再用去离子水洗涤3次,置于恒温箱中在380℃下干燥2h,得亲油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒。辛基三乙氧基硅烷、醋酸、去离子水、无水乙醇、磷化羰基铁粉的重量份为3份辛基三乙氧基硅烷、1份质量分数10%的醋酸、10份去离子水、80份无水乙醇、8份磷化羰基铁粉。磷化羰基铁粉具体制备步骤为:将磷酸加入无水乙醇中,常温下以150r/min转速搅拌15min,得磷化液;将羟基铁粉加入磷化液中,常温下以300r/min转速搅拌30min,抽滤,取滤饼,用丙酮清洗3次,再置于50℃下干燥1h,得磷化羟基铁粉。羟基铁粉、磷酸、无水乙醇的重量份为10份羟基铁粉、5份质量浓度20%的磷酸、20份无水乙醇。

将脂肪酸酰胺、硬脂酸单甘油酯加入高黏度线性聚硅氧烷中,常温下以65r/min转速搅拌4h,得载体液;将控温型导磁性微胶囊颗粒缓慢加入载体液中,加入时间为25min,在常温下以75r/min转速搅拌14h,得混合液;将混合液置于真空箱中静置1.5h,得大功率场合用磁流变液。控温型导磁性微胶囊颗粒、高黏度线性聚硅氧烷、脂肪酸酰胺、硬脂酸单甘油酯的重量份为27份控温型导磁性微胶囊颗粒、90份高黏度线性聚硅氧烷、0.4份脂肪酸酰胺、0.6份硬脂酸单甘油酯。将八苯基环四硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷加入八甲基环四硅氧烷中常温下以275r/min转速搅拌35min,再置于45℃真空下脱水35min,得聚硅氧烷混合液;将四甲基氢氧化铵预聚体、六甲基二硅氧烷加入聚硅氧烷混合液中,在105℃下以175r/min转速搅拌反应5h,再升温至150℃,保温1.5h,最后升温至190℃并抽真空,保温2.5h,自然冷却至室温,得高黏度线性聚硅氧烷。八甲基环四硅氧烷、八苯基环四硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、四甲基氢氧化铵预聚体、六甲基二硅氧烷的重量份为80份八甲基环四硅氧烷、20份八苯基环四硅氧烷、0.2份四甲基四乙烯基环四硅氧烷、0.2份四甲基氢氧化铵预聚体、0.4六甲基二硅氧烷。将间苯二酚、氯化铵、尿素、阿拉伯胶加入去离子水中,常温下以275r/min转速搅拌35min,滴加质量浓度1%的盐酸调节ph至3.5,得溶液;将亲油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒加入溶液中,超声分散17min,再置于55℃下以900r/min转速搅拌25min,保温,得分散液;将甲醛加入分散液中,再55℃水浴下以350r/min转速恒温搅拌反应2.5h,常温冷却,真空抽滤,取滤饼,去离子水洗涤4次,置于70℃下干燥2.5h,得控温型导磁性微胶囊颗粒。亲油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒、间苯二酚、氯化铵、尿素、阿拉伯胶、甲醛、去离子水的重量份为10~20份亲油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒、0.75份间苯二酚、0.75份氯化铵、7份尿素、0.4份阿拉伯胶、15份甲醛、140份去离子水。亲油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒具体制备步骤为:将辛基三乙氧基硅烷、醋酸、去离子水加入无水乙中,常温下以170r/min搅拌25min,得辛基三乙氧基硅烷改性液;将磷化羰基铁粉加入辛基三乙氧基硅烷改性液中,在590℃下以825r/min转速磁力搅拌2.5h,抽滤,取滤饼,用无水乙醇洗涤4次,再用去离子水洗涤4次,置于恒温箱中在390℃下干燥2.5h,得亲油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒。辛基三乙氧基硅烷、醋酸、去离子水、无水乙醇、磷化羰基铁粉的重量份为4份辛基三乙氧基硅烷、2份质量分数10%的醋酸、15份去离子水、85份无水乙醇、9份磷化羰基铁粉。磷化羰基铁粉具体制备步骤为:将磷酸加入无水乙醇中,常温下以175r/min转速搅拌17min,得磷化液;将羟基铁粉加入磷化液中,常温下以350r/min转速搅拌35min,抽滤,取滤饼,用丙酮清洗4次,再置于55℃下干燥1.3h,得磷化羟基铁粉。羟基铁粉、磷酸、无水乙醇的重量份为13份羟基铁粉、7份质量浓度20%的磷酸、25份无水乙醇。

将脂肪酸酰胺、硬脂酸单甘油酯加入高黏度线性聚硅氧烷中,常温下以70r/min转速搅拌5h,得载体液;将控温型导磁性微胶囊颗粒缓慢加入载体液中,加入时间为30min,在常温下以80r/min转速搅拌16h,得混合液;将混合液置于真空箱中静置2h,得大功率场合用磁流变液。控温型导磁性微胶囊颗粒、高黏度线性聚硅氧烷、脂肪酸酰胺、硬脂酸单甘油酯的重量份为30份控温型导磁性微胶囊颗粒、100份高黏度线性聚硅氧烷、0.5份脂肪酸酰胺、0.7份硬脂酸单甘油酯。将八苯基环四硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷加入八甲基环四硅氧烷中常温下以300r/min转速搅拌40min,再置于50℃真空下脱水40min,得聚硅氧烷混合液;将四甲基氢氧化铵预聚体、六甲基二硅氧烷加入聚硅氧烷混合液中,在115℃下以200r/min转速搅拌反应6h,再升温至160℃,保温2h,最后升温至200℃并抽真空,保温3h,自然冷却至室温,得高黏度线性聚硅氧烷。八甲基环四硅氧烷、八苯基环四硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、四甲基氢氧化铵预聚体、六甲基二硅氧烷的重量份为85份八甲基环四硅氧烷、25份八苯基环四硅氧烷、0.3份四甲基四乙烯基环四硅氧烷、0.3份四甲基氢氧化铵预聚体、0.5六甲基二硅氧烷。将间苯二酚、氯化铵、尿素、阿拉伯胶加入去离子水中,常温下以300r/min转速搅拌40min,滴加质量浓度1%的盐酸调节ph至4.0,得溶液;将亲油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒加入溶液中,超声分散20min,再置于60℃下以1000r/min转速搅拌30min,保温,得分散液;将甲醛加入分散液中,再60℃水浴下以400r/min转速恒温搅拌反应3h,常温冷却,真空抽滤,取滤饼,去离子水洗涤5次,置于80℃下干燥3h,得控温型导磁性微胶囊颗粒。亲油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒、间苯二酚、氯化铵、尿素、阿拉伯胶、甲醛、去离子水的重量份为20份亲油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒、1份间苯二酚、1份氯化铵、10份尿素、0.5份阿拉伯胶、20份甲醛、160份去离子水。亲油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒具体制备步骤为:将辛基三乙氧基硅烷、醋酸、去离子水加入无水乙中,常温下以180r/min搅拌30min,得辛基三乙氧基硅烷改性液;将磷化羰基铁粉加入辛基三乙氧基硅烷改性液中,在600℃下以850r/min转速磁力搅拌3h,抽滤,取滤饼,用无水乙醇洗涤5次,再用去离子水洗涤5次,置于恒温箱中在400℃下干燥3h,得亲油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒。辛基三乙氧基硅烷、醋酸、去离子水、无水乙醇、磷化羰基铁粉的重量份为5份辛基三乙氧基硅烷、3份质量分数10%的醋酸、20份去离子水、90份无水乙醇、10份磷化羰基铁粉。磷化羰基铁粉具体制备步骤为:将磷酸加入无水乙醇中,常温下以200r/min转速搅拌20min,得磷化液;将羟基铁粉加入磷化液中,常温下以400r/min转速搅拌40min,抽滤,取滤饼,用丙酮清洗5次,再置于60℃下干燥1.5h,得磷化羟基铁粉。羟基铁粉、磷酸、无水乙醇的重量份为15份羟基铁粉、10份质量浓度20%的磷酸、30份无水乙醇。

将本发明制备的一种大功率场合用磁流变液及重庆市某公司生产的磁流变液作为对比例根据国家标准jb/t12512-2015进行检测,具体检测结果如下表表1:

沉降率测试:

将磁流变液放入量筒中静置200h,观察记录;

沉降率=上层清液的高度/(上层清液的高度+下层不透明部分的高度)

表1大功率场合用磁流变液性能表征

由表1可知本发明制备的大功率场合用磁流变液,具备良好的稳定性,沉降率低,同时可以降低粘度,提高磁性颗粒的质量分数,增大最大屈服剪切应力,适用于大功率场合用,可广泛应用于汽车、建筑、机械、医疗等领域,具有广阔的使用前景。

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