专利名称：一种电流变液的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种在直流电场作用下具有特殊流变响应的化学悬浮液的制备方法，尤其涉及一种电流变液的制备方法。
电流变液(Electrorheological fluids，简称ER液)，是一种由高介电常数的固体微粒均匀分散在低介电常数的绝缘液体中形成的悬浮液。它是近年来发展较快的一类智能材料，由于其在电场作用下能在毫秒级时间内发生快速、可逆、可控的流变响应，因此在机电控制方面有重要的潜在应用前景。ER液一旦实现应用突破，将有可能引起机械、交通、液压等领域的重大变革，具有重要的国防价值与商业价值。但是，由于现有的ER液的分散粒子(如二氧化硅、二氧化钛、沸石、聚甲基丙烯酸盐、聚苯胺等)的密度一般大于1.20g/cm3，而分散介质(如硅油、液体石蜡油、变压器油、植物油等)的密度一般小于1.0g/cm3，因密度不匹配的原因，两者较难构成稳定的、不易分层的悬浮体系，从而影响ER液的性能。此外，某些ER液需要水等活化剂的作用才产生ER效应，这种含水的ER液存在腐蚀性大、工作温度范围窄等缺点。另外，现有的ER液还存在制造成本高、漏电流密度较大等缺陷。
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种稳定性好、工作温度范围宽、成本低的电流变液的制备方法。
本发明的目的可以通过以下方式来实现。
它采用空心微珠与含氨基或羟基或羧基的聚合物单体或高分子聚合物发生悬浮聚合或共混反应所形成的核壳型复合物作为固体粒子材料，或者单独采用空心微珠经预热处理后作为固体粒子材料，将该固体粒子材料加入分散介质材料中，经充分混合均匀后制成稳定的电流变液。
所述的含氨基或羟基或羧基的聚合物单体是苯胺、甲基丙烯酸及其盐类、丙烯酸及其盐类。
所述的含氨基或羟基或羧基的高分子聚合物是甲壳胺、甲壳素、纤维素、聚乙烯醇、聚苯胺、聚甲基丙烯酸盐、聚丙烯酸盐、聚苯醌、聚多糖。
所述的分散介质材料是硅油、液体石蜡油、氯化石蜡油、植物油、矿物油、润滑油料。
所述的空心微珠预热处理温度为100～800℃。
所述的固体粒子材料占电流变液的5～50％(重量)。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及效果1.空心微珠(密度在0.80g/cm3左右)通过悬浮聚合或共混方法所形成的复合物的密度可以调节，因此它可与不同密度的分散介质相配(如硅油0.95g/cm3，石蜡油0.80g/cm3、蓖麻油0.94g/cm3左右)，由于空心微珠复合物的密度可调节成与分散介质的密度相同，因此，它们之间配成的ER液具有很好的沉降稳定性，经试验，该ER液放置八个月仍无分层现象出现。
2.本发明ER液不需水活化即可产生ER效应，这可克服含水ER液易腐蚀、工作温度范围窄、ER效应与温度及含水量依赖性大的缺陷。
3.采用空心微珠或空心微珠复合物制备ER液，其制备工艺简单、原料易得、成本低廉、易于推广。
4.本发明制备ER液还具有漏电流密度很小的特点，可明显降低功率消耗。
下面结合实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1将15g经过100℃预热处理的空心微珠，加入35g二甲基硅油中，充分研磨、分散均匀，抽真空、排气泡、即可制得一种ER液。
实施例2将15g经过800℃预热处理的空心微珠，加入85g石蜡油中，充分研磨、分散均匀，抽真空、排气泡，即可制得的一种ER液。
实施例3将15g空心微珠均匀分散于1000ml甲壳胺的稀醋酸溶液中，加入合适的沉淀剂，控制反应时间，通过这种共混法可制得空心微珠—甲壳胺复合物的混合液；将该混合液过滤，滤液除去，固体剩余物质反复用水、醇清洗、然后在恒温真空干燥箱中充分干燥8小时以上，可制得空心微珠—甲壳胺核壳型复合物。将15g此复合物均匀地分散于85g二甲基硅油中，研磨均匀、充分分散，抽真空、排气泡，即可制得一种ER液。
实施例4将15g空心微珠均匀地分散于1000ml聚乙烯醇水溶液中，依实施例3的方法可制得空心微珠—聚乙烯醇核壳型复合物。将15g该复合物均匀地分散于50g液体石蜡油中，研磨均匀、充分分散、抽真空、排气泡，即可制得一种ER液。
实施例5将10g空心微珠均匀地分散于500g精制过的丙烯酸或盐中，加入适量的引发剂，控制反应温度、反应时间及搅拌速度，通过这种悬浮聚合法可制得空心微珠-聚丙烯酸(盐)复合物的混合液。依实施例3的方法可制得空心微珠—聚丙烯酸(盐)核壳型复合物。将5g该复合物均地分散于25g硅油中，研磨均匀、充分分散、抽真空、排气泡，即可制得一种ER液。
实施例6将10g空心微珠均匀地分散于500ml苯胺单体中，加入适量的引发剂，依实施例5的方法即可制得一种ER液。
权利要求
1.一种电流变液的制备方法，其特征在于它采用空心微珠与含氨基或羟基或羧基的聚合物单体或高分子聚合物发生悬浮聚合或共混反应所形成的核壳型复合物作为固体粒子材料，或者单独采用空心微珠经预热处理后作为固体粒子材料，将该固体粒子材料加入分散介质材料中，经充分混合均匀后制成稳定的电流变液。
2.根据权利要求1所述的一种电流变液的制备方法，其特征在于所述的含氨基或羟基或羧基的聚合物单体是苯胺、甲基丙烯酸及其盐类、丙烯酸及其盐类。
3.根据权利要求1所述的一种电流变液的制备方法，其特征在于所述的含氨基或羟基或羧基的高分子聚合物是甲壳胺、甲壳素、纤维素、聚乙烯醇、聚苯胺、聚甲基丙烯酸盐、聚丙烯酸盐、聚苯醌、聚多糖。
4.根据权利要求1所述的一种电流变液的制备方法，其特征在于所述的分散介质材料是硅油、液体石蜡油、氯化石蜡油、植物油、矿物油、润滑油料。
5.根据权利要求1所述的一种电流变液的制备方法，其特征在于所述的空心微珠预热处理温度为100～800℃。
6.根据权利要求1所述的一种电流变液的制备方法，其特征在于所述的固体粒子材料占电流变液的5-50％(重量)。
全文摘要
本发明涉及一种电流变液的制备方法,它采用空心微珠与含氨基或羟基或羧基的聚合物单体或高分子聚合物发生悬浮聚合或共混反应所形成的核壳型复合物作为固体粒子材料,或者单独采用空心微珠经预热处理后作为固体粒子材料,将该固体粒子材料加入分散介质材料中,经充分混合均匀后制成稳定的电流变液。与现有技术相比,本发明具有稳定性好、工作温度范围宽、成本低等优点。
文档编号B01F3/12GK1249206SQ99116939
公开日2000年4月5日 申请日期1999年9月30日 优先权日1999年9月30日
发明者陶德华, 张建华 申请人:陶德华, 张建华