[发明专利]一种草酸锡/草酸氧钛复合粉体电流变液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电流变液及其制备方法，具体指一种草酸锡/草酸氧钛复合粉体电 流变液及其制备方法。

背景技术

电流变液是一种重要的智能材料，其通常由具有高介电常数的固体微粒均匀分散在 低介电常数的绝缘油中组成。它在电场的作用下可发生液体-固体的转变。当外加电场 强度大大低于某个临界值时，电流变液呈液态；当电场强度大大高于这个临界值时，它 就变成固态。通常认为该变化是由于在电场作用下电流变液中分散的小颗粒被极化为电 偶极子，这些偶极子之间产生强烈的静电吸引从而引起液体宏观粘度的变化。当施加外 电场后颗粒由原来无序的随机分布变为有序排列，通常形成一定的链状和柱状结构，该 微观结构对电流变液的宏观力学性能有很大影响。电流变液在电场作用下软硬连续可调 的奇特性质具有广泛和重要的应用价值，如应用于离合器、制动器、阻尼系统、减震器、 无级变速器、阀门、机电耦合控制等。评价电流变液的主要性能指标是能够提供的动态 剪切应力的大小，动态剪应力大强度就高。此外，稳定性要高，导电率要小。绝缘液体 通常有硅油、食油、矿物油，绝缘液体应具有较高的沸点，稳定性、抗腐蚀性好。目前 已发现有多种电流变液可以产生电流变效用，但是现有的绝大部分电流变液的剪切强度 低，一般不高于10kPa，无法达到工业应用水平，难以实现其工程应用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种屈服应力高的草酸锡 /草酸氧钛复合粉体电流变液。

本发明所要解决的另一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种制备工艺简单 的草酸锡/草酸氧钛复合粉体电流变液的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该草酸锡/草酸氧钛复合粉体电流 变液，其特征在于：其是以纳米至微米尺寸的草酸锡/草酸氧钛复合粉体作为分散相，均 匀分散于甲基硅油分散介质中形成悬浮液体，且该悬浮液体中草酸锡/草酸氧钛复合粉体 的体积浓度为10～50％。

较好的，所述硅油可以选自二甲基硅油或羟基硅油。

上述草酸锡/草酸氧钛复合粉体电流变液的制备方法是先使草酸与含钛化合物和锡 盐共沉淀反应制备草酸锡/草酸氧钛复合粉体，然后将制得的草酸锡/草酸氧钛复合粉体 与硅油均匀混合制备草酸锡/草酸氧钛复合分体电流变液。详细步骤如下：

(1)将含钛化合物在搅拌的条件下加入到无水乙醇溶液中配成摩尔比1∶20～60 的醇溶液，并加入适量冰醋酸防止含钛化合物水解，得到溶液T；

(2)将锡盐在搅拌的条件下加入到无水乙醇溶液中，配成浓度为0.5～2mol/L的醇溶 液，得到溶液S；

(3)把草酸溶于去离子水或者水和无水乙醇的混合液中，配成浓度为1～2mol/L的 溶液O；

(4)在搅拌的条件下，将上述溶液T和溶液S充分混合，其中含钛化合物和锡盐摩 尔比为1∶1，得均匀混合溶液ST。

(5)在搅拌的条件下，在0～70℃的水浴中，将混合液ST与溶液O混合，其中草酸 和含钛化合物的摩尔比为2∶1，形成沉淀；反应完全后继续搅拌1～2小时，然后陈 化10～20小时。

(6)将生成的沉淀用去离子水和无水乙醇各洗涤1～3次，过滤，烘干，即得到纳米 至微米尺寸分布的草酸锡/草酸氧钛复合粉体。

(7)将所得到的草酸锡/草酸氧钛复合粉体均匀分散于硅油分散介质中，形成草酸锡 /草酸氧钛复合粉体的体积浓度为10～50％的电流变液。

较好的，上述的含钛化合物可以为钛酸四丁酯、四氯化钛、钛酸四乙酯或钛酸四异 丙酯；所述的锡盐为氯化亚锡、氯化锡、硝酸锡、硝酸亚锡或硫酸锡。

本发明所提供的草酸锡/草酸氧钛复合粉体电流变液，是以草酸共沉淀法制得的草 酸锡/草酸氧钛复合粉体与硅油配制而成，其所需的原材料十分容易获得，成本低廉，制 备工艺简单，周期短；制得的草酸锡/草酸氧钛复合粉体电流变液具有强电流变效应，零 场粘度低，当外加电场为5kV/mm时，其屈服应力达到115kPa，且具有电流密度小、无 毒、无污染等众多优点，有很好的应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例1中不同体积浓度的草酸锡/草酸氧钛复合粉体电流变液的剪 切应力与时间的关系图(剪切速率0.2S^-1)；