[发明专利]离子液体作为磁流变液基液的应用和基于离子液体的磁流变液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种离子液体的新用途，本发明还涉及一种新型绿色环保的磁流变液及其制备方法。 

背景技术

磁流变液（MagneticRheologicalFluid，MRF）是一种新型的智能流体材料，由磁性颗粒、基液以及适当的添加剂组成的磁场可控悬浮体系。在无外加磁场作用时，磁流变液呈现良好的液体流动性；在外加磁场作用下产生明显的磁流变效应。该效应表现为：表观粘度可在极短的时间内（毫秒量级）增加两个数量级以上，而且这种转化是无级连续、可逆、可控的，且耗能很小。因此利用这些特性开发的智能器件，如减震器、离合器、制动器、液压装置、柔性夹具、真空密封装置、抛光液、仿生假肢、触觉装置等，具有响应时间短，结构简单，能耗低、连续控制等优点，可以广泛应用于土木工程、汽车工业、医疗卫生、航空航天、精密加工等领域，完成减振、降噪、智能传动、精密控制、高精度抛光等功能。 

室温离子液体（Room Temperature Ionic Liquids）或室温熔融盐（Room Temperature Molten Salts）常称离子液体，是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的在室温或室温附近呈液态的熔盐体系。 

目前许多科学家和知名企业，如美国LORD公司、FORD公司、德国BASF公司等都致力于该领域；国内如中国科技大学，哈尔滨工业大学、武汉理工大学、西北工业大学、重庆材料研究院等单位开展了磁流变液的研究。但是多集中在磁流变液的性能测试、构建理论模型和设计应用器件等方面，而对制备磁流变液的基液研究不足。目前的磁流变液还存在许多不足之处，例如，因高温造成挥发或分散剂功能丧失，因低温造成零场粘度变高或固化，沉降稳定性差，再分散性差，硅油基磁流变液热膨胀系数大，而水基磁流变液稳定性差等。 

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种离子液体的新用途，并提供一种工作温度范围较宽，可设计性优良，适用于真空环境，绿色环保的磁流变液，本发明还提供一种制备所述磁流变液的方法。 

本发明公开了离子液体作为磁流变液基体的应用。 

本发明还公开了一种基于离子液体的磁流变液，包括基液、分散相和添加剂，所述分散相是粒径为微米或亚微米级的磁性颗粒，所述基液是离子液体，所述磁流变液中各组分质量配比为：基液8～39.5份，分散相60～90份，添加剂0.5～5份。 

进一步，所述离子液体的阳离子是咪唑类阳离子、三唑类阳离子、噻唑类阳离子、吡唑类阳离子、吡咯类阳离子、吡啶类阳离子、季铵类阳离子、季鏻类阳离子或胍类阳离子；所述离子液体的阴离子是卤素阴离子、四氟硼酸阴离子、六氟磷酸阴离子、四氯化铁阴离子、硫酸氢根阴离子、磷酸根阴离子、乙酸阴离子、硫酸甲酯阴离子、硫酸乙酯阴离子、丁二酸二辛基磺酸阴离子、三氟甲基磺酸阴离子、三氟乙酰三氟甲磺酰胺阴离子、2（2-甲氧基-乙氧基）-硫酸乙酯阴离子、三氟乙酸阴离子或双氰胺阴离子；离子液体可由所述阳离子中任意一种或几种和所述阴离子中任意一种或几种组成。作为本方案的优选，所述离子液体阴离子为四氟硼酸阴离子、六氟磷酸阴离子、氯离子或四氯化铁阴离子。 

进一步，上咪唑类阳离子为1-乙基-3-甲基咪唑阳离子、1-丁基-3-甲基咪唑阳离子、1-辛基-3-甲基咪唑阳离子或1-己基-3-甲基咪唑阳离子。 

进一步，所述磁性颗粒是由铁单质、钴单质、镍单质、铁钴镍合金和铁的化合物中的一种或多种组成的粉末颗粒。作为本方案的优选，所述磁性颗粒是使用聚苯乙烯包覆处理的氧化铁、二氧化硅包覆处理的碳化铁、明胶包覆处理的羰基铁粉、表面磷化处理的铁粉或表面磷化处理的羰基铁粉颗粒。 

进一步，所述磁性颗粒的粒形是球形、针形、棒状或椭球形。 

进一步，所述添加剂包括触变剂、分散剂、润滑剂、抗氧化剂、腐蚀抑制剂或纳米颗粒。 

进一步，所述触变剂是无机膨润土或有机膨润土。 

进一步，所述分散剂是糖类表面活性剂、醇烷氧基化合物、烷基胺氧化物、油酸根、硬脂酸根、烷基硫酸根、烷基醚硫酸根、烷基磷酸根和烷基磺酸根中的一种或多种混合物。作为本方案的优选，所述分散剂是磺酸盐、硬脂酸盐、聚乙二醇、聚乙烯醇、硅烷偶联剂或OP-10乳化剂。 

进一步，所述润滑剂为石墨、二硫化钼、尼龙、氮化硼、氟化石墨、炭黑、聚四氟乙烯、硅油、油酸、聚酯、合成脂、羧酸或脂肪酸酰胺。 

进一步，所述纳米颗粒包括纳米氧化铁、纳米氧化硅、纳米氧化锌或纳米氢氧化镁。