[发明专利]一种全氟聚醚油基磁流体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁流体材料及其制备方法，尤其涉及一种适用于真空动态密封，能够满足苛刻的超静、高温环境和防水、防油的全氟聚醚油基磁流体及其制备方法，属于材料及其制备技术领域。

背景技术

磁流体是20世纪60年代中期由美国国家航天局发明的一种功能材料，主要由磁性纳米粒子、表面活性剂以及液相载体三部分组成。纳米粒子可稳定存在于液相载体中不会发生团聚和沉淀。由于其具有超顺磁特性，因此可在外加磁场作用下快速响应。磁流体可应用于工业各个方面如真空密封，阻尼，润滑等。

全氟聚醚作为液相载体具有蒸汽压低、化学惰性、耐热、不燃等特性，因此极大拓宽了磁流体的应用范围。该材料在超净超高真空环境的密封领域有着良好的应用前景。由于全氟聚醚类的表面活性剂种类较少，导致磁颗粒在载液中的分散较难实现。专利U.S. Pat. No. 3,784,471公开了一种表面活性剂，用来将磁性颗粒等分散到全氟聚醚油载液中，所述表面活性剂的其结构式为

，

其中n为3～50之间的整数，R为，，，，，所述的载液结构为：

   。

专利U.S. Pat. No. 5,718,833和U.S. Pat. No. 5,738,802追加了第二种辅助分散表面活性剂，提高了分散效果，但这两个专利只是在方法上单纯的利用未经修饰的磁性颗粒和载液、表面活性剂等混合分散，开始时颗粒和载液不能共溶，导致其制备的磁流体分散效果并不能达到最佳。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，利用过渡的方法使磁颗粒转移到载液中，并引入第二表面活性剂进行辅助分散，提供一种防水、防油、耐酸的全氟聚醚油基磁流体及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案实现：

一种全氟聚醚油基磁流体的制备方法，利用原位沉淀法合成纳米四氧化三铁磁性颗粒，在合成的同时利用氟醚类表面活性剂作为第一表面活性剂进行修饰，然后用水和酒精交替清洗，得到的磁颗粒能够分散在过渡液中，最后利用过渡液将辅助分散表面活性剂、载液和磁颗粒互溶，在加热的过程中去除过渡液得到分散效果好的全氟聚醚油基磁流体。

所述纳米四氧化三铁磁性颗粒的粒径为8～12纳米，优选的，纳米四氧化三铁磁性颗粒的粒径为10纳米。

所述的氟醚类表面活性剂，结构为：

其中，n=3-50，R=OOH、OH、SO₃M、OONH₄、NH₂、PO(OH)₂。

所述的过渡液的结构为CR₁R₂R₃（CF₂）_mC(O)（CF₂）_n (CF₃)_p，其中，R₁R₂R₃为CH3、H、Cl、OH，m=0～5,n=0～2,p=1～2。

所述的辅助分散表面活性剂的结构为R-CF₂O-(CF₂CF₂O)_m-(CF₂O)_n-CF₂-R，其中，R_H = OH、CH₂OH 、CH₂(CH₂CH₂O)_nOH、CONH₂、NH₂、PO(OH)₂。

所述加热过程的加热温度为150℃。

所述的氟醚类表面活性剂、辅助分散表面活性剂与纳米四氧化三铁磁性颗粒的质量比为0.4～0.5：0.2～0.3：1，优选的，氟醚类表面活性剂、辅助分散表面活性剂与纳米四氧化三铁磁性颗粒的质量比为为0.45：0.25：1。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1）本发明制备的磁颗粒经过第一表面活性剂修饰过，不容易老化；

2）本发明使用的过渡液可以和第一表面活性剂结构完美互溶，换言之，所述过渡液既可以和修饰的磁性颗粒互溶也可以和载液互溶，使用过渡液在加热过程中磁颗粒和辅助表面活性剂、载液是互溶的，分散效果比直接加热好；