[发明专利]一种具有高导电性的磁流变液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种具有高导电性的磁流变液及其制备方法。

背景技术

磁流变液是近年来得到高度重视的新型智能材料，它是将微米尺寸的磁性颗粒分散于非磁性液体中形成的悬浮液。在外加磁场下可以在瞬间从牛顿流体变为宾汉塑形体，磁流变液这种粘度随外加磁场发生变化的效应称为磁流变效应，磁流变液可广泛应用于机械工程、汽车工程、控制工程、精密仪器加工及航空航天等领域。在本领域现有技术中，传统的磁流变液是由绝缘性极强的基液和根本不导电的磁性微颗粒组成，因此传统的磁流变液是不能够具备可控电学特性的。国内目前在磁流变液领域的研究工作已经取得很多应用成果，磁流变液的可控电学特性作为一种新的特性，其研究有望开创磁流变液应用的一个新的基础及研究领域。

磁流变液要具备可导电性，则要选择既导磁同时又导电的微颗粒，使得电流变液(ER)既具有电流变特性、又具有磁流变(MR)的特性，诸如镍、铁等粒子。电流变液与磁流变液作为一种新型智能材料、在外加电场、磁场、耦合电磁场时，其粘度、剪切强度也瞬间变化，由易流动的低粘度流体变为难流动或不流动的高粘度固体。当电、磁、电磁场撤去以后，它又可以在毫秒时间内恢复到液态，同样具有可逆、连续、可控特性，表现出良好的电、磁、电磁控制行为，它不仅克服了ER需要极高的电压，MR响应时间较长，稳定性差，均不利于应用等缺点，而且电磁耦合使得其兼具电流变、磁流变的特性之外还具有它们两者所没有的特性，既电磁耦合作用，大幅提高电流变液的性能，十分适合于用作可控阻尼减振器件，极大简化阻尼结构，大幅减轻重量，提高效率。使其在交通工具、液压设备、机械制造业、传感器技术等领域具有更为广泛的应用前景。

微米羰基铁粉是目前用得最多的制备磁流变液的导电性分散相，选择甲基硅油作为分散介质。例如专利号为201310210155.3的发明专利，公开了一种磁流变液，该磁流变液由重量百分比50～80％的混合羰基铁粉、10～40％的载液、0.5～2％的表面活性剂、0.5～2％的触变剂、0.5～2％的抗氧化剂、0.5～2％的固体润滑剂以及0.5～2％的分散剂组成，该发明通过在微米级羰基铁粉中添加少量的纳米级羰基铁粉，不仅可以显著提高磁流变液的沉降稳定性，而且还能够提高磁流变液在磁场下的剪切屈服应力，但现有技术中研发工作仍然是基于磁流变液在磁场作用下的可控力学特性方面来针对磁流变液进行改进，而针对磁流变液可控电气特性这一方面的改进较少。在无外加磁场作用下，由于基液具有电气绝缘特性将呈现出高电阻的电气特征；在外加磁场作用下，原本自由分散的具有导电特性的磁性颗粒会形成平行于外部磁场方向的类似于“导线”的磁链束，因而在磁场方向表现出导电性能。但普通的羰基铁粉作为分散相制备的磁流变液在成链方面能力较弱，影响了其导电能力，这成为研究磁流变液可控电气特性的主要障碍。因此，能否发明出一种具有高导电性，且制备工艺简单，可实现工业化生产的磁流变液成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种以镀银羰基铁粉作为分散相来提高磁流变液导电性能的方法，该磁流变液与传统磁流变液相比具有更好的导电性能，更快的磁响应速度。

本发明的技术方案为：

一种具有高导电性的磁流变液，所述的磁流变液包括以下质量百分比的组分：

镀银羰基铁粉       8％～60％；

载液               39.8％～90％；

表面活性剂         0.2％～2％。

优选地，所述的磁流变液包括以下质量百分比的组分：

镀银羰基铁粉      18.5％～50％；

载液              49.5％～80％；

表面活性剂        0.5％～1.5％。

更优选地，所述的磁流变液包括以下质量百分比的组分：

镀银羰基铁粉          39％；

载液                  60％；

表面活性剂            1％。

所述的镀银羰基铁粉粒径为4～25μm微粒。

所述载液为室温粘度为500～1000mPa.S的甲基硅油。

所述表面活性剂为油酸、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸、月桂酸中的一种或几种组合。

一种具有高导电性的磁流变液的制备方法，包括以下步骤：