[发明专利]一种具有高耐击穿性的电流变液及其制备方法

说明书

本发明涉及电流变液材料领域，具体涉及一种具有高耐击穿性的电流变液及其制备方法，电流变液，以胶态悬浮液的形式存在，包括纳米颗粒状过渡金属盐、非离子型添加剂和混合型极性有机油；其制备方法经过所述纳米颗粒状过渡金属盐的制备、所述非离子型添加剂和混合型极性有机油的混合和所述电流变液的制备，得到电流变液；本发明解决现有技术中，电流变液的温度应用范围窄，屈服应力低及击穿电场低的缺陷。

技术领域

本发明涉及电流变液材料领域，具体涉及一种具有高耐击穿性的电流变液及其制备方法。

背景技术

电流变液(Electrorheological Fluids)简称ER液体或ER流体，由高电导率低、介电常数高的固体颗粒分散于介电常数低的绝缘液体中制备而成，通常状态下是一种悬浮液，在电场的作用下可发生液固转变。具体而言，在施加电场时，ER液表现出类似固体的性质，例如能够传递剪切应力；由类似液体的性质到类似固体的性质的瞬变时间可以为大约1-10ms，这种固态转变撤去电场时此转变过程可逆。该现象被称为ER效应，并且其在表观粘度上的改变依赖于所施加的电场。

目前，现有技术中的电流变液中，颗粒沉降稳定性低，屈服应力小，击穿电场低，材料反应重复实现性不强，并且温度应用范围窄(24℃～80℃)，电流变液的电流非常大，电池应用被局限，更宽的温度范围将提高电流变液外加电场后的电流，因此电流变液的应用被局限。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种具有高耐击穿性的电流变液及其制备方法，解决现有技术中，电流变液的温度应用范围窄，屈服应力低及击穿电场低的缺陷。

本发明采取的技术方案为：一种具有高耐击穿性的电流变液，以胶态悬浮液的形式存在，包括纳米颗粒状过渡金属盐、非离子型添加剂和混合型极性有机油。

优选地，所述过渡金属盐，按质量份数计，包括氯化钡75份、氯化铷2份、氯化钛33份、草酸2-水合物106份和尿素44份。

优选地，所述非离子型添加剂为有机硅聚醚，所述有机硅聚醚占所述混合型极性有机油总质量的0.2％～5％、占所述电流变液总质量的0.1％～1.5％。

优选地，所述混合型极性有机油为二甲基硅油。

优选地，所述二甲基硅油的分子链长n为2000～5000。

本发明还公开了一种具有高耐击穿性的电流变液的制备方法，包括以下步骤：

S1、所述纳米颗粒状过渡金属盐的制备：首先，用75份蒸馏水溶解2份所述氯化铷得到氯化铷溶液，用150份蒸馏水溶解75份所述氯化钡得到氯化钡溶液，用750份蒸馏水溶解106份所述草酸2-水合物得到草酸2-水合物溶液，用300份蒸馏水溶解33份所述氯化钛得到氯化钛溶液，用165份蒸馏水溶解44份所述尿素得到尿素溶液；而后，取所述氯化铷溶液、氯化钡溶液、草酸2-水合物溶液和氯化钛溶液进行混合，并在60℃～80℃温度下超声浴处理30分钟得到混合液；而后，向所述混合液中加入所述尿素溶液，形成白色胶体；而后，取所述白色胶体进行水洗并过滤得到沉淀物；最后，干燥所述沉淀物以除去所述沉淀物的残留水，得到白色粉末状的纳米颗粒状过渡金属盐；

S2、所述非离子型添加剂和混合型极性有机油的混合：将所述有机硅聚醚和所述二甲基硅油分别烘热至120℃后混合搅拌均匀，得到混合物；

S3、所述电流变液的制备：取所述纳米颗粒状过渡金属盐经研磨后加入所述混合物中与所述混合物搅拌混合均匀，得到所述电流变液。

优选地，S1中，所述氯化铷的溶解在室温下进行，所述氯化钡的溶解在50℃～100℃温度下进行，所述草酸2-水合物的溶解在80℃温度下进行，所述氯化钛的溶解在室温下进行，所述尿素的溶解在室温下进行。

优选地，S1中，所述草酸2-水合物的溶解在超声槽中进行。