[发明专利]一种MoS2/MFe2O4复合水基磁流变液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及新型智能磁性材料领域，具体为一种MoS₂/MFe₂O₄复合水基磁流变液及其制备方法。

背景技术

1948年Rabinow首先提出了有关磁流变液(Magnetorheological fluids，MRF)的概念，作为典型的智能材料它是软磁材料应用的一个典范。磁流变液是将软磁性颗粒分散到载液中形成的悬浮液体，之所以将其称为智能材料是因为磁流变液可以快速且可逆地在外磁场控制下实现液态到近似于固态之间转变。在零场情况下,磁流变液表现为流动性能良好的液体,其表观粘度很小；在强磁场作用下可在短时间(毫秒级)内表观粘度增加两个数量级以上,并呈现类固体特性；而且这种变化是连续的、可逆的,即去掉磁场后又恢复到原来的状态。然而,从50年代到80年代期间,由于没有认识到它的剪切应力的潜在性以及存在悬浮性、腐蚀性等问题,磁流变液发展一直非常缓慢。进入90年代,随着制备技术的提高,磁流变液研究重新焕发了生机,成为当前智能材料研究领域的一个重要分支，并且在工程领域的应用受到越来越广泛的关注和研究，包括磁流变阻尼器件，磁流变控制器件，磁流变抛光和磁流变密封等。

目前用于磁流变液基液最多的是不同粘度的硅油、水、及各种矿物油等。以油为基液的磁流变液由于基液本身粘度相对较大，故可以有效的减缓磁性颗粒的沉降；另外油不易挥发，化学稳定性较高，有利于提高磁流变液的稳定性；但其缺点是长期使用过程中，油类物质会聚合、老化、细菌繁殖以及易燃。而以水为基液的磁流变液虽能克服油类基液的缺点，但其自身粘度极低，磁性粒子沉降快；水容易蒸发，不利于长期使用，稳定性差。水基磁流变液的优势是成本低，无毒无污染、可回收循环利用且在磁流变抛光等方面具有不可替代的优势。

传统羰基铁粉磁流变液虽然具有突出的力学性能以满足应用要求，然而磁性粒子和载液之间的密度差引起的沉降问题一直未能得到很好的解决，这限制了磁流变液广泛的应用。从现有改善磁流变液沉降稳定性的方法来看，采用添加纳米粒子或防沉剂等添加剂使磁流变液的体系复杂化，且增大了其零场粘度，对实际应用不利；采用特殊的基液如密度较大的磁流体或粘度较大的离子液体同样产生磁流变液零场粘度增大的问题，同时成本大大提高。因此，如何兼顾磁流变液沉降稳定性和磁流变性能成为现在磁流变液的研究热点和难点。

发明内容

本发明的目的是提供一种MoS₂/MFe₂O₄复合水基磁流变液及其制备方法，通过采用密度较小的层状结构复合磁性粒子，可以有效减小分散相和载液之间的密度差，在不损害磁流变液性能的同时提高悬浮液的沉降稳定性，所得水相磁流变液具有零场粘度低、剪切应变高、沉降稳定性好和使用温度范围广等优点。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种MoS₂/MFe₂O₄复合水基磁流变液，以水为载液，以由氨基化单层MoS₂纳米片和羧基化MFe₂O₄磁性纳米粒子复合构成的MoS₂/MFe₂O₄磁性复合颗粒为分散相均匀分散在载液中，M为二价金属。

作为本发明的一种优选，所述MFe₂O₄磁性纳米粒子均匀修饰在单层MoS₂纳米片表面。

作为本发明的另一种优选，所述MFe₂O₄中的M＝Fe或Co或Ni。

作为本发明的再一种优选，所述MoS₂/MFe₂O₄磁性复合颗粒占水基磁流变液的质量分数为5-45wt％。

作为本发明的又一种优选，所述羧基化MFe₂O₄磁性纳米粒子的直径为3-25nm，其形状为球形或类球形；所述氨基化单层MoS2纳米片的厚度为0.5-20nm，其形状为单层剥离结构，尺寸为0.5-10μm，其所占所述MoS₂/MFe₂O₄磁性复合颗粒质量百分含量为0.5-60wt％。