[发明专利]一种新型磁性密封材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型磁性密封材料，所述磁性密封材料由核‑壳‑枝接基团微粒构成；所述核为铁磁性纳米颗粒，所述铁磁性纳米颗粒的粒径为5~100nm；所述壳为包覆在核表面的惰性金属氧化物层或者树脂层；且所述壳上的羟基、羧基、氨基或者巯基能够化学枝接基团；所述壳的厚度为1~100nm；所述枝接基团为枝接在惰性金属氧化物层或者树脂层上的碳氟链，所述碳氟链在壳表面上的覆盖度为5~95%。本发明提供了一种新型磁性密封材料作为磁流体中的磁性微粒，使得磁性微粒能够直接稳定均匀的分散在载液中，且磁性微粒不会出现沉降和团聚的问题，使得磁流体的磁密封效果更好。

技术领域

本发明属于磁性密封材料，具体涉及一种新型磁性密封材料及其制备方法。

背景技术

磁力密封是一种新型的密封技术，利用该技术制备的磁性密封部件，不但能够耐高低温、无磨损、具有极佳的工作可靠性，即使在极限真空度10^-6Pa下泄漏率也极低。因其性能优异被广泛应用于化工、机械、能源等多个领域。在磁力密封部件中的磁流体是影响密封效果优劣的关键因素。

磁流体是由磁性微粒、载液和分散剂构成；由于密封部件需要满足在高温和高压的实际需求，就需要载液具有黏度低和饱和蒸气压低，且具有较高的沸点和化学即热稳定性，使分散在载液中的磁性微粒不凝聚、不沉淀。氟醚油因化学和热稳定高且不汽化、黏度低、密度高能将磁性微粒悬浮不发生沉淀，是理想的磁流体载液。但是由于氟醚油中的碳氟链具有疏水、疏油“双憎”的特点，因此，传统表面活性剂很难将磁性微粒分散到氟醚中。虽然现在碳氟表面活性能够帮助将磁性微粒分散在氟醚油，但因为磁性材料与碳氟表面活性剂之间的相互作用在高温环境下磁流体的稳定性变得极差，最终导致磁性微粒发生团聚和沉降的现象，导致磁密封部件无法满足密封的要求。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种新型磁性密封材料，解决了现在磁流体中传统表面活性剂难以将磁性微粒分散到载液中，并且磁性微粒通过表面活性剂分散到载液中后，磁流体的稳定性变得极差，磁性微粒还出现团聚和沉降的现象等技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种新型磁性密封材料，所述磁性密封材料由核-壳-枝接基团微粒构成；所述核为铁磁性纳米颗粒，所述铁磁性纳米颗粒的粒径为5～100nm；所述壳为包覆在核表面的惰性金属氧化物层或者树脂层；且所述壳上的羟基、羧基、氨基或者巯基能够化学枝接基团；所述壳的厚度为1～100nm；所述枝接基团为枝接在惰性金属氧化物层或者树脂层上的碳氟链，所述碳氟链在壳表面上的覆盖度为5～95％。

权利要求1-6任意一项所述的新型磁性密封材料的制备方法，具体步骤如下：

1)铁磁性纳米颗粒的制备；通过共沉淀法、溶剂热法、乳液合成法以及溶胶凝胶法合成得到Fe₃O₄、γ-Fe₂O₃磁性金属氧化物纳米微粒；或者通过沉淀法、溶剂热法、乳液合成法以及溶胶凝胶法合成得到铁、钴、镍的金属氧化物纳米微粒或钴-钕，铂-铁，钯-铁的合金氧化物纳米微粒后，再将得到的铁、钴、镍的金属氧化物纳米微粒或钴-钕，铂-铁，钯-铁的合金氧化物纳米微粒进行电化学、氢气、一氧化碳或者化学还原法得到铁、钴、镍的金属纳米微粒或者为钴-钕，铂-铁，钯-铁等磁性合金纳米微粒；