[发明专利]一种球状粗糙表面具有多纳米孔道氧化钛纳米颗粒电流变液材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种氧化钛纳米颗粒的电流变液材料及其制备方法，该电流变液的分散相是球状粗糙表面具有多纳米孔道的氧化钛纳米颗粒，连续相为二甲基硅油；主要是通过溶剂热法和水热法相结合制备出球状粗糙表面具有多纳米孔道氧化钛纳米颗粒。所制得的球状粗糙表面且具有多纳米孔道氧化钛纳米颗粒，大小均匀，晶粒尺寸较小，为纳米级，且纳米颗粒内部具有纳米孔道，颗粒内部为空心结构。同时，这种材料与二甲基硅油所制得的电流变液具有优良的特性，比如极强的电流变效应、高剪切应力，响应时间极短、化学稳定性好等。附图显示了球状粗糙表面具有多纳米孔道氧化钛纳米颗粒透射电镜照片。

技术领域

本发明涉及一种电流变液材料及其制备方法，具体涉及一种球状粗糙表面具有多纳米孔道氧化钛纳米颗粒电流变液材料及其制备方法。

背景技术

电流变液是一种重要的智能材料，它通常是由高介电常数、低电导率的固体颗粒分散于低介电常数的绝缘液体中形成的悬浮体系，该体系可在电场作用下瞬间实现液-固转化，且这种转化具有快速、可逆的特点，同时它具有受控变化的品质，其屈服应力、弹性模量随外加电场的变化而变化。电流变液在很多领域如：减震器、离合器、阻尼器、驱动器、无级调速等装置中具有广泛的潜在的应用价值。通常情况下，固体粒子的性质决定电流变液性能的好坏，是电流变液的关键。因此研究具有高电流变效应的分散相材料成为电流变领域的关键问题。近年来的相关研究集中在具有高电流变性能的分散相的制备方面，并且取得了一定的成果。

当前的电流变材料多种多样，较为丰富，在如此丰富种类的电流变材料中，氧化钛是具有特殊意义的一种电流变材料。目前，在科学研究方面，对于氧化钛的研究非常众多，氧化钛也被许多科研工作者认为是最有应用前景的材料之一，其优良性能也被不断地发现和研究。在最近的科学研究中，在众多实验中均有氧化钛产物的参与和多样的氧化钛的制备方式的说明以及应用。氧化钛在电流变方面的性质较为理想，具有较高的介电常数。氧化钛的热稳定性很好，可以在一定的高温下保持他的正常的性质，所以可以在较大的温度范围内使用，且氧化钛的制备方法多样，形貌制备可控，目前有较多形貌的氧化钛制备手段，且氧化钛产品无毒无害，因此被科研人员广泛的认为是优秀、理想的制备电流变液的分散颗粒。但是氧化钛在电场下由于极化响应低，电导率小，界面极化弱，所以电流变效率不高，因此对氧化钛进行改性制备出高性能电流变材料是研究人员关注的对象。

发明目的和内容

本发明的目的是提供一种二氧化钛纳米颗粒型电流变液，其分散相是一种表面粗糙且具有纳米级孔道的氧化钛颗粒，连续相为二甲基硅油。

本发明的目的还在于是提供一种新型的无机电流变液的制备方法，通过溶剂热法制备纳米级别的氧化钛颗粒，通过其形貌的改变提升其电流变性能，并通过改变其表面活性剂的种类和用量来制备多种新型二氧化钛，研究电流变性能差异，改善二氧化钛这种材料的性能，从而使其电流变性能大大提高。粗糙表面有利于增加颗粒之间作用力，提高电场下响应行为。纳米孔道的存在赋予氧化钛多孔空心的特质，有利于提高抗沉降性，且丰富界面极化，提高电流变性能。同时，制备工艺简单，制备无需模板，绿色环保，安全无毒，成本低廉，反应过程容易控制，对设备无特殊要求。

微米颗粒电流变液的应用阻碍来自于其较差的抗沉降性能；而纳米颗粒电流变液由于其较高的静态力学值和良好的抗沉降性能受到了越来越多的关注。本发明的目的提供一种球状氧化钛纳米空心结构材料，可以同时兼有抗沉积性能和纳米颗粒的双重优点，配制的电流变液具有较高剪切应力值，优良的抗沉淀性能。

制备的球状粗糙表面具有多纳米孔道氧化钛纳米颗粒是通过溶剂热结合二次水热进行制备，能耗小，简单易行，产物无毒无害，产品形貌可控性好，因为其介电常数较高，具有良好的半导体性能，比表面积大，纳米粒子组装而成既具有良好的响应速度和优良的电流变性能，且制备出纳米颗粒抗沉积性能优良，从而使材料的综合性能得到优化。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明所制得的电流变液，其分散相是表面粗糙且具有纳米级孔道的氧化钛颗粒，连续相为二甲基硅油。