[发明专利]一种电流变液的制备方法

说明书

本发明采用聚苯乙烯微球作为模板制备钛酸锶钡空心微球作为电流变液分散相，配合极性分子分散剂，制备的电流变液具备良好的分散性和不沉性，制备的电流变液在电场作用下粘度急剧增大由液态变为固态。制备工艺简单，原材料廉价，适于量产。

技术领域

本发明属于智能材料领域，涉及一种电流变液的制备方法。

背景技术

电流变液是一种由微米或纳米级高介电固体微粒与绝缘油混合成的悬浮体系，正常情况下电流变液呈牛顿流体的性质；但电场的作用下，高介电微粒会因在电场下极化而相互作用，颗粒间的相互作用随着电场的提升逐渐增强而形成有序排列形成链状结构。在无电场的情况下颗粒会无规则的均匀分散在液体内，电场开始逐渐增强的过程中颗粒由于被极化而开始相互吸引，逐渐形成链状排列，此时电流变液黏度开始增加并逐渐失去流动性。随着电场强度的增加，颗粒间相互作用进一步增强而形成柱状结构，此时电流变液黏度迅速增大而形固化，同时具有了屈服强度等固体的力学性质。目前高介电常数的Ti-O体系附带极性分子所制备出的电流变液成为研究的主流，作为无机金属氧化物由于其自身局限性，易沉降、寿命短、易受环境影响等缺陷依旧影响其电流变液实际应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电流变液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将钛酸正丁酯溶于乙醇中，浓度0.5～1mol/L，加入1～2g/L聚苯乙烯微球，超声波环境下搅拌分散，将乙酸钡和乙酸锶溶于70～85℃的冰醋酸中，乙酸钡和乙酸锶的浓度总和0.2～0.5mol/L，乙酸钡和乙酸锶的摩尔量总和与钛酸正丁酯摩尔量相同，将乙酸钡和乙酸锶的冰醋酸溶液缓缓加入乙醇分散液中，形成胶状物，用乙酸调节pH值3～4.5，加入乙二醇甲醚，室温下陈化36～72小时得到凝胶；

(2)干燥后300℃排粘3～4小时，升温至800～1000℃煅烧3～4小时得到钛酸锶钡空心微球；

(3)30～40质量份的钛酸锶钡空心微球加入100质量份绝缘基液中，加入0.5～1质量份极性分子添加剂，将混合液放入匀浆机中分散6～10小时，得到电流变液。

所述绝缘基液包括硅油、变压器油、矿物油或其混合物。

所述聚苯乙烯微球粒径2～4微米。

所述极性分子添加剂包括尿素、三乙醇胺、辛基酚聚氧乙烯醚中的一种。

本发明采用聚苯乙烯微球作为模板制备钛酸锶钡空心微球，用作电流变液分散相，配合极性分子分散剂，制备的电流变液具备良好的分散性和不沉性，制备的电流变液在电场作用下粘度急剧增大由液态变为固态。制备工艺简单，原材料廉价，适于量产。

具体实施方式

实施例1：

(1)将钛酸正丁酯溶于乙醇中，浓度0.5mol/L，加入1g/L粒径2微米的聚苯乙烯微球，超声波环境下搅拌分散，将乙酸钡和乙酸锶按照摩尔比5∶5溶于70℃的冰醋酸中，乙酸钡和乙酸锶的摩尔量总和与钛酸正丁酯摩尔量相同，将乙酸钡和乙酸锶的冰醋酸溶液缓缓加入乙醇分散液中，形成胶状物，用乙酸调节pH值3～4.5，加入乙二醇甲醚，室温下陈化36小时得到凝胶；

(2)干燥后300℃排粘3小时，升温至900℃煅烧4小时得到钛酸锶钡空心微球；

(3)30质量份的空心钛酸锶钡粉末加入100质量份变压器油中，加入0.5质量份三乙醇胺，将混合液放入匀浆机中分散6小时，得到电流变液。电流变液具有良好不沉性，常温密封30天无明显沉降。3kV下剪切强度129KPa。

实施例2：