[发明专利]一种硅油基磁性液体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种硅油基磁性液体，包括：纳米磁性颗粒、基载液、表面活性剂、硅油和硅油乳化剂。其中，所述硅油乳化剂包括烷基改性硅油/硅氧烷、聚醚改性硅油/硅氧烷中的至少一种。所述磁性液体中，所述硅油和硅油乳化剂的质量含量为40‑60％，所述硅油和所述乳化剂的摩尔比为(1‑5):1。本发明的硅油基磁性液体，具有颗粒分布均匀、不团聚、不沉降、流动性好的优异性能，能够在低温下长期稳定工作。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种硅油基磁性液体，特别地，还涉及该硅油基磁性液体的制备方法。

背景技术

磁性液体是一种新型的智能材料，广泛应用于航空航天、电子技术、机械化工、能源冶金、仪器仪表、生物医药等众多高科技领域。通常，磁性液体是由纳米级磁性颗粒高度分散在基载液(通常是有机溶剂或水)中构成的胶体液体，基载液与纳米磁性颗粒的相互作用使得磁性液体既有液体的流动性也有固体的磁学性能。一般来说每一个纳米颗粒表面都需要由包覆的表面活性剂提供足够的排斥力，以防止磁性颗粒在重力、颗粒间磁力或范德华力作用下团聚在一起。

在现有的磁性液体制备技术中，酯及二酯油、煤油、机油和水等物质已经常被用来作为磁性液体的基载液，但是这些常规基液通常存在随温度变化出现相对较大的粘度变化，无法满足一些复杂工业环境的需求。因此，需要对其进行改进。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：硅油，指的是在室温下保持液体状态的线型聚硅氧烷，其粘度变化相对较小，具有较宽的操作温度范围，而且它们的凝固点较低，在高温下挥发性也较低，是一种优异的候选基载液，可用于制备各种不适合使用常规基载液环境的磁性液体。

然而，由于适用于硅油的表面活性剂体系非常难以实现，因此目前还未制备得到长期稳定的硅油基磁性液体。相关技术中，US4356098公开了一种硅油基磁性液体的制备方法，其使用单一的硅油系表面活性剂。但是，单一的硅油系表面活性剂在磁性颗粒表面上的附着力很差。并且，还会和载体趋于聚合并凝结，从而使其失去流体性质。US5851416公开的硅油基磁性液体的制备方法中，使用脂肪酸和具有活性氢基团改性的聚硅氧烷的相互作用提高磁性颗粒在硅油基载液中的分散性。但是，两种表面活性剂之间相互作用比较弱，很容易受环境影响而发生脱附，磁性液体的使用寿命会受到影响，而且双层包覆也使得磁性颗粒的磁学性能降低很多，影响使用效果。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种硅油基磁性液体，具有颗粒分布均匀、不团聚、不沉降、流动性好的优异性能，能够在低温下长期稳定工作。

本发明实施例的硅油基磁性液体，包括：纳米磁性颗粒、基载液、表面活性剂、硅油和硅油乳化剂。

本发明实施例的硅油基磁性液体带来的优点和技术效果，1、本发明实施例中，加入了硅油乳化剂，使磁性液体不仅具备常规硅油的化学惰性、热稳定性、抗氧化性和低蒸气压和燃点等优点，还可以在较宽的温度范围内正常工作，可以在低温下稳定工作，具备颗粒分布均匀、不团聚、不沉降、流动性好的优异性能；2、本发明实施例的磁性液体，制备方法简单，效率高，磁饱和强度大，并同时具备极佳的磁学性能和稳定性能，同时对设备要求较低，易实现在各个领域中的应用。

在一些实施例中，所述硅油乳化剂包括烷基改性硅油/硅氧烷、聚醚改性硅油/硅氧烷中的至少一种。

在一些实施例中，所述硅油乳化剂选自长链烷基改性硅油、支链聚烯烃改性硅油、α,ω-聚醚型聚硅氧烷、梳型聚醚-聚硅氧烷、支链型硅氧烷改性硅油、烷基聚醚改性硅油中的至少一种。

在一些实施例中，所述磁性液体中，所述硅油和硅油乳化剂的质量含量为40-60％，和/或，所述硅油和所述乳化剂的摩尔比为(1-5):1。