[发明专利]具有耐辐照性能的磁流变液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有耐辐照性能的磁流变液，所述磁流变液中含有磁性颗粒和改性磁性颗粒，所述改性磁性颗粒由耐辐照材料吸附于磁性颗粒表面对磁性颗粒进行包覆形成；通过降低磁流变液的零场粘度，改善磁流变液流动性差的问题，同时兼具高磁流变效应、再分散性好，以及抗沉降性好的特点。

技术领域

本发明涉及一种“智能材料”，具体涉及一种具有耐辐照性能的磁流变液及其制备方法。

背景技术

作为一种新型的智能材料，磁流变液以其流体特性，以及独特的磁流变效应可广泛应用于智能悬架、机械传动、超精密抛光，以及仿生机械等领域。传统磁流变液由基载液、磁性颗粒和添加剂组成。在没有外界磁场的情况下，磁流变液是一种均质的悬浮液，表现出牛顿流体的力学行为，但当施加了外部磁场之后，磁性颗粒在磁场的作用下，沿磁场方向聚集成链，状态和性能都会发生明显变化，并且撤去磁场之后能够恢复到初始状态。然而，面向存在辐照的极端工况下，射线辐射一方面会是磁流变液中的聚合物产生交联反应，增大磁流变液的粘度，严重的会丧失流动性；另一方面，射线辐射会使磁流变液中无机物产生晶格错位(位移效应)，进而削弱磁流变液的力学性能，导致其在器件中的作用不足，无法完全满足器件的应用要求。

因此，需要一种耐辐照性的磁流变液，在射线照射下性能变化不大，并且能够在辐照环境下正常工作，改善磁流变液在辐照后粘度增大，流动性差，性能下降的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有耐辐照性能的磁流变液及其制备方法，通过降低磁流变液的零场粘度，改善磁流变液流动性差的问题，同时兼具高磁流变效应、再分散性好，以及抗沉降性好的特点。

本发明的具有耐辐照性能的磁流变液，所述磁流变液中含有磁性颗粒和改性磁性颗粒，所述改性磁性颗粒由耐辐照材料吸附于磁性颗粒表面对磁性颗粒进行包覆形成；

进一步，所述耐辐照材料通过静电吸附的方式包覆磁性颗粒，所述耐辐照材料为聚偏氟乙烯粉末、聚醚醚酮粉末中的至少一种；

进一步，所述耐辐照材料为聚酰亚胺粉末，所述聚酰亚胺粉末与磁性颗粒通过球磨工艺使聚酰亚胺粉末包覆磁性颗粒；

进一步，所述改性磁性颗粒的制备方法包括以下步骤：将聚酰亚胺粉末与磁性颗粒加入球磨机中，缓慢加入无水乙醇后高速球磨，球磨完成后使用磁铁筛选颗粒，真空干燥后即可得到改性磁性颗粒；

进一步，所述聚酰亚胺粉末与磁性颗粒质量比为1：1，球磨时间为24-96小时，球磨速度为100-300转/分，真空干燥时间为24小时；

进一步，所述磁流变液原料按重量份包括以下组分：磁性颗粒70～84份、改性磁性颗粒1～2份、基载液10～20份、分散剂0.1～0.5份、表面活性剂1～3份；

进一步，所述磁性颗粒为含铁、含钴、含镍及其合金中的至少一种，所述磁性颗粒的粒径为0.5-100微米；所述基载液为植物油、齿轮油、基础油、矿物油、石蜡油、硅氧烷共聚物、液压油、醇类有机物、合成烃类油、高温导热油、变压器油中的一种或两种以上的混合物；

进一步，所述分散剂为磺酸盐、石蜡类、脂肪酸类、金属皂类、硬脂酸盐、酯类、脂肪族酰胺类中的一种或两种以上混合物；

进一步，所述表面活性剂为偶联剂、聚醚多元醇、油酸、十二烷基苯磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚乳化剂、硬脂酸、失水山梨醇脂肪酸酯乳化剂、聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯乳化剂中的一种或两种以上混合物。

本发明还公开一种具有耐辐照性能的磁流变液的制备方法，包括以下步骤：将改性磁性颗粒、磁性颗粒和基载液混合均匀后抽真空以消除混合液中的气泡并降低耐辐照材料与基载液的界面空隙层，然后加入分散剂与表面活性剂，高速分散后得到具有耐辐照性能的磁流变液。