[发明专利]硅酸镁锂基纳米流体及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及纳米流体新材料领域，具体涉及一种硅酸镁锂基纳米流体及其制备方法。

【背景技术】

纳米流体是纳米材料分散在特定液体介质中的悬浮稳定体系，其纳米材料的尺度一般为1-100nm。不同体系的纳米流体表现出不同的特殊性能，而可被应用于能源生产、电力供应、发动机冷却、集成电路中的微孔道冷却等多个领域。例如，热传导纳米流体，由于具有良好的热传导系数，可作为一种良好的热传导介质；磁性材料纳米流体在医学上可以被用作超灵敏磁性共振探头；粘土类纳米流体由于具有良好的稳定性、流变性和触变性，在地质钻探领域得到广泛的应用。

传统上对纳米流体的研究主要集中在纳米流体的热传导特性及强化传热机理方面，而最近的研究方向则主要集中在开发新型纳米流体体系方面。开发和研究新的纳米流体体系，寻求具有不同功能的纳米颗粒，制备出抗沉降稳定性好和特殊新功能的纳米流体日益成为该领域研究的焦点。

目前通常采用分散法来制备纳米流体。具体地，是将制备好的纳米粉体(干粉)，通过合适的分散手段(改性处理、加入表面活性剂、超声等)，分散到液体介质中而形成纳米流体。分散法虽然具有制备工艺简单、工序少、易制备高固量纳米流体、易于批量化生产等特点，但由于纳米粉体的比表面积大、表面活性高，在粉体制备过程中纳米颗粒容易团聚。在纳米流体制备过程中，这种团聚体一般难以通过采用上述分散手段而被完全打开。团聚体的存在，不仅降低了纳米流体的稳定性，还大大削弱了纳米流体的优异特性。

因此，还需要开发新型纳米流体体系，以及能够提高纳米流体性能的制备方法。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种新型硅酸镁锂基纳米流体，及其制备方法。

本发明的技术方案为一种硅酸镁锂基纳米流体的制备方法，包括以下步骤：将链状结构有机高分子聚合物与水，形成有机高分子聚合物水溶液；将片层状纳米硅酸镁锂分散于所述有机高分子聚合物水溶液，形成混合体系；将所述混合体系静置，得到硅酸镁锂基纳米流体。

所述水与所述链状结构有机高分子聚合物的质量比可以为1000∶0.1-1。

所述水与所述片层状纳米硅酸镁锂的质量比可以为1000∶0.5-20。

所述链状结构有机高分子聚合物为水溶性的，例如可以为聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯，或它们的混合物。

所述片层状结构硅酸镁锂可以具有15-25nm的直径，以及0.5-1.5nm的厚度。

所述将片层状纳米硅酸镁锂分散于所述有机高分子聚合物水溶液的步骤可以在50-90℃进行。

所述将混合体系静置的步骤可以在10-40℃进行。

所述静置的时间可以为10-20小时。

本发明还提供根据以上方法制备得到的硅酸镁锂基纳米流体，所述硅酸镁锂基纳米流体在外加剪切作用之前呈固相，具有1000-2500cp的粘度；在外加剪切作用之后呈液相，具有200-900cp的粘度。

本发明的制备方法工艺简单，通过使用片层状结构纳米硅酸镁锂和长链状结构有机高分子聚合物作为原料，制备得到了新型硅酸镁锂基纳米流体。该硅酸镁锂基纳米流体外观透明，具有优异的触变性和抗沉降稳定性。从而拓宽了纳米流体的性能和应用领域，实现了开发、合成新材料的目的。

【附图说明】

图1示出根据本发明实施例3制备的硅酸镁锂-聚乙烯吡咯烷酮纳米流体粘度-剪切时间曲线。

图2示出根据本发明实施例6制备的硅酸镁锂-聚氧化乙烯纳米流体粘度-剪切时间曲线。

【具体实施方式】

本发明采用片层状结构硅酸镁锂与长链状结构有机高分子聚合物作为主要原料，来制备硅酸镁锂基纳米流体。本发明的制备方法大体上可以包括三个步骤：首先将链状结构有机高分子聚合物与水混合，形成有机高分子聚合物水溶液；再将片层状纳米硅酸镁锂分散于所述有机高分子聚合物水溶液中；最后将形成的混合体系静置，即得到硅酸镁锂基纳米流体。

由于，纳米流体中加入的有机高分子聚合物量相对硅酸镁锂的量要小的多，本发明采用这样的制备方法，首先制备有机高分子聚合物水溶液，再将硅酸镁锂添加到有机高分子聚合物水溶液中，以使有机聚合物能够更容易、更均匀地分散到体系中。