[发明专利]一种大功率传动用矿物油基磁流变液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁流变液，具体是一种大功率传动用矿物油基磁流变液及其制备方法，属于磁流变液技术领域。

背景技术

磁流变液是一种流变特性能受外加磁场控制和约束的液固两相智能材料，主要由微米级的磁性颗粒和添加剂均匀的分散在载液中形成的悬浮液体。这种特殊的悬浮液体在没有外加磁场时，其表观粘度较低，表现为可以自由流动的具有牛顿流体特性的液体；当有外加磁场时，液体的流变特性会在几毫米内发生剧烈的变化，变为粘度极大的类固体，对外表现出一定的屈服应力；撤去磁场后又变为可以自由流动的液体，这种在外加磁场作用下发生的固液之间的转化是可逆的、迅速的，并且粘度的变化是连续的。因此这种独特的特性使磁流变液广泛地应用于航空航天、汽车工业、建筑行业、生物医疗、军事和国防等领域。

目前，对磁流变液的研究和应用已经取得了一些进展，但磁流变液还有一些难解决的问题：沉降稳定性差、零场粘度大、剪切屈服应力小，这严重影响了其在工程机械中的应用；因此，提高磁流变液的综合性能对磁流变液的实际应用至关重要。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种大功率传动用矿物油基磁流变液及其制备方法，制备后的磁流变液具有优异的沉降稳定性、较低的零场粘度和较高的剪切屈服应力，使用寿命长，可以满足大功率传动装置的应用要求。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种大功率传动用矿物油基磁流变液，

包括以下质量百分比的成分：

磁性颗粒60%～80%；

载液15%～40%；

添加剂2%～5%；

其中，所述的磁性颗粒为羰基铁粉颗粒和纳米四氧化三铁颗粒；

所述的载液为矿物油；

 所述的添加剂包括表面活性剂、触变剂、抗氧化剂和抗磨剂。

所述的磁性颗粒为径粒为2-4μm的羰基铁粉颗粒和粒径为20-40nm的四氧化三铁颗粒。

所述的纳米四氧化三铁含量为4%～6%。

所述的载液为粘度为50cst～100cst的矿物油作为连续相。

所述的表面活性剂为油酸、HT-610多功能分散防沉剂和Tween-80中的任意一种或一种以上的混合物；其中、HT-610多功能分散防沉剂以带有多个锚定基团的特种界面材料为主，辅以各种不同的添加剂复合而成。

所述的触变剂为自硅藻土和有机膨润土中的任意一种或两者的混合物。

所述的抗氧化剂为含氮杂环化合物、亚硝酸盐和苯甲酸中的任意一种或一种以上的混合物。

所述的抗磨剂为二氧化硅和石墨中的任意一种或两者的混合物。

其中，还包括一种大功率传动用矿物油基磁流变液的制备方法，包括以下步骤：

（1将一定量酸化活化的羰基铁粉颗粒均匀地分散到装有化学镀液的三颈瓶中，并鼓泡通入氮气，保持反应过程通气，在水浴加热65℃的条件下均匀搅拌2h；分离混合物后洗涤，低压下真空干燥，获得改性羰基铁粉颗粒；

（2利用共沉淀法获得改性纳米四氧化三铁颗粒，具体的：将一定质量的FeC1₃·6H₂O和FeC1₂·4H₂O混合保证混合液中Fe²⁺与Fe³比例为1:1.5，将混合液置于四口烧瓶，在水浴加热50℃的条件下高速搅拌；

通入氮气保护下逐滴滴加NaOH溶液至反应体系PH值为10～11，调节温度至70℃，熟化1h；熟化后将溶液高速离心，然后洗涤, 洗去粒子表面未反应的杂质离子，移去上层清液，得到Fe₃O₄的胶体溶液；

将适量的硅烷偶联剂溶于一定比例的无水乙醇和水中，用稀盐酸调节溶液的PH值使其呈弱酸性，待硅烷偶联剂水解一段时间与Fe₃O₄胶体溶液相混合并剧烈搅拌，升温至70℃继续剧烈搅拌反应一段时间，反应结束后高速离心并反复洗涤，低压下真空干燥，研磨磨细过筛后获得表面改性的纳米Fe₃O₄颗粒；

（3将一定比例的添加剂溶于矿物油中，在水浴加热50℃的条件下均匀搅拌2h，获得复配载液；

（4将步骤1）和步骤2）获得的改性羰基铁粉颗粒和改性纳米四氧化三铁颗粒加入到第三步的复配载液中，水浴加热50℃的条件下均质分散机高速分散；