[发明专利]一种水基磁流变液的制备方法

说明书

本发明公开了一种水基磁流变液，属于智能材料技术领域。本发明通过脱胶蚕丝水解收集水解蛋白溶液，随后通过三聚氰胺、尿素和三乙醇胺对蛋白质表面接枝氨基基团，通过二硫化碳改性，制备二硫代氨基甲酸蛋白质螯合剂，与羰基铁粉螯合并对铁粉表面有效包裹，制备亲水性蛋白质包裹的羰基铁粉，使其在水中有效分散，且使其水中展开长链，防止磁流变液的硬沉降提高水基磁流变液悬浮体系的稳定性和再分散性能，具有广阔的使用前景。

技术领域

本发明公开了一种水基磁流变液，属于智能材料技术领域。

背景技术

磁流变液一般是由载液、微米或亚微米尺寸的铁磁性颗粒、稳定剂等组成的悬浮体系。磁流变液的特点是:在无外加磁场时，磁流变液呈牛顿流体状态，流动性与载液基本相同。当施加一外磁场后，体系粘度瞬间增大，从自由流动状态变为半固态或固体状态，体系的屈服强度和表观粘度增加2～3个数量级。同时体系的热力学、磁、光、声等性质也会发生大幅度的改变。其中体系的屈服强度和表观粘度能够受外加磁场的调控，随着外加磁场强度的变化而变化。磁流变液的这种粘度随外加磁场发生变化的效应被称为磁流变效应。磁流变液的另一个特点是：当撤除磁场后，颗粒又能迅速地恢复到自由状态，整个材料的粘度也相应降低，重新呈牛顿流体状态，这种完全可逆的变化能在毫秒级的时间内完成。磁流变液的这一可控特性使其可以在许多领域得到广泛应用，如机械、电子、航空航天、化工、能源、冶金、仪表、环保、医疗等。

现阶段磁流变液的研究还是主要关注在油基磁流变液上，而关于制备水基磁流变液的报道较少。近几年，随着磁流变抛光技术的发展，水基磁流变液的研究与开发越来越受到重视。与其它载液相比“水不但成本低无污染”还能够使微细磨料均匀地分散，同时水还具有良好的冷却和洗涤润滑作用，并且可促进抛光材料表面的水解，提高抛光效率，但是现有的水基磁流变材料磁性颗粒（一般为羰基铁粉）密度大，与载液相容性差而容易沉降，特别是长期静置后易结块且难再分散而失去磁流变性能。因此，开展水基磁流变液稳定性研究，开发一种与载液相容性好，不易沉降结块的水基磁流变液，对提高相关产品的技术含量和市场竞争力，具有十分重要的意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对现有水基磁流变材料与载液相容性差而容易沉降，特别是长期静置后易结块且难再分散而失去磁流变性能的问题，提供了一种水基磁流变液。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种水基磁流变液，由以下重量份组成：

10～15份改性蛋白螯合剂溶液、1～2份正硅酸乙酯、0.5～1.0份羰基铁粉和1～2份去离子水。

所述的羰基铁粉粒径为200目。

所述的改性蛋白螯合剂溶液制备步骤为，按重量份数计，由45～50份去离子水、10～15份三聚氰胺、5～8份甲醇、5～10份尿素、3～5份三乙醇胺和9～10份蚕丝蛋白浓缩液搅拌混合，经调节pH至8.0后，得碱化蛋白液，按体积比1:12，将二硫化碳滴加至碱化蛋白液中，滴加完成后静置冷却并过滤得滤液，制备而成。

所述的蚕丝蛋白浓缩液制备步骤为：按重量份数计，由45～50份的去离子水、25～30份的脱胶蚕丝和35～40份的无水乙醇搅拌混合后，水浴加热并离心分离，收集上层清液并旋转蒸发制备而成。

所述的调节pH采用的是0.5/L氢氧化钠溶液。

所述的二硫化碳滴加时间为25～30min。

本发明的有益效果是：

（1）本发明以羰基铁粉表面的羟基为锚点，将蛋白质水解并接枝氨基基团后，经成核缩聚并生长，在羰基铁粉表面形成过渡层，由于蛋白质水解形成的多肽为长链结构，使其包覆在羰基铁粉表面后，在水中展开并防止磁流变液的硬沉降，提高水基磁流变液的稳定性和再分散性能；