[发明专利]一种稳定型、耐氧化、高磁流变效应的磁流变润滑脂

说明书

本发明提供了一种稳定型、耐氧化、高磁流变效应的磁流变润滑脂，其特征在于包括下列质量比的原料：羰基铁粉30‑90%，十二羟基硬脂酸锂0.1‑6%，基础油10‑70%，添加剂0.2‑5%；所述基础油为乙基硅油；所述添加剂为硫叉二苯胺、二卞基二硫、二苯胺，其中二苯胺用量为0.1‑1%，有机硫化物用量为0.1‑4%，其中硫叉二苯胺用量为≤2%、二卞基二硫用量为≤2%。本发明制备的磁流变润滑脂表现出极佳的稳定性、磁流变效应和耐氧化性；获得的磁流变润滑脂5天沉降量为0，30天沉降量小于2%，磁流变效应可达36200%，在200℃、1MPa氧气气氛下氧化诱导时间大于70min。该磁流变润滑脂在外加磁场为500 mT时，储能模量可达126 kPa。

技术领域

本发明涉及智能材料领域，具体涉及一种沉降稳定性，氧化稳定性和磁流变效应优良的磁流变润滑脂。

背景技术

磁流变液因具有流变性质精确可控、可调、可逆的特性，在扭矩传递、阻尼控制、精密抛光等领域备受人们的青睐。但磁流变液中磁性颗粒与载液之间存在密度差而导致的颗粒沉降问题不容忽视，已成为限制磁流变液在工程领域广泛应用的重要原因之一。为了缓解磁流变液的沉降问题，人们进行了很多有益的尝试。一方面，降低颗粒的密度或减小颗粒的尺寸，可使磁流变液的沉降稳定性得到改善。很多学者通过修饰磁性颗粒（如包覆磁性颗粒、合金颗粒、改变颗粒形貌、复合磁性颗粒、碳纳米管等），加入添加剂（如超细小颗粒与大颗粒的混合、添加表面活性剂或有机黏土）等方法对磁流变液的沉降稳定性进行了研究，在一定程度上改善了磁流变液的抗沉降效果，但对磁流变液的长期稳定性效果并不明显，且对磁性颗粒的修饰往往会降低颗粒的磁饱和强度，使得磁流变液的屈服应力下降。另一方面，从载体介质入手，通过提高载体介质的屈服应力来克服颗粒自身的重力，为提升磁流变材料的长期稳定性提供了思路。磁流变润滑脂正是这样一种新型磁流变材料。

自1999年，P.J. Rankin发现使用黏弹性介质润滑脂可以有效改善磁流变液的沉降问题后，磁流变润滑脂逐渐受到了学者的关注。2003年J.D. Carlson公开了第一篇关于磁流变润滑脂的专利“磁流变润滑脂组合物”（US 6547986、CN 100437843C），获得的磁流变润滑脂中几乎没有磁响应粒子的沉降。专利CN 104479814A发明了一种磁流变润滑脂的制备方法，获得了稠化剂含量为7%的高稠度磁流变润滑脂。但这些磁流变润滑脂具备的“磁响应粒子无沉降”特点是以牺牲磁流变润滑脂流动性、降低磁流变效应为代价的，且磁响应粒子在磁流变润滑脂中将可能作为一种催化剂，在较低的温度下引发氧化反应，导致磁流变润滑脂发生氧化劣化，严重影响磁流变润滑脂及其器件性能的发挥。

发明内容

为了解决磁流变润滑脂的易氧化，且稳定性与高磁流变效应相矛盾的问题，本发明的目的在于提供一种具有耐氧化、高磁流变效应的稳定型磁流变润滑脂。

本发明的目的是通过以下措施实现的：

一种稳定型、耐氧化、高磁流变效应的磁流变润滑脂，其特征在于包括下列质量比的原料：羰基铁粉30-90%，十二羟基硬脂酸锂0.1-6%，基础油10-70%，添加剂0.2-5%；所述基础油为乙基硅油；所述添加剂为硫叉二苯胺、二卞基二硫、二苯胺，其中二苯胺用量为0.1-1%，有机硫化物用量为0.1-4%，其中硫叉二苯胺用量为≤2%、二卞基二硫用量为≤2%。

上述原料的优选值为羰基铁粉40%-70%、十二羟基硬脂酸锂0.5%-4%，乙基硅油30%-60%，二苯胺0.2%-0.5%，硫叉二苯胺0.8%-1.4%，二苄基二硫0.5%-1.5%。

上述磁流变润滑脂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将十二羟基硬脂酸锂加入到2/3的乙基硅油中，加热至190℃以上，直至十二羟基硬脂酸锂完全溶解在乙基硅油中；

（2）缓慢加入磁性颗粒羰基铁粉，以55-65r/min的速率持续搅拌，使之分散均匀，保持温度在195-210℃ 5min-10min后，加入室温的余量乙基硅油。