【技术实现步骤摘要】
一种巨电流变液及其制备方法
本专利技术涉及一种巨电流变液及其制备方法,属于智能材料
技术介绍
巨电流变液(GRF)是由介电颗粒均匀悬浮在非导电的连续相中的一类胶体,当对GRF施加一定强度的电场时,其流变性能会立刻发生改变,由液体变为类固体态,当撤消电场时,又立即恢复成原来的液体。在电场中巨电流变液具有以下几个特点:(1)在液体和类固体之间快速转换,即在静态或低剪切速率下表观粘度可发生很大变化,具有固体属性的抗剪切能力;(2)液固之间的转换是可逆的;(3)液固之间的转换是可控的,只需对电场信号予以控制;(4)表观粘度的改变是随着电场强度的变化而连续变化的;(5)液固之间的转换、表观粘度的改变可以在毫秒之内完成,响应速度极高;(6)控制相变的能量极低。这些优异的性能使其成为一种非常有潜力的新型智能材料,可广泛应用于机械工程、汽车行业、航空航天、国防等领域。目前,在巨电流变液方面,现有技术中已开发了多种巨电流变液。然而,仍然存在一些问题制约巨电流变液的应用,其中最突出的问题是:在电场下具有较高剪切强度的巨电流变液其零电场下的剪切强度也较高,这一方面导致其相对巨电流变效应(即剪切强度的相对变化)较低,另一方面高粘度的液体介质接近于膏体,实用性较差。
技术实现思路
针对上述现有技术,本专利技术提供了一种电流变效应良好、零电场剪切强度低、高电场剪切强度高、抗沉降性能好、对器件无腐蚀、无污染的巨电流变液,本专利技术还提供了巨电流变液的制备方法,具有工艺简单、操作方便、经济环保等优点。本专利技术是通过以下技术方案实现的:一种巨电流变液,是由复合型二氧化钛和硅油组成的 ...
【技术保护点】
一种巨电流变液,其特征在于:是由复合型二氧化钛和硅油组成的,复合型二氧化钛的浓度为1~5g/mL;所述复合型二氧化钛中,二氧化钛的质量分数为80%~90%,高介电常数有机物的质量分数为5%~10%,极性聚合物的质量分数为5%~10%;所述硅油选自二甲基硅油、羟基硅油、氨基硅油中的一种或多种;所述高介电常数有机物选自聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、聚酰亚胺中的一种或多种;所述极性聚合物选自聚丙烯腈、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯醇、聚苯胺中的一种或多种。
【技术特征摘要】
1.一种巨电流变液,其特征在于:是由复合型二氧化钛和硅油组成的,复合型二氧化钛的浓度为1~5g/mL;所述复合型二氧化钛中,二氧化钛的质量分数为80%~90%,高介电常数有机物的质量分数为5%~10%,极性聚合物的质量分数为5%~10%;所述硅油选自二甲基硅油、羟基硅油、氨基硅油中的一种或多种;所述高介电常数有机物选自聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、聚酰亚胺中的一种或多种;所述极性聚合物选自聚丙烯腈、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯醇、聚苯胺中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的巨电流变液,其特征在于:所述复合型二氧化钛是通过以下方法制备得到的:(1)将60~120mL钛酸盐溶于60~120mL无水乙醇中,记为A液;(2)将0.6~1.6g高介电常数有机物溶于10~20mL无水乙醇中,记为B液;(3)将B液逐滴加入到A液中,控制滴定速度在0.17~0.35mL/min;反应至不再产生白色沉淀,将产生的白色沉淀用无水乙醇清洗;(4)上述清洗后的白色沉淀,在60~80℃下真空干燥2~5h,即得掺杂型二氧化钛;(5)将0.6~1.6g极性聚合物溶于10~20mL无水乙醇中,得极性聚合物溶液;(6)将步骤(4)的掺杂型二氧化钛,加入到步骤(5)的极性聚合物溶液中,调节pH值为4.0~5.5,超声分散搅拌10~20min,使掺杂型二氧化钛充分分散在极性聚合物溶液中,形成白色悬浊液;(7)将上述的白色悬浮液加热到45~60℃,反应20~40min;反应结束后,冷却至室温,用碱性溶液调节pH值为6.8~7.2;(8)将步骤(7)的溶液过滤,过滤后所得固态物质在40~50℃下真空干燥2~4h,粉碎,即得。3.根据权利要求2所述的巨电流变液,其特征在于:所述步骤(1)中,钛酸盐选自钛酸异丙酯、钛酸四异丙酯、钛酸丁酯、钛酸正四丁酯、钛酸钡中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的巨电流变液,其特征在于:所述步骤(6)中,采用浓盐酸或盐酸调节pH值。5.根据权利要求2所述的巨电流变液,其特征在于:所述步骤(7)中,碱性溶液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液中的一种或多种。6.权利要求1~5中任一项所述的巨电流变液的制备方法,其特征在于:将复合型二氧化钛均匀分散在硅油中,复合型二氧化钛的浓度为1~5g/mL,即得巨电流变液。7.根据权利要求6所述的巨电流变液的制备方法,其特征在于:步骤如下:⑴将60mL钛酸异丙酯溶于60mL无水乙醇,室温下搅拌40min,得到均匀的溶液记为A液;⑵将1.0g聚酰亚胺溶于15mL无水乙醇,室温下搅拌30min,得到均匀的溶液记为B液;⑶将B液逐滴加入到A液中,控制溶液的滴定速度0.17mL/min;反应至不再生产白色沉淀,用无水乙醇清洗,以除去白色沉淀中的杂质;⑷将步骤⑶的白色沉淀,在60℃下真空干燥5h,即为聚酰亚胺掺杂二氧化钛;⑸将1.6g聚乙烯醇溶于20mL无水乙醇,水浴加热升温到60℃,搅拌至完全溶解,并冷却到室温;⑹将步骤⑷的聚酰亚胺掺杂二氧化...
【专利技术属性】
技术研发人员:朱焰焰,徐刚,郑杰,李羡辉,
申请(专利权)人:天诺光电材料股份有限公司,
类型:发明
国别省市:山东,37
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