用于磁流变流体的添加剂制造技术

本申请提供了一种磁流变流体，其具有减小的摩擦系数和有利的沉降特性。该流体包含磁响应性颗粒、载体流体和油酸胺盐。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于磁流变流体的添加剂相关申请的交叉引用根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求于2016年2月29日提交的标题为“用于磁流变流体的添加剂(AdditiveforMagnetorheologicalFluids)”的序列号为62/301,008的美国临时专利申请以及于2016年10月13日提交的标题为“用于磁流变流体的添加剂(AdditiveforMagnetorheologicalFluids)”的序列号为62/407,569的美国临时专利申请的优先权，它们的公开内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及一种磁流变流体组合物，其具有减小的摩擦和改进的低温粘度性能。更具体而言，本专利技术涉及这样的一种磁流变流体组合物，其包含油酸胺盐添加剂，以及任选的与常规的磁流变流体添加剂起互补作用的二硫化钼颗粒。
技术介绍
磁流变流体是在磁场的存在下表观粘度发生改变的流体组合物。该流体通常包含分散在载体流体中的铁磁性颗粒或顺磁性颗粒。在存在施加的磁场的情况下，颗粒变得极化，并且在流体中组装成为颗粒的链。所述颗粒链提高了流体的表观粘度(流动阻力)。当将磁场移除时，颗粒回到未组装的状态，从而降低了流体的粘度。本领域已经提出将磁流变流体用于控制各种装置中的阻尼，如阻尼器、减震器和弹性支座。本领域还提出了将磁流变流体用于控制制动器、离合器和阀门中的压力和/或扭矩。在许多应用中，认为磁流变流体优于电流变流体，因为磁流变流体表现出较高的屈服强度并且可以产生较大的阻尼力。磁流变流体不同于胶态磁流体或铁磁流体。在胶态磁流体中，粒径通常为5纳米至10纳米，而磁流变流体中的粒径一般大于0.1微米，通常大于1.0微米。胶态磁流体在存在磁场的情况下倾向于不形成颗粒结构化，而是流体倾向于向施加的磁场流动。例如，在美国专利2,575,360、2,661,825和2,886,151中描述的一些第一磁流变流体包含还原性氧化铁粉末和低粘度油。这些混合物倾向于随时间推移而沉降，沉降速率通常随温度升高而增大。颗粒倾向于沉降的原因之一为油(约0.7g/cm3至0.95g/cm3)和金属颗粒(铁颗粒约7.86g/cm3)之间的密度差异很大。由于不均匀的颗粒分布，沉降会干扰材料的磁流变活性。通常，需要相对高的剪切力来使颗粒重悬。已经向流体中添加了各种表面活性剂和悬浮剂以保持颗粒悬浮在载体中。常规的表面活性剂包括金属皂类表面活性剂，如硬脂酸锂和二硬脂酸铝。这些表面活性剂通常包含少量的水，这可能会限制材料的可用温度范围。除了颗粒沉降以外，流体的另一个限制为当颗粒与各种部件的表面移动接触时，颗粒易于造成磨损。遗憾的是，使MR流体中的摩擦降低的添加剂往往使沉降变得更糟，通常导致腔室底部上出现沉降颗粒的“硬填充”(“hard-pack”)。如果磁流变流体在低摩擦特性和抗沉降性之间具有较好平衡，则是有利的。当这样的流体与各种部件的表面移动接触时，将减少磨损，并且在磁响应性颗粒沉降之后能够以较小的剪切力更容易地再分散。本专利技术提供了这种流体。
技术实现思路
在本专利技术的第一个实施方案中，提供了一种磁流变流体，其包含磁响应性颗粒、载体流体和含有油酸胺盐的减摩剂。油酸胺盐优选包括羧酸的胺盐。在本专利技术的另一个实施方案中，油酸胺盐的胺部分包含以下结构：CR3-(CR2)x-CR3。优选地，其中R基团中的至少两者选自NH2和NHR1，并且最优选地，R1包括牛油烷基。在本专利技术的另一个实施方案中，羧酸包含一个羧酸官能度并且包含约10至约24个碳原子，并且优选约16至18个碳原子。在本专利技术的一个优选实施方案中，油酸胺盐包括二油酸二胺盐或二油酸三胺盐中的至少一者，并且最优选地，其中油酸胺盐包括二油酸N-(牛油烷基)-1,3-丙二胺盐。在本专利技术的另一个优选实施方案中，基于MR流体的总重量，油酸胺盐的含量为约0.4重量％至0.6重量％。在本专利技术的又一个实施方案中，所述流体还包含有机钼、含磷添加剂或含硫添加剂中的至少一者，优选有机钼和硫代磷化合物。在本专利技术的再一个实施方案中，载体流体包括矿物油、石蜡油、环烷烃油和合成烃油中的至少一者，优选聚α-烯烃。在本专利技术的另一个实施方案中，所述流体还包含二硫化钼，其平均粒径小于2.0微米，优选约1.5微米以下。在本专利技术的另一个实施方案中，本专利技术的流体在-20℃时的粘度比不含油酸胺盐添加剂的其他方面相同的流体的粘度低至少75％，其中所述粘度是在具有25mm定板和40mm底杯的ARES-G2流变仪上测定的。此外，该流体的摩擦系数为在不含油酸胺盐添加剂的其他方面相同的流体中测量的摩擦系数的至少50％，其中所述摩擦系数是在具有“三球球(ballonthreeball)”构造的ARES-G2流变仪上测定的。由此已经宽泛地概括了本专利技术的更重要的特征，从而可以更好地理解以下对本专利技术进行的更详细的说明，并且更好地理解本专利技术对本领域的贡献。显然，将在下文中对本专利技术的其他特征进行描述，并且这些特征形成了本专利技术所附权利要求书的主题。在这方面，在详细解释本专利技术的多个实施方案之前，应该理解的是，本专利技术在其应用上并不限于以下描述中阐述或在附图中示出的细节和构造以及要素的布置。本专利技术能够具有其他实施方案，并且能够以各种方式进行实践和实施。还应当理解，本文的用语和术语是为了说明的目的，不应该被认为是在任何方面进行的限定。本领域技术人员将理解本公开所基于的概念，这些概念可以容易地作为用于实施本研发的多个目的而设计的其他结构、方法和系统的基础。重要的是，权利要求书应被视为包括了这些等同的结构，只要它们不脱离本专利技术的主旨和范围即可。因此，为了能够得到并详细地理解本专利技术的上述特征、优点和目的，以及将变得更为显而易见的其他方面，可参照在附图中示出的以上简要总结的本专利技术的实施方案，对本专利技术进行更具体的描述，附图形成说明书的一部分，并且其中在所有视图中相同的附图标记代表相同的部件。然而，应当注意的是，附图仅图解说明了本专利技术的优选的和选择性的实施方案，因此不应看作是对本专利技术范围的限制，因为本专利技术可以包括其他等同作用的实施方案。附图简要说明图1为对于含有现有技术的添加剂以及含有本专利技术实施方案中的添加剂的基础油的温度对粘度的图。图2为对于含有现有技术的添加剂和粘土以及含有本专利技术实施方案的添加剂和粘土的基础油的温度对粘度的图。图3为对于全配方的现有技术的MR流体以及本专利技术实施方案中的MR流体的温度对粘度的图。图4为对于现有技术的MR流体以及根据本专利技术实施方案的两种流体的距离对沉降物硬度的图。图5为对于现有技术的MR流体以及根据本专利技术实施方案的流体的距离对沉降物硬度的图。图6为对于现有技术的MR流体以及根据本专利技术实施方案的流体的距离对沉降物硬度的图。图7为对于现有技术的MR流体以及根据本专利技术实施方案的流体的距离对沉降物硬度的图。具体实施方式在本专利技术的一个实施方案中，提供了一种MR流体，其包含载体流体、磁响应性颗粒和作为减摩剂的油酸胺盐。在本专利技术的另一个实施方案中，提供了其他添加剂，其包括有机粘土、有机钼、超细二硫化钼或硫代磷添加剂中的至少一者。在本专利技术的一个实施方案中，磁响应性颗粒包括本领域已知的颗粒。可以使用已知具有磁流变活性的任何固体，具体包括顺磁性、超顺磁性和铁磁性的元素和化合物。合适的可磁化颗粒的实例包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁流变流体，其包含磁响应性颗粒、载体流体和含有油酸胺盐的减摩剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.29 US 62/301,008;2016.10.13 US 62/407,5691.一种磁流变流体，其包含磁响应性颗粒、载体流体和含有油酸胺盐的减摩剂。2.根据权利要求1所述的流体，其中所述油酸胺盐包括羧酸的胺盐。3.根据权利要求2所述的流体，其中所述油酸胺盐的胺部分包含以下结构：CR3-(CR2)x-CR3。4.根据权利要求3所述的流体，其中R基团中的至少两者选自NH2和NHR1。5.根据权利要求4所述的流体，其中R1包括牛油烷基。6.根据权利要求2所述的流体，其中所述羧酸包含一个羧酸官能度并且包含约10至约24个碳原子。7.根据权利要求6所述的流体，其中所述羧酸包含约16至18个碳原子。8.根据权利要求1所述的流体，其中所述油酸胺盐包括二油酸二胺盐或二油酸三胺盐中的至少一者。9.根据权利要求1所述的流体，其中所述油酸胺盐包括二油酸N-(牛油烷基)-1,3-丙二胺盐。10.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·福尔克，
申请(专利权)人：洛德公司，
类型：发明
国别省市：美国,US