磁流变液体及其制造方法技术

一种磁流变液体及其制造方法，其中磁流变液体系于一载体液内分散有一磁响应复合体，该磁响应复合体由一羰基铁粒子与一奈米粒子进行干式搅拌反应所形成，而该奈米粒子会以非连续方式分布于该磁响应复合体上，本发明专利技术不需添加各种添加剂，制造成本更低廉，不须使用大量的化学溶剂与药品，对环境友善，且制得的磁流变流体能应用在更高剪切应力的范围内。

【技术实现步骤摘要】
磁流变液体及其制造方法
本专利技术是有关一种磁流变液体及其制造方法，特别是一种具有高剪切应力及良好的分散性的组成物及其制造方法。
技术介绍
磁流变流体(magnetorheologicalfluid)，一般至少包括磁响应粒子及载体液，磁响应粒子直径通常为0.01～500μm，在无磁场作用下表现为牛顿流体(Newtonianfluid)，而在磁场作用下表现为宾汉流体(Binghamfluid)，磁流变流体的剪切应力变化通常可为kPa以上的程度，随磁场大小，磁流变流体的粘度变化，型态可从流体状变化至固体状，被广泛应用作为控制阻尼(damper)的材料，例如，汽车等各种装置的智慧型阻尼器、避震器等。但是，磁流变流体中的磁响应粒子，粒子较大，布朗运动无法阻止粒子的沉降和团聚，因此需要使用各种手段，以防止粒子的沉降和团聚。例如，采取添加界面活性剂的方法，但是添加界面活性剂的方法，因无法改变整个粒子的密度，而不足以抵抗粒子在载体液中的沉降。另一方面，例如于美国专利第6,203,717号专利文献中，揭露一种稳定的磁流变流体，藉由掺杂有机粘土，以降低粒子的沉淀速率。但是，该专利文献中，欲使有机粘土、羰基铁粉等的磁性材料以及硅油等有机油类均匀混和，尚需添加各种添加剂，除有提高制造复杂性、提高成本外，可能有需要考量该些添加剂的稳定性的问题。再者，例如于中国台湾专利第I516610号专利文献中，揭露一种稳定的磁流变流体，藉由接枝剂反应后改质的羰基铁奈米粒子与酸处理过的石墨稀或奈米碳管以及硅油等有机油类均匀混和，尚需将羰基铁奈米化，及添加各种奈米材料，除有提高制造复杂性、提高成本外，可能尚需考量剪切应力不足以应付需求高剪切应力的应用领域。在上述的各种制造磁流变流体的方法中，将羰基铁进行改质反应，再与各种添加剂及硅油等混和是主要制程之一，可得到均匀分散的磁流变流体。然而，上述方法需要较昂贵的生产设备，且不利于大量及连续生产，及使用大量的化学溶剂与药品，对环境不友善，此外，其剪切应力可应用的范围有待改善。因此，若能够开发出一种不需添加各种添加剂、制造成本更低廉、不须使用大量的化学溶剂与药品，对环境友善，且制得的磁流变流体能应用在更高剪切应力的
范围，因此本专利技术应为一最佳解决方案。
技术实现思路
为此，本专利技术的目的在于提供一种磁流变液体及其制造方法，其不需添加各种添加剂，制造成本更低廉，不须使用大量的化学溶剂与药品，对环境友善，且制得的磁流变流体能应用在更高剪切应力的范围内。为实现上述目的，本专利技术公开了一种磁流变液体，其于一载体液内分散有一磁响应复合体，其特征在于，该磁响应复合体由一羰基铁粒子与一奈米粒子进行干式搅拌反应所形成，而该奈米粒子以非连续方式分布于该磁响应复合体上。其中，该载体液为硅油、矿物油、石蜡油、水、醇类的一种或是一种以上混合。其中，该羰基铁粒子的平均粒径为0.1～20μm。其中，该奈米粒子为氧化铁、氧化钴、氧化镍、氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化锆的一种或是一种以上混合。其中，该奈米粒子的平均粒径为1～100nm。其中，该干式搅拌为旋转式、行星式、上下式、左右式、对角式或是球磨式的固态搅拌方式。其中，该非连续方式分布指粒子随机分布而无明显的环状或层状结构，且呈现粗糙颗粒感的结构。其中，该磁响应复合体是以1～99wt％的重量百分比浓度比例混掺于该载体液内。其中，该磁流变液体的剪切应力达1kPa以上，而该磁响应复合体混掺于该载体液内的重量百分比浓度越高，其剪切应力也越高。还公开了一种磁流变液体制造方法，其特征在于该制造方法为：将一羰基铁粒子加入一氧化硅粒子，以取得一混合物；将前述取得的混合物进行干式搅拌反应，以形成一磁响应复合体；再将一载体液加入所形成的磁响应复合体中；最后，将该磁响应复合体分散于该载体液中，以取得一磁流变流体。其中，干式搅拌反应能够于一般空气或是惰性气体的环境与室内的温度下进行搅拌与反应。通过上述内容，本专利技术所提供的磁流变液体及其制造方法具有如下技术效果：(1)使用磁响应复合体能具有高剪切应力及良好的分散性，流体粘滞程度可以随震动大小而变化，藉由改变磁场大小，变化流体的粘滞程度，控制阻尼，可应用作为各种装置的智慧型阻尼器，再者，由于粘度的变化，可应用于物质分离、机械装置的承载及密封等。(2)磁流变流体不需添加各种添加剂、制造成本更低廉、不须使用大量的化学溶剂与药品，对环境友善，且制得的磁流变流体能应用在更高剪切应力的
范围。附图说明图1：本专利技术中磁流变液体制造方法的流程示意图。图2A:本专利技术磁流变液体的低倍率的SEM影像示意图。图2B：本专利技术磁流变液体的高倍率的SEM影像示意图。图3A：本专利技术的沉降测试曲线示意图。图3B：本专利技术的沉降测试样品示意图。图4：本专利技术的流动曲线示意图。具体实施方式有关于本专利技术其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。请参阅图1，为本专利技术磁流变液体及其制造方法的方法示意图，由图中可知，其方法为：(1)将一羰基铁粒子加入一奈米粒子，以取得一混合物101；(2)将前述取得的混合物进行干式搅拌反应，以形成一磁响应复合体102；(3)再将一载体液加入所形成的磁响应复合体中103；(4)最后，将该磁响应复合体分散于该载体液中，以取得一磁流变流体104。于步骤101中，是将羰基铁粒子加入奈米粒子(氧化铁、氧化钴、氧化镍、氧化硅、氧化钛、氧化铝或是氧化锆)，步骤101可于空气环境及惰性气体(例如氮气或氩气)下进行；再者，步骤101的环境条件可为于室内的温度下进行。于步骤102中，是将步骤101所得的混合物进行干式搅拌反应，而步骤102也是于空气环境及惰性气体(例如氮气或氩气)下进行；再者，步骤102的反应条件可为于室内的温度下，以干式搅拌来进行，其中所谓干式搅拌反应，系指反应材料以固态为主，以搅拌的方式来进行(例如旋转式、行星式、上下式、左右式、对角式、球磨式的搅拌方式)。而步骤102所形成的磁响应复合体系指具有磁响应特性的复合体，该磁响应复合体的粒径可为0.1～20μm(粒径为0.1～0.5μm、0.5～1μm、1～2μm、2～3μm、3～4μm、4～5μm、5～6μm、6～7μm、7～8μm、8～9μm、9～10μm、10～11μm、11～12μm、12～13μm、13～14μm、14～15μm、15～16μm、16～17μm、17～18μm、18～19μm、19～20μm的其中一个或多个范围内)，且磁响应复合体的表面分布1至100nm(表面分布为1～5nm、5～10nm、10～15nm、15～20nm、20～25nm、25～30nm、30～35nm、35～40nm、40～45nm、45～50nm、50～55nm、55～60nm、60本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁流变液体，其于一载体液内分散有一磁响应复合体，其特征在于，该磁响应复合体由一羰基铁粒子与一奈米粒子进行干式搅拌反应所形成，而该奈米粒子以非连续方式分布于该磁响应复合体上。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁流变液体，其于一载体液内分散有一磁响应复合体，其特征在于，该磁响应复合体由一羰基铁粒子与一奈米粒子进行干式搅拌反应所形成，而该奈米粒子以非连续方式分布于该磁响应复合体上。


2.如权利要求1所述的磁流变液体，其特征在于，该载体液为硅油、矿物油、石蜡油、水、醇类的一种或是一种以上混合。


3.如权利要求1所述的磁流变液体，其特征在于，该羰基铁粒子的平均粒径为0.1～20μm。


4.如权利要求1所述的磁流变液体，其特征在于，该奈米粒子为氧化铁、氧化钴、氧化镍、氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化锆的一种或是一种以上混合。


5.如权利要求1所述的磁流变液体，其特征在于，该奈米粒子的平均粒径为1～100nm。


6.如权利要求1所述的磁流变液体，其特征在于，该干式搅拌为旋转式、行星式、上下式、左右式、对角式或是球磨式的固态搅拌方式。


7.如权利要求1所述的磁流...

【专利技术属性】
技术研发人员：芮祥鹏，徐嘉伟，
申请(专利权)人：台北科技大学，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71