專利名稱：一種電流變液的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在直流電場作用下具有特殊流變響應的化學懸浮液的制備方法，尤其涉及一種電流變液的制備方法。
電流變液(Electrorheological fluids，簡稱ER液)，是一種由高介電常數的固體微粒均勻分散在低介電常數的絕緣液體中形成的懸浮液。它是近年來發(fā)展較快的一類智能材料，由于其在電場作用下能在毫秒級時間內發(fā)生快速、可逆、可控的流變響應，因此在機電控制方面有重要的潛在應用前景。ER液一旦實現應用突破，將有可能引起機械、交通、液壓等領域的重大變革，具有重要的國防價值與商業(yè)價值。但是，由于現有的ER液的分散粒子(如二氧化硅、二氧化鈦、沸石、聚甲基丙烯酸鹽、聚苯胺等)的密度一般大于1.20g/cm3，而分散介質(如硅油、液體石蠟油、變壓器油、植物油等)的密度一般小于1.0g/cm3，因密度不匹配的原因，兩者較難構成穩(wěn)定的、不易分層的懸浮體系，從而影響ER液的性能。此外，某些ER液需要水等活化劑的作用才產生ER效應，這種含水的ER液存在腐蝕性大、工作溫度范圍窄等缺點。另外，現有的ER液還存在制造成本高、漏電流密度較大等缺陷。
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種穩(wěn)定性好、工作溫度范圍寬、成本低的電流變液的制備方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下方式來實現。
它采用空心微珠與含氨基或羥基或羧基的聚合物單體或高分子聚合物發(fā)生懸浮聚合或共混反應所形成的核殼型復合物作為固體粒子材料，或者單獨采用空心微珠經預熱處理后作為固體粒子材料，將該固體粒子材料加入分散介質材料中，經充分混合均勻后制成穩(wěn)定的電流變液。
所述的含氨基或羥基或羧基的聚合物單體是苯胺、甲基丙烯酸及其鹽類、丙烯酸及其鹽類。
所述的含氨基或羥基或羧基的高分子聚合物是甲殼胺、甲殼素、纖維素、聚乙烯醇、聚苯胺、聚甲基丙烯酸鹽、聚丙烯酸鹽、聚苯醌、聚多糖。
所述的分散介質材料是硅油、液體石蠟油、氯化石蠟油、植物油、礦物油、潤滑油料。
所述的空心微珠預熱處理溫度為100～800℃。
所述的固體粒子材料占電流變液的5～50％(重量)。
與現有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點及效果1.空心微珠(密度在0.80g/cm3左右)通過懸浮聚合或共混方法所形成的復合物的密度可以調節(jié)，因此它可與不同密度的分散介質相配(如硅油0.95g/cm3，石蠟油0.80g/cm3、蓖麻油0.94g/cm3左右)，由于空心微珠復合物的密度可調節(jié)成與分散介質的密度相同，因此，它們之間配成的ER液具有很好的沉降穩(wěn)定性，經試驗，該ER液放置八個月仍無分層現象出現。
2.本發(fā)明ER液不需水活化即可產生ER效應，這可克服含水ER液易腐蝕、工作溫度范圍窄、ER效應與溫度及含水量依賴性大的缺陷。
3.采用空心微珠或空心微珠復合物制備ER液，其制備工藝簡單、原料易得、成本低廉、易于推廣。
4.本發(fā)明制備ER液還具有漏電流密度很小的特點，可明顯降低功率消耗。
下面結合實施例，對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1將15g經過100℃預熱處理的空心微珠，加入35g二甲基硅油中，充分研磨、分散均勻，抽真空、排氣泡、即可制得一種ER液。
實施例2將15g經過800℃預熱處理的空心微珠，加入85g石蠟油中，充分研磨、分散均勻，抽真空、排氣泡，即可制得的一種ER液。
實施例3將15g空心微珠均勻分散于1000ml甲殼胺的稀醋酸溶液中，加入合適的沉淀劑，控制反應時間，通過這種共混法可制得空心微珠—甲殼胺復合物的混合液；將該混合液過濾，濾液除去，固體剩余物質反復用水、醇清洗、然后在恒溫真空干燥箱中充分干燥8小時以上，可制得空心微珠—甲殼胺核殼型復合物。將15g此復合物均勻地分散于85g二甲基硅油中，研磨均勻、充分分散，抽真空、排氣泡，即可制得一種ER液。
實施例4將15g空心微珠均勻地分散于1000ml聚乙烯醇水溶液中，依實施例3的方法可制得空心微珠—聚乙烯醇核殼型復合物。將15g該復合物均勻地分散于50g液體石蠟油中，研磨均勻、充分分散、抽真空、排氣泡，即可制得一種ER液。
實施例5將10g空心微珠均勻地分散于500g精制過的丙烯酸或鹽中，加入適量的引發(fā)劑，控制反應溫度、反應時間及攪拌速度，通過這種懸浮聚合法可制得空心微珠-聚丙烯酸(鹽)復合物的混合液。依實施例3的方法可制得空心微珠—聚丙烯酸(鹽)核殼型復合物。將5g該復合物均地分散于25g硅油中，研磨均勻、充分分散、抽真空、排氣泡，即可制得一種ER液。
實施例6將10g空心微珠均勻地分散于500ml苯胺單體中，加入適量的引發(fā)劑，依實施例5的方法即可制得一種ER液。
權利要求
1.一種電流變液的制備方法，其特征在于它采用空心微珠與含氨基或羥基或羧基的聚合物單體或高分子聚合物發(fā)生懸浮聚合或共混反應所形成的核殼型復合物作為固體粒子材料，或者單獨采用空心微珠經預熱處理后作為固體粒子材料，將該固體粒子材料加入分散介質材料中，經充分混合均勻后制成穩(wěn)定的電流變液。
2.根據權利要求1所述的一種電流變液的制備方法，其特征在于所述的含氨基或羥基或羧基的聚合物單體是苯胺、甲基丙烯酸及其鹽類、丙烯酸及其鹽類。
3.根據權利要求1所述的一種電流變液的制備方法，其特征在于所述的含氨基或羥基或羧基的高分子聚合物是甲殼胺、甲殼素、纖維素、聚乙烯醇、聚苯胺、聚甲基丙烯酸鹽、聚丙烯酸鹽、聚苯醌、聚多糖。
4.根據權利要求1所述的一種電流變液的制備方法，其特征在于所述的分散介質材料是硅油、液體石蠟油、氯化石蠟油、植物油、礦物油、潤滑油料。
5.根據權利要求1所述的一種電流變液的制備方法，其特征在于所述的空心微珠預熱處理溫度為100～800℃。
6.根據權利要求1所述的一種電流變液的制備方法，其特征在于所述的固體粒子材料占電流變液的5-50％(重量)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電流變液的制備方法,它采用空心微珠與含氨基或羥基或羧基的聚合物單體或高分子聚合物發(fā)生懸浮聚合或共混反應所形成的核殼型復合物作為固體粒子材料,或者單獨采用空心微珠經預熱處理后作為固體粒子材料,將該固體粒子材料加入分散介質材料中,經充分混合均勻后制成穩(wěn)定的電流變液。與現有技術相比,本發(fā)明具有穩(wěn)定性好、工作溫度范圍寬、成本低等優(yōu)點。
文檔編號B01F3/12GK1249206SQ99116939
公開日2000年4月5日 申請日期1999年9月30日 優(yōu)先權日1999年9月30日
發(fā)明者陶德華, 張建華 申請人:陶德華, 張建華