一種多邊形層片狀苯胺鍶鈦氧電流變液制造技術

本發明專利技術涉及到一種多邊形層片狀苯胺鍶鈦氧電流變液，該苯胺鍶鈦氧電流變液是用共沉淀的方法制備出苯胺鍶鈦氧顆粒，該顆粒為納米到微米級尺寸的多邊形層片狀顆粒，以這種顆粒作為分散相，均勻分散于硅油中配制而成的懸浮液體；在該苯胺鍶鈦氧電流變液中，顆粒的質量濃度為30~85%。本發明專利技術的苯胺鍶鈦氧電流變液顆粒為多邊形層片狀形貌，具備剪切強度高，抗高溫性能好，漏電流密度低，零場粘度低和電流變效率較高等優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種電流變液材料及其制備方法，具體地說是一種顆粒表面具有多邊形層片形狀的苯胺鍶鈦氧電流變液及其制備方法。
技術介紹
電流變液通常是由可極化的分散相介電顆粒分散于分散介質絕緣油中組成的懸浮體系。電流變液的剪切強度可在外電場作用下發生轉變，且這種轉變具有連續可調、快速響應、狀態可逆的特點，這使其成為在工業制造、汽車工程等領域極具應用價值的智能材料，如可用于制造離合器、阻尼器、力矩傳遞裝置等。2003年溫維佳等人研制出的極性分子性電流變液極大地提高了電流變液強度，使電流變液具有了工業應用潛力，但是電流變液仍然存在著零場粘度相對較高、電流變效率較低等弊端，限制了電流變液的工業應用范圍。顆粒中所含的極性分子是提高電流變液性能的重要因素。此外，電流變液顆粒的形貌對電流變液的性能也有較大影響，目前電流變液顆粒多為球狀，但是球狀顆粒電流變液在電場下形成的鏈狀結構中，顆粒之間為點接觸，有效接觸面積較小，將影響到電流變液顆粒在電場下顆粒成鏈時的結合強度，從而影響其電流變性能。多邊形狀顆粒與球狀相比在電場下更易于形成緊密排列結構，使電流變液形成高強度的鏈柱結構，從而有助于獲得高強度電流變液。綜上，制備出既含有極性分子又具有多邊形結構的電流變液顆粒材料是提高電流變液強度的有效方法。
技術實現思路
本專利技術要解決的問題是制備出一種具有高剪切強度和良好抗高溫性能的多邊形層片狀苯胺鍶鈦氧電流變液。本專利技術提供一種以鈦酸四丁酯、氯化鍶和苯胺為主要反應原料，以無水乙醇作為反應介質的具有高電流變效應和良好抗高溫性能的苯胺鍶鈦氧電流變顆粒的制備方法，顆粒中苯胺的含量為4 24wt%。該顆粒中苯胺具有極性分子和表面活性劑的雙重作用。作為表面活性劑，通過改變苯胺加入量，可控制顆粒形貌，使顆粒形成多邊形層片狀形貌，從而使顆粒間結合力增大；同時苯胺可以提高顆粒與基液的潤濕性，降低電流變液的零場黏度。作為極性分子，苯胺的加入使顆粒間靜電引力增強，這些都有利于提高顆粒的電流變效應。而且苯胺的熱分解溫度較高，有利于提高其抗高溫性能。本專利技術的多邊形層片狀苯胺鍶鈦氧電流變液具有剪切強度高，抗高溫性能好，零場粘度低等優點。本專利技術具體包括如下 實施步驟(I)將含鈦化合物與無水乙醇按體積比廣5: 15混合，在攪拌2小時后得到鈦離子濃度為O. 2^0. 6mol/L的溶液A ；(2)將可溶性鍶鹽溶于去離子水中，攪拌均勻，配制成含鍶離子濃度為f1. 5mol/L 的溶液B ；B溶液攪拌后加酸調節pH值至2 2. 5備用；(3)將草酸溶于體積比為O. 5 3:1的無水乙醇/去離子水的混合液中，配制成草酸濃度為O. 2^0. 5mol/L的溶液C ；(4)將苯胺分散于無水乙醇中，配制成濃度為O. 2^3mol/L的苯胺溶液D ;(5)將A、B依次滴入恒溫60°C的溶液C，得到白色沉淀E ;再將D溶液滴入E中，反應完全后繼續攪拌廣2小時，然后陳化擴12小時；將生成的沉淀洗滌，過濾，烘干，即得到多邊形層片狀苯胺鍶鈦氧顆粒；(6)將所得到的多邊形層片狀苯胺鍶鈦氧顆粒與硅油混合均勻，配制成苯胺鍶鈦氧顆粒質量濃度為3(Γ85%的懸浮液體，即得到多邊形層片狀苯胺鍶鈦氧電流變液。所述的含鈦化合物可選自鈦酸四丁酯、四氯化鈦、鈦酸四乙酯或鈦酸四異丙酯；所述鍶鹽為氯化鍶或乙酸鍶。附圖說明圖1為本專利技術實例I中所制備的苯胺鍶鈦氧顆粒的SEM圖片。圖2為本專利技術實例2中所制備的苯胺鍶鈦氧顆粒的SEM圖片。圖3為對比實例I中普通鍶鈦氧顆粒的SEM圖片。圖4為本專利技術實例I中苯胺鍶鈦氧電流變液的剪切應力與電場強度的關系。圖5為本專利技術實例I中苯胺鍶鈦氧電流變液的電流密度與電場強度的關系。圖6為零電場下，本專利技術實例I中苯胺鍶鈦氧電流變液的表觀粘度與剪切速率的關系曲線。圖7為零電場下和5kV/mm電場強度條件下，本專利技術實例I中苯胺鍶鈦氧電流變液的剪切強度與剪切速率的關系曲線。具體實施方式實施實例I將15ml Ti (OC4H9)4溶于IOOml無水乙醇，得溶液A，該溶液在冰水浴中攪拌2h 備用；將11.75g SrCl2 · 6H20溶于30ml去離子水中，配制成溶液B并攪拌均勻；11.1g H2C2O4 · 2H20與IOOml無水乙醇和IOOml去離子水混合，得到混合溶液C。待B溶液充分攪拌后，向其加入稀鹽酸調節PH值至2，得到D溶液。將Sg苯胺與50ml無水乙醇混合，得到溶液E。將C溶液加熱至60°C，在攪拌下將A、D兩種溶液依次緩慢滴加入C溶液，反應得到白色懸濁液F。待該反應完成后，將E溶液滴加入F懸濁液中得到最終反應產物G，隨后G在 40°C水浴中陳化3h。此后將反應產物G置于室溫條件下陳化12h，后經抽濾洗滌并在50°C 空氣中干燥24h，將該白色產物研磨后再經110°C恒溫干燥3h，除去其中的物理吸附水，得到白色的苯胺鍶鈦氧顆粒。 將制得的多邊形層片狀苯胺鍶鈦氧顆粒與二甲基硅油混合均勻，配制成苯胺鍶鈦氧電流變液，其中顆粒的質量濃度為66. 7%。當外加電場強度為5kV/mm時，該電流變液的屈服強度可達56. 4kPa，剪切強度可達13. 7kPa，電流密度為17. 7 μ A/cm2。實施實例2將8ml TiCl4溶于150ml無水乙醇，得溶液A，該溶液在冰水浴中攪拌2h備用；將 11. 75g SrCl2 · 6H20溶于30ml去離子水中，配制成溶液B并攪拌均勻；11.1g H2C2O4 · 2H20 與IOOml無水乙醇和IOOml去離子水混合，得到混合溶液C。待B溶液充分攪拌后，向其加入稀鹽酸調節PH值至2，得到D溶液。將3g苯胺與60ml無水乙醇混合，得到溶液E。將C 溶液加熱至60°C，在攪拌下將A、D兩種溶液依次緩慢滴加入C溶液，反應得到白色懸濁液 F。待該反應完成后，將E溶液滴加入F懸濁液中得到最終反應產物G，隨后G在40°C水浴中陳化3h。此后將反應產物G置于室溫條件下陳化18h，后經抽濾洗滌并在50°C空氣中干燥24h，將該白色產物研磨后再經110°C恒溫干燥3h，除去其中的物理吸附水，得到白色的苯胺鍶鈦氧顆粒。將制得的多邊形層片狀苯胺鍶鈦氧顆粒與二甲基硅油混合均勻，配制成苯胺鍶鈦氧電流變液，其中顆粒的質量濃度為66. 7%。當外加電場強度為5kV/mm時，該電流變液的屈服強度可達44. 7kPa，剪切強度可達8. 8kPa，電流密度為63. 3 μ A/cm2。實施實例3將IOml Ti (OC2H5)4溶于50ml無水乙醇，得溶液A，該溶液在冰水浴中攪拌2h備用；將9.1g (CH3COO)2Sr · 1/2H20溶于30ml去離子水中，配制成溶液B并攪拌均勻；11.1g H2C2O4 · 2H20與IOOml無水乙醇和IOOml去離子水混合，得到混合溶液C。待B溶液充分攪拌后，向其加入稀鹽酸調節PH值至2. 5，得到D溶液。將14g苯胺與60ml無水乙醇混合， 得到溶液E。將C溶液加熱至60°C，在攪拌下將A、D兩種溶液依次緩慢滴加入C溶液，反應得到白色懸濁液F。待該反應完成后，將E溶液滴加入F懸濁液中得到最終反應產物G，隨后G在40°C水浴中陳化3h。此后將反應產物G置于室溫條件下陳化18h，后經抽濾洗滌并在50V空氣中干燥24h，將該白色產物研磨后本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多邊形層片狀苯胺鍶鈦氧電流變液，其特征在于：該多邊形層片狀苯胺鍶鈦氧電流變液包括絕緣液體分散介質和分散相；絕緣液體分散介質選用硅油；分散相為納米到微米級的具有多邊形層片狀形貌的苯胺鍶鈦氧顆粒，并且分散相的質量濃度為30~85%。

【技術特征摘要】
1.一種多邊形層片狀苯胺鍶鈦氧電流變液，其特征在于該多邊形層片狀苯胺鍶鈦氧電流變液包括絕緣液體分散介質和分散相；絕緣液體分散介質選用娃油；分散相為納米到微米級的具有多邊形層片狀形貌的苯胺鍶鈦氧顆粒，并且分散相的質量濃度為3(Γ85%。2.根據權利要求1所述的一種多邊形層片狀苯胺鍶鈦氧電流變液，其特征在于所述的硅油選用二甲基硅油或羥基硅油。3.根據權利要求1或2所述的一種多邊形層片狀苯胺鍶鈦氧電流變液，其特征在于，所述的多邊形層片狀苯胺鍶鈦氧電流變液包括以下制備步驟 (1)將含鈦化合物與無水乙醇按體積比廣5:15混合，在攪拌2小時后得到鈦離子濃度為 O. 2^0. 6mol/L 的溶液 Α; (2)將可溶性鍶鹽溶于去離子水中，攪拌均勻，配制成含鍶離子濃度為f1. 5mol/L的溶液B ；B溶液攪拌后加酸調節pH值至2 2. 5備用； (3)將草酸溶于體積比為O.5 3:1的無水乙醇/去離子水的混合液中，配制成草酸濃度為...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙紅，董旭峰，鈕晨光，紀松，譚鎖奎，齊民，
申請(專利權)人：大連理工大學，
類型：發明
國別省市：