專利名稱：包覆非離子表面活性劑的二氧化鈦電流變液及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電流變液材料及其制備技術，特別涉及一種包覆非離子表面活性劑的二氧化鈦電流變液材料及其制備方法。
電流變液是一種近年來備受關注的智能流體，它一般是由高介電常數(shù)、低電導的易極化電介質(zhì)顆粒分散于低介電常數(shù)的絕緣油中形成的懸浮體系。該體系可在電場作用下快速、可逆地實現(xiàn)自身流體類型的液-固轉(zhuǎn)變，故在自動化、機械、減震、光學儀器和印刷等領域有重要應用價值。早期含水電流變液，如二氧化鈦作分散相電流變液曾被廣泛研究，其特點是二氧化鈦具有高介電常數(shù)，但缺點是易吸水，且電流變效應只靠吸水才能得到，干態(tài)下幾乎沒有電流變活性。故在溫度變化很寬的場合下，水的存在使電流變液性能下降很大，且漏電流大，限制了其實用。八十年代無水聚合物電流變液的開發(fā)成功在一定程度上解決了這些問題，但無水聚合物電流變液在制備工藝、毒性、成本上都存在問題，對實現(xiàn)電流變液的商品化和工業(yè)化具有一定的阻礙。
為解決這些問題，研究者們除探索制備新型電流變液材料以外，添加劑也被廣泛的使用在電流變液中。但從目前所得到的材料來看，添加劑的使用主要以簡單的與基液共混而形成懸浮體系。這種方法在一定程度上使電流變液的綜合性能得不到大幅度改善，而有時可能還會造成電流變效應的不穩(wěn)定等問題。
本發(fā)明的目的是提供一種利用非離子表面活性劑包覆的二氧化鈦電流變液，它不僅可有效提高純二氧化鈦電流變液的電流變強度、優(yōu)化溫度效應，還可較有效地改善懸浮顆粒的懸浮穩(wěn)定性。同時，非離子表面活性劑的使用大大降低了二氧化鈦的吸水性；本方法還存在制備簡單、產(chǎn)物均勻的特點。
本發(fā)明的目的具體實施如下用化學純以上等級原料鈦酸正丁酯做主反應物，環(huán)己烷作有機溶劑，非離子表面活性劑為span80、span60、tween等，首先將一定量的表面活性劑分散于環(huán)己烷中，在攪拌下滴加一定量的二次去離子水，室溫下繼續(xù)攪拌數(shù)十分鐘得到白色乳液；將鈦酸正丁酯分散于環(huán)己烷中，并在高速攪拌下將其緩慢滴加到上述所得乳液中，充分攪拌讓鈦酸正丁酯水解完全，靜止后，在80℃蒸餾除去有機溶劑，得到疏松的粉末材料，粉末在100～120℃下用烘箱干燥處理2小時。最后將粉末與甲基硅油按顆粒/硅油體積比為40％配制即得到電流變液。
本發(fā)明只通過添加少量非離子表面活性劑即可改善純二氧化鈦電流變液性能的不足和沉降性的過大，且明顯改善了純二氧化鈦電流變液的溫度效應；表面活性劑的用量可對電流變液的電流變效應進行調(diào)控。制備工藝簡便，反應可在低溫下得到實現(xiàn)；該材料的另一特點是通過包覆非離子表面活性劑后二氧化鈦的吸水性明顯減小。
本發(fā)明的實現(xiàn)過程和材料的性能由以下實施例和


權利要求
1.一種包覆有非離子表面活性劑的二氧化鈦電流變液材料及其制備方法，該材料的分散相為包覆有非離子表面活性劑的二氧化鈦電介質(zhì)顆粒材料，連續(xù)相基液為甲基硅油；制備該電流變液分散相材料的基本方法，是將鈦酸正丁酯在分散有表面活性劑的乳液中進行水解反應生成二氧化鈦，同時原位實現(xiàn)非離子表面活性劑對二氧化鈦顆粒的包覆。
2.如權利要求1所述一種包覆有非離子表面活性劑的二氧化鈦電流變液材料及其制備方法，其特征是分散相顆粒中的二氧化鈦作為電介質(zhì)材料，其表面包覆有非離子表面活性劑。
3.如權利要求1所述一種包覆有非離子表面活性劑的二氧化鈦電流變液材料及其制備方法，其特征是分散相顆粒中的非離子表面活性劑為span80、span60、tween80等，且與二氧化鈦的質(zhì)量比為0.25～1.70。
4.如權利要求1所述一種包覆有非離子表面活性劑的二氧化鈦電流變液材料及其制備方法，其特征是制備方法包括以下步驟①選用鈦酸正丁酯做主反應物，環(huán)己烷作有機溶劑，非離子表面活性劑為span80、span60、tween等。②將一定量的表面活性劑分散于環(huán)己烷中，在攪拌下滴加一定量的二次去離子水，室溫下繼續(xù)攪拌數(shù)十分鐘得到白色乳液；將鈦酸正丁酯分散于環(huán)己烷中，并在高速攪拌下將其緩慢滴加到上述所得乳液中，充分攪拌讓鈦酸正丁酯水解完全，靜止后得到白色沉淀。③將所得白色沉淀在80℃下進行蒸餾以除去有機溶劑，并得到疏松的粉末材料，再將其在100℃～120℃下用烘箱烘干，并與甲基硅油按一定的顆粒/硅油體積比配制即得到電流變液。
全文摘要
一種電流變液材料及其制備技術,特別涉及一種包覆有非離子表面活性劑的二氧化鈦電流變液材料。它的制備方法是,將鈦酸正丁酯在分散有非離子表面活性劑的乳液中水解生成二氧化鈦,同時原位實現(xiàn)表面活性劑對二氧化鈦顆粒的包覆。特點是原料易得,反應可在低溫下完成;少量表面活性劑對顆粒的包覆大大提高純二氧化鈦單獨作分散相的電流變液的切應力和分散相顆粒的懸浮穩(wěn)定性,降低了純二氧化鈦的易吸水性,優(yōu)化了電流變液的溫度效應。
文檔編號C10M103/06GK1312356SQ0011375
公開日2001年9月12日 申請日期2000年3月6日 優(yōu)先權日2000年3月6日
發(fā)明者趙曉鵬, 尹劍波, 向禮琴 申請人:西北工業(yè)大學