專利名稱：一種丙三醇氧鈦電流變液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及ー種電流變液及其制備方法，具體指ー種以丙三醇氧鈦顆粒為分散相的電流變液制備方法。
背景技術(shù)：
電流變體是由可極化的分散相顆粒分散于絕緣的基液中形成的一種懸浮液，在外加電場(chǎng)的作用下其粘度、流變行為隨電場(chǎng)強(qiáng)度的變化瞬間發(fā)生可逆、可控轉(zhuǎn)變，由極易流動(dòng)的液體變成粘弾性流體、半固態(tài)流體，甚至是類固體，即其屈服應(yīng)力、彈性模量能夠按照需求而實(shí)時(shí)發(fā)生變化。電流變液在電場(chǎng)作用下軟硬連續(xù)可調(diào)的奇特性質(zhì)，可用于離合器、制動(dòng)器、阻尼系統(tǒng)、減震器、閥門、機(jī)電耦合等裝置中，具有廣泛和重要的應(yīng)用價(jià)值。目前電流變液分散相顆粒多用溶膠凝膠法或沉淀法制備，且大都以鈦的一元醇鹽 為前驅(qū)物，制備過(guò)程需加入大量的溶劑和添加劑來(lái)控制反應(yīng)的速率，制備過(guò)程的エ藝參數(shù)難于控制，因此所制備顆粒的質(zhì)量極不穩(wěn)定，不易實(shí)現(xiàn)エ業(yè)化批量生產(chǎn)，這已成為阻礙電流變液廣泛應(yīng)用的瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種無(wú)水反應(yīng)體系的電流變液分散相顆粒的制備方法，制備出性能高且質(zhì)量穩(wěn)定的電流變液分散相顆粒。本發(fā)明的技術(shù)方案是通過(guò)含鈦化合物和丙三醇為原料，通過(guò)直接沉淀法來(lái)制備丙三醇氧鈦電流變顆粒。與現(xiàn)有電流變液制備技術(shù)相比，本發(fā)明選用的丙三醇在顆粒中含量較高。一方面丙三醇作為反應(yīng)物，與含鈦化合物發(fā)生醇解反應(yīng)生成丙三醇氧鈦顆粒；另一方面由于丙三醇本身具有很強(qiáng)的極性，作為極性分子以提高顆粒的電流變性能；此外由于丙三醇氧鈦顆粒含有一定量的羥基，當(dāng)該顆粒與硅油混合制成電流變液時(shí)，該羥基可以與硅油中的硅氧鍵形成氫鍵作用，提高顆粒與硅油的浸潤(rùn)性，從而提高顆粒的電流變性能和抗沉降性。本發(fā)明給出ー種以含鈦化合物和丙三醇為反應(yīng)原料，以無(wú)水こ醇或無(wú)水異丙醇作為反應(yīng)介質(zhì)，在室溫下由直接沉淀法制備的丙三醇氧鈦顆粒為電流變液分散相，并與硅油混合制成的丙三醇氧鈦電流變液的制備方法。具體包括如下步驟I.將含鈦化合物與無(wú)水こ醇或無(wú)水異丙醇按體積比為1:3進(jìn)行均勻混合，得到溶液A。2.將丙三醇與無(wú)水こ醇或無(wú)水異丙醇按體積比為1:3進(jìn)行均勻混合，得到溶液B03.將由步驟I和步驟2獲得的溶液A和溶液B，按體積比為I :0. 2^4的比例進(jìn)行均勻混合，形成沉淀；將形成的沉淀過(guò)濾、烘干，即得到丙三醇氧鈦顆粒。4.將所得到的丙三醇氧鈦顆粒與硅油混合均勻，配置成丙三醇氧鈦顆粒電流變液，其中丙三醇氧鈦顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2(Γ70%。所述的含鈦化合物可以選自鈦酸四丁酷、鈦酸四こ酯或鈦酸四異丙酷。本發(fā)明的效果和益處是提供的丙三醇氧鈦電流變液具有強(qiáng)電流變效應(yīng)，當(dāng)外加電場(chǎng)強(qiáng)度為5kV/mm時(shí)，其屈服應(yīng)カ可達(dá)到220kPa ;制備エ藝簡(jiǎn)單，易于控制，顆粒質(zhì)量穩(wěn)定，電流密度低，抗沉降性能高，具有實(shí)際エ業(yè)應(yīng)用價(jià)值。


圖I是本發(fā)明實(shí)例I中所制備的丙三醇氧鈦顆粒的紅外光譜圖。圖2是本發(fā)明實(shí)例I中所制備的丙三醇氧鈦顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的丙三醇氧鈦電流變液的屈服應(yīng)カ與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。實(shí)施例一I.將鈦酸四丁酯與無(wú)水こ醇按體積比為1:3進(jìn)行均勻混合，得到溶液A。2.將丙三醇與無(wú)水こ醇按體積比為1:3進(jìn)行均勻混合，得到溶液B。3.將由步驟I和步驟2獲得的溶液A和溶液B，按體積比為I :0. 5的比例進(jìn)行均勻混合，形成沉淀；將形成的沉淀過(guò)濾、烘干，即得到丙三醇氧鈦顆粒。4.將所得到的丙三醇氧鈦顆粒與硅油混合均勻，配置成丙三醇氧鈦顆粒電流變液，其中丙三醇氧鈦顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%。當(dāng)外加電場(chǎng)強(qiáng)度為5kV/mm時(shí)，該電流變液的屈服強(qiáng)度可達(dá)220kPa，剪切強(qiáng)度可達(dá)60kPa，電流密度為40 μ A/cm2。實(shí)施例ニI.將鈦酸四丁酯與無(wú)水異丙醇按體積比為1:3進(jìn)行均勻混合，得到溶液A。2.將丙三醇與無(wú)水異丙醇按體積比為1:3進(jìn)行均勻混合，得到溶液B。3.將由步驟I和步驟2獲得的溶液A和溶液B，按體積比為I :0. 2的比例進(jìn)行均勻混合，形成沉淀；將形成的沉淀過(guò)濾、烘干，即得到丙三醇氧鈦顆粒。4.將所得到的丙三醇氧鈦顆粒與硅油混合均勻，配置成丙三醇氧鈦顆粒電流變液，其中丙三醇氧鈦顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%。當(dāng)外加電場(chǎng)強(qiáng)度為5kV/mm時(shí)，該電流變液的屈服強(qiáng)度可達(dá)40kPa，剪切強(qiáng)度可達(dá)18kPa，電流密度為28 μ A/cm2。實(shí)施實(shí)例三I.將鈦酸四丁酯與無(wú)水こ醇按體積比為1:3進(jìn)行均勻混合，得到溶液A。2.將丙三醇與無(wú)水こ醇按體積比為1:3進(jìn)行均勻混合，得到溶液B。3.將由步驟I和步驟2獲得的溶液A和溶液B，按體積比為I :4的比例進(jìn)行均勻混合，形成沉淀；將形成的沉淀過(guò)濾、烘干，即得到丙三醇氧鈦顆粒。4.將所得到的丙三醇氧鈦顆粒與硅油混合均勻，配置成丙三醇氧鈦顆粒電流變液，其中丙三醇氧鈦顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%。當(dāng)外加電場(chǎng)強(qiáng)度為5kV/mm時(shí)，該電流變液的屈服強(qiáng)度可達(dá)56kPa，剪切強(qiáng)度可達(dá)16kPa，電流密度為18 μ A/cm2。實(shí)施例四I.將鈦酸四丁酯與無(wú)水こ醇按體積比為1:3進(jìn)行均勻混合，得到溶液A。
2.將丙三醇與無(wú)水こ醇按體積比為1:3進(jìn)行均勻混合，得到溶液B。3.將由步驟I和步驟2獲得的溶液A和溶液B，按體積比為I :0. 5的比例進(jìn)行均勻混合，形成沉淀；將形成的沉淀過(guò)濾、烘干，即得到丙三醇氧鈦顆粒。4.將所得到的丙三醇氧鈦顆粒與硅油混合均勻，配置成丙三醇氧鈦顆粒電流變 液，其中丙三醇氧鈦顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%。當(dāng)外加電場(chǎng)強(qiáng)度為5kV/mm時(shí)，該電流變液的屈服強(qiáng)度可達(dá)12kPa，剪切強(qiáng)度可達(dá)5kPa，電流密度為I μ A/cm2。
權(quán)利要求
1.一種丙三醇氧鈦電流變液及其制備方法，其特征是由下述步驟組成 1)將含鈦化合物與無(wú)水乙醇或無(wú)水異丙醇按體積比為1:3進(jìn)行均勻混合，得到溶液A; 2)將丙三醇與無(wú)水乙醇或無(wú)水異丙醇按體積比為1:3進(jìn)行均勻混合，得到溶液B； 3)將由步驟I和步驟2獲得的溶液A和溶液B，按體積比為I:0. 2^4的比例進(jìn)行均勻混合，形成沉淀；將形成的沉淀過(guò)濾、烘干，即得到丙三醇氧鈦顆粒； 4)將所得到的丙三醇氧鈦顆粒與硅油混合均勻，配置成丙三醇氧鈦電流變液，其中丙三醇氧鈦顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2(T70% ;所述的含鈦化合物選自鈦酸四丁酯、鈦酸四乙酯或鈦酸四異丙酯。
全文摘要
一種丙三醇氧鈦電流變液及其制備方法，屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域。其特征是通過(guò)含鈦化合物和丙三醇為原料反應(yīng)來(lái)制備丙三醇氧鈦電流變液分散相顆粒。該發(fā)明中除了鈦源以外的唯一添加劑丙三醇在電流變顆粒中，同時(shí)作為反應(yīng)物、極性分子、表面活性劑，具有提高電流變液強(qiáng)度、提高顆粒與硅油的浸潤(rùn)性和抗沉降性等多重作用。本發(fā)明的效果和益處當(dāng)外加電場(chǎng)為5kV/mm時(shí)，丙三醇氧鈦電流變液的屈服強(qiáng)度達(dá)到220kPa，動(dòng)態(tài)剪切應(yīng)力達(dá)到60kPa；具有電流變強(qiáng)度高、電流密度低，制備工藝易于控制，質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C10M177/00GK102660352SQ20121015400
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)明者紀(jì)松, 董旭峰, 譚鎖奎, 趙紅, 陶萬(wàn)勇, 齊民 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)