一種磁流變液回收處理劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磁流變液回收處理劑及其制備方法，屬于磁性廢液回收處理領(lǐng)域。本發(fā)明的回收處理劑的組成成分和各組分的質(zhì)量百分比為：十二醇聚氧乙烯醚2～4％，次氯酸鈉35～45％，環(huán)辛二烯二氯化釕2～4％，其余為水。本發(fā)明利用次氯酸鈉將磁流變液中的油酸氧化裂解去除，使得磁流變液失去表面活性劑，造成磁流變液中主分散顆粒與載液之間的粘結(jié)作用被消除，從而使得主分散顆粒能夠在自身重力的作用下迅速沉降，使得主分散顆粒和載液分離，為磁流變液的后續(xù)回收利用提供了基礎(chǔ)；具有成分簡單，容易制備，成本低廉，同時在處理磁流變液時，反應(yīng)條件簡單，處理效果好的優(yōu)點。
【專利說明】
一種磁流變液回收處理劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于磁性廢液回收處理領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種磁流變液回收處理劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002 ]磁流變液以其特有的磁流變效應(yīng)而受到廣泛重視。磁流變液是由微米量級的鐵磁性顆粒分布于非磁性液體中形成的懸浮液。在外加磁場的作用下，磁流變液的性能(如流變學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)等性能)迅速發(fā)生變化，由原先的粘性流態(tài)轉(zhuǎn)化為類固態(tài)，并具有一定的屈服剪切應(yīng)力。磁流變效應(yīng)的響應(yīng)時間很短，一般為毫秒量級，并且固液態(tài)之問的轉(zhuǎn)化具有可逆性，一旦外磁場撤去后，流動性即可恢復(fù)。磁流變液的固化強弱可受外加磁場的控制，其剪切應(yīng)力隨磁場強度的增加而增加，直至達到磁飽和狀態(tài)，除此之外，磁流變液還具有能耗較低、制備方便、溫度適用范圍寬、不易污染等特點，在汽車、機械、建筑、航空等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用，被認為最具前途的智能材料之一。
[0003]磁流變液主要由以下三部分組成:(I)作為分散相的主分散顆粒；(2)作為分散相載體的基礎(chǔ)液，又稱載液；(3)為改善磁流變性能而加入的添加劑。其中主分散顆粒主要由磁性顆粒組成，尺寸主要有微米和納米級。磁性顆粒主要有?6304、？63?^、？6、&3、附或?6、(]0、Ni合金等微粒，其中磁飽和度最大的微粒是鐵鈷合金，同時還包括其他一些非磁性物質(zhì)，如聚苯乙烯或硅石顆粒。對于載液，包括非磁性載液和磁性載液，目前非磁性載液主要有硅油、礦物油、合成油、水和乙二醇等;磁性載液主要是顆粒粒徑較小的鐵流體，主要用于分散納、微米級別的顆粒。為確保顆粒的懸浮穩(wěn)定性并增加整個磁流變液的流變學(xué)性能，一般需要使用添加劑，如加入各種表面活性劑或穩(wěn)定劑，防止顆粒沉淀及不可逆轉(zhuǎn)的團聚。表面活性劑一般是親水基和親油基這兩種性質(zhì)不同的結(jié)構(gòu)組成的低聚物，親水基吸附在懸浮顆粒的表面，而一端的親油基則像“鞭梢”一樣擴散在非極性或極性的載液當中。懸浮顆粒吸附表面活性劑以后，由于“鞭梢”相互纏繞及排斥，一方面會增加顆粒的體積，減少它們相互吸引碰撞的機會;另一方面會在載液內(nèi)部形成空間位阻，形成一個相互作用的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而降低由于顆粒與載液的密度差而引起的顆粒沉降。另外，一些添加劑的加入也可以改善基液與固體顆粒表面的“潤濕”性，使顆粒之間的粘接少從而降低自動凝聚。油酸是比較常用的一種添加劑。例如，中國專利申請?zhí)枮?01510113811.7，申請公布日為2015年7月15日的專利文件公開了一種具有高導(dǎo)電性的磁流變液及其制備方法，包括以下質(zhì)量百分比的組分:39.8 %?90 %載液、0.2 %?2 %表面活性劑、8 %?60 %鍍銀羰基鐵粉;該發(fā)明制備鍍銀羰基鐵粉，采用化學(xué)鍍的方法；該發(fā)明制備磁流變液的方法為，將39.8 %?90 %載液、0.2%?2%表面活性劑用混合機攪拌均勻后，加入8%?60%鍍銀羰基鐵粉，通過粉碎裝置研磨I?4小時，制備成磁流變液，其中表面活性劑為油酸、十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸、月桂酸中的一種或幾種組合。
[0004]當長時間使用磁流變液后，其磁性物質(zhì)的耗損以及載液和添加劑的變性，導(dǎo)致其力學(xué)性能、磁學(xué)性能、響應(yīng)時間等指標急速下降，此時最常見的辦法為更換磁流變液，將原有性能變差磁流變液丟棄。因磁流變液中含有大量的鐵磁物質(zhì)、多種化合物質(zhì)組成的載液，成分復(fù)雜，容易對環(huán)境造成危害。截至目前，關(guān)于對磁流變液進行回收處理的裝置或方法非常少，中國專利申請?zhí)枮?01511025405.1，申請公布日為2016年3月23日的專利申請文件公開了一種磁流變液回收裝置及其控制方法與部件制造方法，它包括入口截止閥、上殼體、下殼體、靜電過濾板、上吸附管、下吸附管、肋管、線圈、加熱器、攪拌器、栗、回流管、出口截止閥;所述的上殼體和下殼體通過螺栓連接，并在貼合處設(shè)置密封圈，所述的入口截止閥設(shè)置在上殼體上；同時該發(fā)明還提供了其控制方法和關(guān)鍵部件的制造方法，該發(fā)明通過靜電過濾板的過濾、吸附作用完成對混合液的初步處理，再利用上吸附管、下吸附管與肋管吸附進一步來完成對混合液的處理，并增設(shè)加熱器、攪拌器和循環(huán)系統(tǒng)，達到磁性物質(zhì)和溶劑徹底分離的目的。但是該發(fā)明的回收裝置只能對磁流變液進行初步的磁性物質(zhì)分離，不能達到真正的回收處理和利用，對環(huán)境的污染仍然很大。
[0005]因此急需研制相應(yīng)的回收處理方法，對廢棄的磁流變液進行處理，不僅能夠降低對環(huán)境的污染，而且可以對其中的相關(guān)物質(zhì)進行回收利用，節(jié)約了能源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]1.要解決的問題
[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)無法真正回收處理油酸改性的磁流變液、存在二次污染等問題，本發(fā)明提供一種磁流變液回收處理劑及其制備方法，回收處理劑主要由十二醇聚氧乙烯醚、次氯酸鈉、環(huán)辛二烯二氯化釕和水組成，將磁流變液中的油酸去除，使得磁流變液失去表面活性劑，造成磁流變液中主分散顆粒與載液之間的粘結(jié)作用被消除，從而使得主分散顆粒能夠在自身重力的作用下迅速沉降，使得主分散顆粒和載液分離，為磁流變液的后續(xù)回收利用提供了基礎(chǔ)。
[0008]本發(fā)明是對磁流變液進行初步處理，是將主分散顆粒和載液斷絕連接關(guān)系，為下一步分離做好準備，在下一步處理過程中，就可以利用磁性吸附等作用，將主分散顆粒和載液徹底分開。
[0009]目前還沒有對磁流變液進行回收的處理劑，只有文獻公開了對其進行處理的處理裝置(專利申請?zhí)枮?201511025405.1)，而裝置只是起到對磁流變液后期處理的作用，在初期需要增加處理劑，讓主分散顆粒和載液分開，然后才能利用公開文獻中的裝置
(201511025405.1)或其他裝置進行后期處理，將主分散顆粒吸附，從而達到分離的目的。
[0010]2.技術(shù)方案
[0011]為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0012]一種磁流變液回收處理劑，其組成成分和各組分的質(zhì)量百分比為:十二醇聚氧乙烯醚2?4%，次氯酸鈉35?45%，環(huán)辛二烯二氯化釕2?4%，其余為水。
[0013]進一步地，其組成成分和各組分的質(zhì)量百分比為:十二醇聚氧乙烯醚2%，次氯酸鈉40%，環(huán)辛二烯二氯化釕4%，其余為水。
[0014]進一步地，其組成成分中還包括乙醇，質(zhì)量百分比為I?2%。
[0015]上所述的一種磁流變液回收處理劑的制備方法，其步驟為:
[0016](I)將一定量的水加熱到20?30°C，按比例在水中加入十二醇聚氧乙烯醚并進行攪拌，制成乳狀液；
[0017](2)在上述乳狀液中按比例加入21?27%次氯酸鈉，并將混合溶液溫度保持在20?25°C，加入氫氧化鈉進行堿化處理，使混合液的PH值為12?14，并進行攪拌，攪拌時間為I?I.2h;
[0018](3)再向混合溶液中加入余下的次氯酸鈉并攪拌；
[0019](4)繼續(xù)攪拌混合液，攪拌過程中按比例加入環(huán)辛二烯二氯化釕反應(yīng)l_2h。
[0020]進一步地，所述步驟(I)攪拌速度為100?200rpm，攪拌時間為15?20min。
[0021 ]進一步地，所述步驟(I)中將水加熱到25 °C，攪拌時間為16min。
[0022]進一步地，所述步驟(2)中混合溶液溫度保持在20°C，加入氫氧化鈉處理后混合液的PH值為12.5。
[0023]進一步地，所述步驟(4)中加入環(huán)辛二烯二氯化釕之前先加入乙醇。
[0024]進一步地，乙醇的加入量為環(huán)辛二烯二氯化釕質(zhì)量的50%。
[0025]3.有益效果
[0026]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為:
[0027](I)本發(fā)明利用處理劑將磁流變液中的油酸去除，使得磁流變液失去表面活性劑，造成磁流變液中主分散顆粒與載液之間的粘結(jié)作用被消除，從而使得主分散顆粒能夠在自身重力的作用下迅速沉降，使得主分散顆粒和載液分離，為磁流變液的后續(xù)回收利用提供了基礎(chǔ)；
[0028](2)本發(fā)明利用次氯酸鈉將油酸氧化裂解，氧化劑成本低廉，并且容易制備，氧化效果較好；
[0029](3)本發(fā)明利用十二醇聚氧乙烯醚來制備乳狀液，有利于油酸的裂解反應(yīng)，同時利用環(huán)辛二烯二氯化釕作為催化劑，能加速反應(yīng)進程，同時蒸餾的方式能將反應(yīng)的產(chǎn)物去除，并可將環(huán)辛二烯二氯化釕進行回收，而回收率可達75% ;
[0030](4)本發(fā)明的處理劑成分簡單，容易制備，成本低廉，同時在處理磁流變液時，反應(yīng)條件簡單，處理效果好；
[0031](5)本發(fā)明提供的處理劑是對磁流變液進行初步處理，是將主分散顆粒與載液之間的連接關(guān)系切斷，為下一步分離做好準備，在下一步處理過程中，就可以利用磁性吸附等作用，將主分散顆粒和載液徹底分開；目前還沒有專門針對磁流變液進行回收的處理劑，只有文獻公開了對其進行處理的處理裝置，而裝置只是起到對磁流變液后期處理的作用，如果前期的處理效果不好的話，裝置很難發(fā)揮其分離的作用，只有按照本發(fā)明中提供的方法，在初期利用處理劑讓主分散顆粒和載液分開，然后才能利用公開文獻中的裝置
(201511025405.1)或其他裝置進行后期處理，將主分散顆粒吸附，從而達到分離的目的，本發(fā)明中的處理劑可以使主分散顆粒與載液的分離程度最高達95%。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進一步進行描述。
[0033]實施例1
[0034]本實施例中處理的磁流變液是以油酸為表面活性劑主要成分的磁流變液，主分散顆粒為羥基鐵粉，磁飽和度為2.3T，載液為二甲基硅油，本實施例中待處理的該磁流變液廢液是在其使用超過其剪切疲勞壽命后的溶液，此時其零剪切粘度和可調(diào)倍數(shù)的變化量在檢驗過程中均超過±10%。本實施例采用的回收處理劑的組成成分和各組分的質(zhì)量百分比為:十二醇聚氧乙烯醚2%，次氯酸鈉40%，環(huán)辛二烯二氯化釕4%(043號:50982-12-2，購買廠家為南京派納斯新材料科技有限公司，網(wǎng)址:http: / /www.chemicalbook.com/Supplylnfo_169740.htm)，乙醇2%，其余為水，具體的制備方法為:
[0035](I)將一定量的水加熱到25°C，按比例在水中加入十二醇聚氧乙烯醚并進行攪拌，攪拌時間為16min，制成乳狀液，其中十二醇聚氧乙烯醚與水的質(zhì)量比值為1:27;
[0036](2)在上述乳狀液中按比例加入次氯酸鈉，次氯酸鈉與乳狀液的質(zhì)量比值為3:7，并將混合溶液溫度保持在20 0C，加入氫氧化鈉進行堿化處理，使混合液的PH值為12.5，并進行攪拌，攪拌時間為Ih;
[0037](3)再向混合溶液中加入余下的次氯酸鈉并攪拌，次氯酸鈉與混合溶液的質(zhì)量比值為1:5;
[0038](4)繼續(xù)攪拌混合液，攪拌過程中按比例先加入乙醇攪拌均勻，然后再加入環(huán)辛二烯二氯化釕反應(yīng)lh，環(huán)辛二烯二氯化釕與混合溶液的質(zhì)量比值為1:24。
[0039]本實施例中按照上述方法制備得到的回收處理劑性能穩(wěn)定，避光條件下密封保存2年后仍具有良好的處理能力，處理劑中的乙醇能增加十二醇聚氧乙烯醚和環(huán)辛二烯二氯化釕的溶解性，能顯著提高處理劑整體的穩(wěn)定性，更重要的是，在對磁流變液進行回收處理時，乙醇能明顯提高磁流變液的回收率，使回收處理劑的處理效率提高15 %左右。
[0040]上述回收處理劑的使用方法為:
[0041](I)將回收處理劑加入到磁流變液中，回收處理劑與磁流變液的質(zhì)量比值為1:225，并加熱到25°C，開始攪拌至均勻混合；
[0042](2)攪拌均勻后，將溫度降至18°C，反應(yīng)2h后，加入鹽酸將溶液pH值調(diào)至4左右進行酸化；
[0043](3)然后將混合溶液加熱至260°C進行蒸餾，利用蒸餾將反應(yīng)生成的壬酸、硬脂酸等有機產(chǎn)物去除，蒸餾時間為3h。
[0044]利用本實施例中的處理劑對磁流變液進行處理，然后利用磁性吸附作用將溶液中的主分散顆粒和載液分尚，本實施例中主分散顆粒與載液的分尚程度達91 %。
[0045]實施例2
[0046]本實施例中處理的磁流變液是以油酸為表面活性劑主要成分的磁流變液，主分散顆粒為羥基鐵粉，磁飽和度為2.1T，載液為二甲基硅油，本實施例中待處理的該磁流變液廢液是在其使用超過其剪切疲勞壽命后的溶液，此時其零剪切粘度和可調(diào)倍數(shù)的變化量在檢驗過程中均超過±10%。本實施例采用的回收處理劑的組成成分和各組分的質(zhì)量百分比為:十二醇聚氧乙烯醚3 %，次氯酸鈉45 %，環(huán)辛二烯二氯化釕3 % (CAS號:50982-12-2，購買廠家為南京派納斯新材料科技有限公司，網(wǎng)址:http: / /www.chemicalbook.com/Supplylnfo_169740.htm)，乙醇1.5%，其余為水，按上述比例準備所需的原料，具體的制備方法為:
[0047](I)按比例將水加熱到30°C，按比例在水中加入十二醇聚氧乙烯醚并進行攪拌，攪拌時間為20min，制成乳狀液；
[0048](2)在上述乳狀液中按比例加入67.5 %的次氯酸鈉(占總體要加的次氯酸鈉的質(zhì)量分數(shù)比)，并將混合溶液溫度保持在25°C，加入氫氧化鈉進行堿化處理，使混合液的PH值為14，并進行攪拌，攪拌時間為1.2h;
[0049](3)再向混合溶液中加入余下的次氯酸鈉并攪拌均勻；
[0050](4)繼續(xù)攪拌混合液，攪拌過程中按比例先加入乙醇攪拌均勻，然后再加入環(huán)辛二烯二氯化釕反應(yīng)2h。
[0051 ]本實施例中按照上述方法制備得到的回收處理劑性能穩(wěn)定，避光條件下密封保存2年半后仍具有很好的處理能力。
[0052]上述回收處理劑的使用方法為:
[0053](I)將回收處理劑加入到磁流變液中，回收處理劑與磁流變液的質(zhì)量比值為1:250，并加熱到30°C，開始攪拌至均勻混合；
[0054](2)攪拌均勻后，將溫度降至22°C，反應(yīng)2h后，加入鹽酸將溶液pH值調(diào)至5左右進行酸化；
[0055](3)然后將混合溶液加熱至275°C進行蒸餾，利用蒸餾將反應(yīng)生成的壬酸、硬脂酸等有機產(chǎn)物去除，蒸餾時間為lh。
[0056]利用本實施例中的處理劑對磁流變液進行處理，然后利用磁性吸附作用將溶液中的主分散顆粒和載液分尚，本實施例中主分散顆粒與載液的分尚程度達95%。
[0057]實施例3
[0058]本實施例中處理的磁流變液是以油酸為表面活性劑主要成分的磁流變液，主分散顆粒為羥基鐵粉，磁飽和度為2.3T，載液為礦物油，本實施例中待處理的該磁流變液廢液是在其使用超過其剪切疲勞壽命后的溶液，此時其零剪切粘度和可調(diào)倍數(shù)的變化量在檢驗過程中均超過±10%。本實施例采用的回收處理劑的組成成分和各組分的質(zhì)量百分比為:十二醇聚氧乙烯醚4%，次氯酸鈉35 %，環(huán)辛二烯二氯化釕2 % (CAS號:50982-12-2，購買廠家為南京派納斯新材料科技有限公司，網(wǎng)址:http: //www.chemical book, com/Supply Inf o_169740.htm)，其乙醇I %，余為水，按上述比例準備所需的原料，具體的制備方法為:
[0059](I)按比例將水加熱到20°C，按比例在水中加入十二醇聚氧乙烯醚并進行攪拌，攪拌時間為15min，制成乳狀液；
[0060](2)在上述乳狀液中按比例加入52.5%的次氯酸鈉(占總體要加的次氯酸鈉的質(zhì)量分數(shù)比)，并將混合溶液溫度保持在25°C，加入氫氧化鈉進行堿化處理，使混合液的PH值為12，并進行攪拌，攪拌時間為I h;
[0061](3)再向混合溶液中加入余下的次氯酸鈉并攪拌均勻；
[0062](4)繼續(xù)攪拌混合液，攪拌過程中按比例先加入乙醇攪拌均勻，然后再加入環(huán)辛二稀二氯化I了反應(yīng)1.5h。
[0063]本實施例中按照上述方法制備得到的回收處理劑性能穩(wěn)定，避光條件下密封保存3年后仍具有良好的處理能力。
[0064]上述回收處理劑的使用方法為:
[0065](I)將回收處理劑加入到磁流變液中，回收處理劑與磁流變液的質(zhì)量比值為1:235，并加熱到30°C，開始攪拌至均勻混合；
[0066](2)攪拌均勻后，將溫度降至20°C，反應(yīng)2h后，加入鹽酸將溶液pH值調(diào)至6左右進行酸化；
[0067](3)然后將混合溶液加熱至270°C左右進行蒸餾，利用蒸餾將反應(yīng)生成的壬酸、硬脂酸等有機產(chǎn)物去除，蒸餾時間為2h。
[0068]利用本實施例中的處理劑對磁流變液進行處理，然后利用磁性吸附作用將溶液中的主分散顆粒和載液分尚，本實施例中主分散顆粒與載液的分尚程度達93%。
【主權(quán)項】
1.一種磁流變液回收處理劑，其特征在于:其組成成分和各組分的質(zhì)量百分比為:十二醇聚氧乙烯醚2?4%，次氯酸鈉35?45%，環(huán)辛二烯二氯化釕2?4%，其余為水。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁流變液回收處理劑，其特征在于:其組成成分和各組分的質(zhì)量百分比為:十二醇聚氧乙烯醚2%，次氯酸鈉40%，環(huán)辛二烯二氯化釕4%，其余為水。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種磁流變液回收處理劑，其特征在于:其組成成分中還包括乙醇，質(zhì)量百分比為I?2%。4.權(quán)利要求1或2中所述的一種磁流變液回收處理劑的制備方法，其步驟為: (1)將一定量的水加熱到20?30°C，按比例在水中加入十二醇聚氧乙烯醚并進行攪拌，制成乳狀液； (2)在上述乳狀液中按比例加入21?27%次氯酸鈉，并將混合溶液溫度保持在20?250C，加入氫氧化鈉進行堿化處理，使混合液的PH值為12?14，并進行攪拌，攪拌時間為I?1.2h； (3)再向混合溶液中加入余下的次氯酸鈉并攪拌； (4)繼續(xù)攪拌混合液，攪拌過程中按比例加入環(huán)辛二烯二氯化釕反應(yīng)l_2h。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種磁流變液回收處理劑的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)攪拌速度為100?200rpm，攪拌時間為15?20min。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種磁流變液回收處理劑的制備方法，其特征在于:所述步驟(1)中將水加熱到25°C，攪拌時間為16min。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種磁流變液回收處理劑的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中混合溶液溫度保持在200C，加入氫氧化鈉處理后混合液的PH值為12.5。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種磁流變液回收處理劑的制備方法，其特征在于:所述步驟(4)中加入環(huán)辛二烯二氯化釕之前先加入乙醇。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種磁流變液回收處理劑的制備方法，其特征在于:乙醇的加入量為環(huán)辛二烯二氯化釕質(zhì)量的50%。
【文檔編號】H01F1/44GK106098288SQ201610495566
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】邢戰(zhàn)偉, 胡聰, 劉鵬
【申請人】馬鞍山福來伊環(huán)保科技有限公司