剪切增稠液的制備方法
【專利摘要】本發明提供的剪切增稠液的制備方法以納米粒子為STF液體的固相成份，采用非揮發性液體介質和揮發性稀釋溶劑配制成混合溶液，在攪拌和超聲作用下，將納米粒子分散到混合溶液中形成乳液，然后在真空條件下脫除稀釋溶劑，得到均一、透明、穩定的STF液體，其制備過程簡便，可以實現STF液體的大規模制備，為STF液體的商業應用提供了技術基礎。
【專利說明】剪切增稠液的制備方法
【【技術領域】】
[0001]本發明涉及一種剪切增稠液的制備方法。
【【背景技術】】
[0002]剪切增稠液體(簡稱STF液體)是一種非牛頓流體，流體經常成濃縮的膠質懸浮液狀，在迅速增加的剪切應力下，液體粘度急劇的增加，甚至由液體轉變成固體，并且此過程可逆。這種現象主要歸因于液體壓力下的粒子剛性結構簇的形成。STF液體的這種特性使其在阻尼減振、變速箱的液力耦合裝置、車輛懸架系統和個體防護等多個【技術領域】具有廣泛的應用前景。
[0003]STF液體通常是由直徑小于I μ m的膠體顆粒分散在液體介質中形成的固液懸浮體系，這些固體顆粒包括二氧化硅、碳酸鈣，以及聚合物(聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等)的納米顆粒；液體分散介質為水、乙二醇、聚乙二醇或者硅基聚合物液體。STF液體的特性與液體介質、固體顆粒的種類、表面性質、形狀、粒徑及分布、含量等因素有關。
[0004]STF液體是一種高固相含量的固液懸浮體系，其中固體分散相粒子包括二氧化硅、碳酸鈣，以及聚合物(聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等)的納米顆粒；液體分散介質為水、乙二醇、聚乙二醇或者硅基聚合物液體。目前應用最多的是二氧化硅/聚乙二醇體系，傳統制備方法是將納米二氧化硅顆粒以研磨或緩慢攪拌的形式加入聚合物液體介質中。
[0005]盡管STF液體具有上述優異特性，但STF的制備存在一定的技術瓶頸，采用傳統方法制備STF液體時往往由于高固相含量納米粒子的存在導致納米粒子容易團聚，導致STF膠質懸浮體系容易沉降而不穩定。并且制備費時，僅局限于實驗室制備少量的STF液體用于STF液體的基礎特性研究，難以實現較大規模的STF液體制備，大大限制了 STF液體應用。
【
【發明內容】
】
[0006]本發明的目的在于提供一種剪切增稠液的制備方法，該剪切增稠液的制備方法過程簡便，可以實現STF液體的大規模制備。
[0007]為實現上述目的，本發明采用下述技術方案:
[0008]一種剪切增稠液的制備方法，包括下述步驟:
[0009]將非揮發性液體介質和揮發性溶劑混合均勻得到混合溶液；
[0010]在所述混合溶液中加入納米粒子，并進行攪拌、分散以形成乳液；及
[0011]脫除所述乳液中揮發性溶劑得到所述剪切增稠液。
[0012]在一些實施例中，所述非揮發性液體介質和揮發性溶劑的質量比在1/2?1/6之間。
[0013]在一些實施例中，所述非揮發性液體介質為乙二醇、聚乙二醇中至少一種。
[0014]在一些實施例中，所述揮發性溶劑為乙醇、乙酸乙酯中至少一種。
[0015]在一些實施例中，所述納米粒子為納米二氧化硅粒子。
[0016]在一些實施例中，所述分散為超聲分散，所述超聲分散時間為I?2h。
[0017]在一些實施例中，其中，脫除所述乳液中揮發性溶劑得到所述剪切增稠液，具體為將所述乳液抽真空2-4小時以脫除所述揮發性溶劑得到所述剪切增稠液。
[0018]在一些實施例中，所述剪切增稠液中納米二氧化硅的質量分數為50%_80%。
[0019]采用上述技術方案，本發明的有益效果在于:
[0020]本發明提供的剪切增稠液的制備方法以納米粒子為STF液體的固相成份，采用非揮發性液體介質和揮發性稀釋溶劑配制成混合溶液，在攪拌和超聲作用下，將納米粒子分散到混合溶液中形成乳液，然后在真空條件下脫除稀釋溶劑，得到均一、透明、穩定的STF液體，其制備過程簡便，可以實現STF液體的大規模制備，為STF液體的商業應用提供了技術基礎。
【【專利附圖】
【附圖說明】】
[0021]圖1為本發明提供的剪切增稠液的制備方法的步驟流程圖；
[0022]圖2為本實施例制備得到的STF液體的流變特性曲線圖。
【【具體實施方式】】
[0023]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及具體實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0024]請參閱圖1，圖1為本發明實施例提供的剪切增稠液的制備方法100的步驟流程圖，包括:
[0025]步驟SllO:將非揮發性液體介質和揮發性溶劑混合均勻得到混合溶液；
[0026]優選地，非揮發性液體介質和揮發性溶劑的質量比在1/2?1/6之間。
[0027]優選地，非揮發性液體介質為乙二醇、聚乙二醇中至少一種。
[0028]優選地，揮發性溶劑為乙醇、乙酸乙酯中至少一種。
[0029]具體地，將非揮發性液體介質和揮發性溶劑按上述質量比在裝有攪拌和超聲設備的容器中混合均勻，得到上述混合溶液。
[0030]步驟S120:在混合溶液中加入納米粒子，并進行攪拌、分散以形成乳液；
[0031]優選地，納米粒子為納米二氧化硅粒子。
[0032]優選地，分散為超聲分散，所述超聲分散時間為I?2h。
[0033]具體地，在高速攪拌作用下將計量的納米粒子如二氧化硅等加入容器中，然后邊攪拌并超聲分散1-2小時，形成穩定的乳液。
[0034]步驟S130:脫除所述乳液中揮發性溶劑得到所述剪切增稠液。
[0035]優選地，剪切增稠液中納米二氧化硅的質量分數為30%_80%。
[0036]具體地將所述乳液抽真空2_4h以脫除所述揮發性溶劑得到均一、透明、穩定的剪切增稠液。
[0037]本發明提供的剪切增稠液的制備方法以納米粒子為STF液體的固相成份，采用非揮發性液體介質和揮發性稀釋溶劑配制成混合溶液，在攪拌和超聲作用下，將納米粒子分散到混合溶液中形成乳液，然后在真空條件下脫除稀釋溶劑，得到均一、透明、穩定的STF液體，其制備過程簡便，可以實現STF液體的大規模制備，為STF液體的商業應用提供了技術基礎。
[0038]以下通過實施例進一步闡述本發明，這些實施例僅用于舉例說明的目的，并沒有限制本發明的范圍。除注明的具體條件外，實施例中的試驗方法均按照常規條件進行。
[0039]實施例
[0040]定量取600g乙二醇和1200g乙醇加入3L容器中攪拌混合均勻；稱取1300g納米二氧化硅粒子，在攪拌和超聲作用下加入上述混合溶液中，攪拌和超聲分散1-2小時直至形成均勻的白色乳液；將上述乳液移至帶有真空系統的容器中，真空脫除揮發性溶劑約2-4小時直至無氣泡產生；關閉真空系統，破真空至常壓，即獲得設計組成的剪切增稠液體，可以理解，通過改變乙二醇、乙醇及納米二氧化硅粒子的質量，利用上述方法可以制備各種比例高固相含量的剪切增稠液體。
[0041]請參閱圖2，為本實施例制備得到的各個固相含量的STF液體的流變特性曲線圖，從圖2中可以看出具有顯著的剪切增稠效果(圖中縱坐標為液體粘度，橫坐標為剪切速率)。
[0042]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
【權利要求】
1.一種剪切增稠液的制備方法，其特征在于，包括下述步驟: 將非揮發性液體介質和揮發性溶劑混合均勻得到混合溶液； 在所述混合溶液中加入納米粒子，并進行攪拌、分散以形成乳液； 脫除所述乳液中揮發性溶劑得到所述剪切增稠液。
2.根據權利要求1所述的剪切增稠液的制備方法，其特征在于，所述非揮發性液體介質和揮發性溶劑的質量比在1/2?1/6之間。
3.根據權利要求1所述的剪切增稠液的制備方法，其特征在于，所述非揮發性液體介質為乙二醇、聚乙二醇中至少一種。
4.根據權利要求1所述的剪切增稠液的制備方法，其特征在于，所述揮發性溶劑為乙醇、乙酸乙酯中至少一種。
5.根據權利要求1所述的剪切增稠液的制備方法，其特征在于，所述納米粒子為納米二氧化硅粒子。
6.根據權利要求1所述的剪切增稠液的制備方法，其特征在于，所述分散為超聲分散，所述超聲分散時間為I?2h。
7.根據權利要求1所述的剪切增稠液的制備方法，其特征在于，其中，脫除所述乳液中揮發性溶劑得到所述剪切增稠液，具體為將所述乳液抽真空2-4h以脫除所述揮發性溶劑得到所述剪切增稠液。
8.根據權利要求1所述的剪切增稠液的制備方法，其特征在于，所述剪切增稠液中納米二氧化硅的質量分數為30%-80%。
【文檔編號】C09K3/00GK104327795SQ201410009134
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年1月8日 優先權日:2014年1月8日
【發明者】鐘發春, 劉鍵, 楊秀蘭, 郝曉飛, 白軍偉 申請人:中物功能材料研究院有限公司