專利名稱：一種丙三醇氧鈦電流變液及其制備方法
技術領域：
本發明屬于功能材料技術領域，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：
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，在外加電場的作用下其粘度、流變行為隨電場強度的變化瞬間發生可逆、可控轉變，由極易流動的液體變成粘弾性流體、半固態流體，甚至是類固體，即其屈服應力、彈性模量能夠按照需求而實時發生變化。電流變液在電場作用下軟硬連續可調的奇特性質，可用于離合器、制動器、阻尼系統、減震器、閥門、機電耦合等裝置中，具有廣泛和重要的應用價值。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 為前驅物，制備過程需加入大量的溶劑和添加劑來控制反應的速率，制備過程的エ藝參數難于控制，因此所制備顆粒的質量極不穩定，不易實現エ業化批量生產，這已成為阻礙電流變液廣泛應用的瓶頸。
發明內容
本發明的目的是提供ー種無水反應體系的電流變液分散相顆粒的制備方法，制備出性能高且質量穩定的電流變液分散相顆粒。本發明的技術方案是通過含鈦化合物和丙三醇為原料，通過直接沉淀法來制備丙三醇氧鈦電流變顆粒。與現有電流變液制備技術相比，本發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物，與含鈦化合物發生醇解反應生成丙三醇氧鈦顆粒；另一方面由于丙三醇本身具有很強的極性，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，當該顆粒與硅油混合制成電流變液時，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性，從而提高顆粒的電流變性能和抗沉降性。本發明給出ー種以含鈦化合物和丙三醇為反應原料，以無水こ醇或無水異丙醇作為反應介質，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.將含鈦化合物與無水こ醇或無水異丙醇按體積比為1:3進行均勻混合，得到溶液A。2.將丙三醇與無水こ醇或無水異丙醇按體積比為1:3進行均勻混合，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的比例進行均勻混合，形成沉淀；將形成的沉淀過濾、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量分數為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。本發明的效果和益處是提供的丙三醇氧鈦電流變液具有強電流變效應，當外加電場強度為5kV/mm時，其屈服應カ可達到220kPa ;制備エ藝簡單，易于控制，顆粒質量穩定，電流密度低，抗沉降性能高，具有實際エ業應用價值。
圖I是本發明實例I中所制備的丙三醇氧鈦顆粒的紅外光譜圖。圖2是本發明實例I中所制備的丙三醇氧鈦顆粒質量分數為70%的丙三醇氧鈦電流變液的屈服應カ與電場強度的關系圖。
具體實施例方式以下結合技術方案和附圖詳細敘述本發明的具體實施方式
。實施例一I.將鈦酸四丁酯與無水こ醇按體積比為1:3進行均勻混合，得到溶液A。2.將丙三醇與無水こ醇按體積比為1:3進行均勻混合，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的比例進行均勻混合，形成沉淀；將形成的沉淀過濾、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量分數為70%。當外加電場強度為5kV/mm時，該電流變液的屈服強度可達220kPa，剪切強度可達60kPa，電流密度為40 μ A/cm2。實施例ニI.將鈦酸四丁酯與無水異丙醇按體積比為1:3進行均勻混合，得到溶液A。2.將丙三醇與無水異丙醇按體積比為1:3進行均勻混合，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的比例進行均勻混合，形成沉淀；將形成的沉淀過濾、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量分數為60%。當外加電場強度為5kV/mm時，該電流變液的屈服強度可達40kPa，剪切強度可達18kPa，電流密度為28 μ A/cm2。實施實例三I.將鈦酸四丁酯與無水こ醇按體積比為1:3進行均勻混合，得到溶液A。2.將丙三醇與無水こ醇按體積比為1:3進行均勻混合，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的比例進行均勻混合，形成沉淀；將形成的沉淀過濾、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量分數為40%。當外加電場強度為5kV/mm時，該電流變液的屈服強度可達56kPa，剪切強度可達16kPa，電流密度為18 μ A/cm2。實施例四I.將鈦酸四丁酯與無水こ醇按體積比為1:3進行均勻混合，得到溶液A。
2.將丙三醇與無水こ醇按體積比為1:3進行均勻混合，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的比例進行均勻混合，形成沉淀；將形成的沉淀過濾、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量分數為20%。當外加電場強度為5kV/mm時，該電流變液的屈服強度可達12kPa，剪切強度可達5kPa，電流密度為I μ A/cm2。
權利要求
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)將含鈦化合物與無水乙醇或無水異丙醇按體積比為1:3進行均勻混合，得到溶液A; 2)將丙三醇與無水乙醇或無水異丙醇按體積比為1:3進行均勻混合，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的比例進行均勻混合，形成沉淀；將形成的沉淀過濾、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量分數為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，屬于功能材料技術領域。其特征是通過含鈦化合物和丙三醇為原料反應來制備丙三醇氧鈦電流變液分散相顆粒。該發明中除了鈦源以外的唯一添加劑丙三醇在電流變顆粒中，同時作為反應物、極性分子、表面活性劑，具有提高電流變液強度、提高顆粒與硅油的浸潤性和抗沉降性等多重作用。本發明的效果和益處當外加電場為5kV/mm時，丙三醇氧鈦電流變液的屈服強度達到220kPa，動態剪切應力達到60kPa；具有電流變強度高、電流密度低，制備工藝易于控制，質量穩定等特點。
文檔編號C10M177/00GK102660352SQ20121015400
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月17日 優先權日2012年5月17日
發明者紀松, 董旭峰, 譚鎖奎, 趙紅, 陶萬勇, 齊民 申請人:大連理工大學