專利名稱：氧化鐵粒子及其制備方法與電流變液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電流變液材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及氧化鐵粒子及其制備方法與電流變液。
背景技術(shù)：
電流變液是由高介電常數(shù)的固體微顆粒和低介電常數(shù)的絕緣基礎(chǔ)液組成的懸浮液。在外加電場的作用下，它可以瞬間由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，其粘度急劇增加以至失去流動(dòng)性。在電場的作用下電流變液表現(xiàn)出類似固體的行為，具有一定的屈服強(qiáng)度，并且可以通過改變外加電場的大小實(shí)現(xiàn)對(duì)材料強(qiáng)度的連續(xù)調(diào)控。在外電場撤銷后電流變液材料迅速恢復(fù)到初始狀態(tài)。基于電流變液響應(yīng)速度快、可連續(xù)調(diào)控等特性，其在汽車減振器、碰撞緩沖裝置、制動(dòng)裝置、離合器、阻尼器、變速器和隔振緩沖器等中的應(yīng)用引起了廣泛關(guān)注。另外某些具 有特殊功能的裝置也逐漸被開發(fā)出來，如控制閥、假肢膝關(guān)節(jié)、活塞組件和拋光裝置等。由此可知，電流變液已經(jīng)成為輔助傳統(tǒng)機(jī)械智能化的重要材料。電流變液在長期使用過程中，性能會(huì)逐步退化或減弱，當(dāng)退化或減弱到一定程度吋，電流變液體就無法工作或失效。電流變液性能的退化和失效，主要有兩方面原因一、電的擊穿；ニ、非電原因，即分散相粒子的凝聚和沉淀，這將阻礙在電場作用下粒子鏈的形成，而粒子鏈?zhǔn)乔?yīng)カ產(chǎn)生的根源，因此分散相粒子的抗沉淀性能是電流變液體的ー個(gè)非常重要的指標(biāo)，并且抗沉淀性能也是決定電流變液壽命的ー個(gè)重要的因素。因此獲得具有良好的抗沉淀性能的分散相粒子具有重要的意義。電流變液主要分為無機(jī)體系電流變液和有機(jī)高分子聚合物體系電流變液。無機(jī)類材料曾經(jīng)是電流變液的主要研究對(duì)象，無機(jī)類材料分為金屬氧化物和金屬鹽類兩大類，金屬氧化物作為分散相粒子的種類很多，已知的有ニ氧化硅、ニ氧化錫、ニ氧化鈦和三氧化ニ鋁等。但其中很多的分散相粒子的抗沉淀性能較差。為了改善分散相粒子的抗沉淀性能，研究者開始采用復(fù)合材料作為分散相粒子，通過粒子芯部控制或調(diào)節(jié)整個(gè)粒子的密度或比重；另外也有采用空心粒子作為電流變液的分散相粒子，如空心鋁球、空心銀球等。但上述材料作為電流變液的分散性粒子抗沉淀性能仍然較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種抗沉淀性能較好的氧化鐵粒子的制備方法。本發(fā)明提供了ー種氧化鐵粒子的制備方法，包括以下步驟a)將鐵鹽、堿性化合物與分散劑在溶劑中混合，反應(yīng)后得到氫氧化氧鐵，將所述氫氧化氧鐵進(jìn)行ニ氧化硅包覆；b)將步驟a)得到的產(chǎn)物進(jìn)行熱處理；c)將步驟b)得到的產(chǎn)物在堿性化合物溶液中進(jìn)行超聲處理，得到氧化鐵粒子。優(yōu)選的，得到氧化鐵粒子后還包括
采用改性劑對(duì)所述氧化鐵粒子進(jìn)行改性，得到改性后的氧化鐵粒子。優(yōu)選的，所述分散劑為聚こニ醇。優(yōu)選的，所述熱處理的溫度為350°C ^500oC。優(yōu)選的，氫氧化氧鐵進(jìn)行ニ氧化硅包覆的過程具體為將氫氧化氧鐵、表面活性劑與正硅酸こ酯混合，反應(yīng)后得到ニ氧化硅包覆的氫氧化氧鐵。優(yōu)選的，所述表面活性劑為硅烷偶聯(lián)劑或聚こ烯吡咯烷酮。優(yōu)選的，所述分散劑與所述鐵鹽的質(zhì)量比為0. OrO. 3:1。
本發(fā)明還提供了ー種上述方案制備的氧化鐵粒子，所述氧化鐵粒子為納米空心結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還提供了ー種電流變液，包括上述方案制備的氧化鐵粒子；基礎(chǔ)液；所述氧化鐵粒子與所述基礎(chǔ)液的質(zhì)量比為0. 2^0. 4:1。優(yōu)選的，所述電流變液中還包括添加剤，所述添加劑為丙三醇或硅烷偶聯(lián)劑。本發(fā)明提供了ー種氧化鐵粒子的制備方法，首先將鐵鹽、堿性化合物與分散劑混合，反應(yīng)后得到納米氫氧化氧鐵；再將納米氫氧化氧鐵進(jìn)行ニ氧化硅包覆，然后進(jìn)行熱處理，使氫氧化氧鐵去羥基化，得到ニ氧化硅包覆的氧化鉄，最后將ニ氧化硅包覆的氧化鐵在堿性化合物中進(jìn)行超聲處理，除去氧化鐵粒子外層包覆的ニ氧化硅，從而得到納米空心氧化鐵粒子。由于氧化鐵粒子制備成空心粒子后，其內(nèi)部的中空結(jié)構(gòu)使得粒子的平均密度較小，從而有利于粒子在基礎(chǔ)油中抗沉淀性能的提升。另ー方面，氧化鐵粒子為納米結(jié)構(gòu)，也有利于其抗沉淀性能的提聞。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例與對(duì)比例制備的電流變液在20°C下電場強(qiáng)度與剪切應(yīng)カ的關(guān)系曲線圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例與對(duì)比例制備的電流變液在20°C下電場強(qiáng)度與電流密度的關(guān)系曲線圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例與對(duì)比例制備的電流變液的抗沉淀率與放置時(shí)間的關(guān)系曲線圖；圖4為本發(fā)明的實(shí)施例ニ制備的電流變液在不同電場強(qiáng)度下剪切速率與剪切應(yīng)力的關(guān)系曲線圖；圖5為本發(fā)明的實(shí)施例ニ制備的電流變液在不同電場強(qiáng)度下溫度與電流密度的關(guān)系曲線圖；圖6為本發(fā)明的實(shí)施例ニ制備的電流變液的電場強(qiáng)度與屈服應(yīng)カ的關(guān)系曲線圖。
具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一歩理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)ー步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。本發(fā)明實(shí)施例公開了ー種氧化鐵粒子的制備方法，包括以下步驟a)將鐵鹽、堿性化合物與分散劑在溶劑中混合，反應(yīng)后得到氫氧化氧鐵，將所述氫氧化氧鐵進(jìn)行ニ氧化硅包覆；b)將步驟a)得到的產(chǎn)物進(jìn)行熱處理；c)將步驟b)得到的產(chǎn)物在堿性化合物中進(jìn)行超聲處理，得到氧化鐵粒子。按照本發(fā)明，在制備氧化鐵粒子的過程 中，首先將鐵鹽、堿性化合物與分散劑反應(yīng)，得到納米氫氧化氧鐵；再將納米氫氧化氧鐵進(jìn)行ニ氧化硅包覆，然后進(jìn)行熱處理，使氫氧化氧鐵去羥基化，得到ニ氧化硅包覆的氧化鐵，最后將ニ氧化硅包覆的氧化鐵在堿性化合物中進(jìn)行超聲處理，除去氧化鐵粒子外層包覆的ニ氧化硅，從而得到納米空心氧化鐵粒子。由于氧化鐵粒子制備成空心粒子后，其內(nèi)部的中空結(jié)構(gòu)使得粒子的平均密度更小，從而有利于粒子在基礎(chǔ)油中抗沉淀性能的提升。另ー方面，氧化鐵粒子為納米結(jié)構(gòu)，也有利于其抗沉淀性能的提聞。本發(fā)明首先進(jìn)行了納米氫氧化氧鐵的制備，將鐵鹽、堿性化合物與分散劑在溶劑中混合，反應(yīng)后即得到氫氧化氧鐵(FeOOH)。所述鐵鹽優(yōu)選為氯化鐵或硝酸鐵，所述堿性化合物優(yōu)選為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氨水。所述分散劑優(yōu)選為非離子表面活性剤，更優(yōu)選為聚こニ醇。所述分散劑的大分子量與多羥基特征可以穩(wěn)定反應(yīng)中生成的納米粒子，阻止納米粒子的相互團(tuán)聚，從而有利于形成納米顆粒。所述溶劑本發(fā)明沒有特別的限制，但在制備氧化鐵粒子的過程中，為了減少雜元素的引入，所述溶劑優(yōu)選為去離子水或こ醇與去離子水的混合溶液，所述分散劑與鐵鹽的質(zhì)量比為0. OfO. 1:1 ;所述鐵鹽在溶劑中的濃度為0. Of lmol/L，更優(yōu)選為0. ro. 5mol/L。在制備納米氫氧化氧鐵的過程中，可以優(yōu)選加入陰離子調(diào)節(jié)粒子的軸相比，從而得到最優(yōu)的粒子形狀。所述陰離子優(yōu)選為磷酸鹽或次磷酸鹽。為了得到更加細(xì)小的納米氫氧化氧鐵，所述氫氧化氧鐵的制備過程具體按下述方法制備將鐵鹽、分散劑與溶劑置于磁力攪拌器中攪拌加熱，再加入堿性化合物，反應(yīng)后得到納米氫氧化氧鐵。所述納米氫氧化氧鐵制備完成后，即將氫氧化氧鐵進(jìn)行ニ氧化硅的包覆，所述ニ氧化硅包覆的過程本發(fā)明沒有特別的限制，為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的包覆方式即可，但是為了使ニ氧化硅在氫氧化氧鐵表面包覆的更加緊密，本發(fā)明所述氫氧化氧鐵的ニ氧化硅包覆過程具體按下述方法進(jìn)行將氫氧化氧鐵、表面活性劑與正硅酸こ酯混合，反應(yīng)后得到ニ氧化硅包覆的氫氧化氧鐵。所述表面活性劑優(yōu)選為硅烷偶聯(lián)劑或聚こ烯吡咯烷酮，所述表面活性劑不僅可以穩(wěn)定納米粒子，而且在后續(xù)反應(yīng)過程中能夠促進(jìn)ニ氧化硅在納米粒子表面的沉積，使ニ氧化硅能夠緊密的包覆在納米氫氧化氧鐵粒子表面。所述反應(yīng)的時(shí)間優(yōu)選為5 72h，更優(yōu)選為15 36h。氫氧化氧鐵進(jìn)行ニ氧化硅包覆后，即將得到的ニ氧化硅包覆的氫氧化氧鐵進(jìn)行熱處理。所述熱處理的過程使氫氧化氧鐵發(fā)生去羥基化，從而得到ニ氧化硅包覆的氧化鉄，由于氫氧化氧鐵的密度小于氧化鐵，SiO2外殼內(nèi)層和納米Fe2O3的相互作用，在熱處理過程中Fe2O3緊貼SiO2外売，因此在氧化鐵中心形成了空心結(jié)構(gòu)，如此不僅能夠得到納米氧化鐵空心粒子，還防止了納米FeOOH熱處理過程中的團(tuán)聚。所述熱處理的溫度優(yōu)選為35(T500°C，更優(yōu)選為40(T45(TC，所述熱處理的時(shí)間優(yōu)選為3飛h，更優(yōu)選為3. 5^4. 5h。按照本發(fā)明，ニ氧化硅包覆的納米粒子進(jìn)行完熱處理后，將得到的納米粒子在堿性化合物溶液中進(jìn)行超聲處理，從而去除ニ氧化硅外売，得到氧化鐵粒子。所述堿性溶液優(yōu)選為氫氧化鈉溶液，所述氫氧化鈉溶液的濃度為f4mol/L，更優(yōu)選為疒3mol/L。超聲處理中的堿性化合物與得到氫氧化氧鐵的過程中的堿性化合物可以相同也可以不同，但是為了減少在反應(yīng)體系中引入雜元素，本發(fā)明優(yōu)選選用同樣的堿性化合物。所述超聲的時(shí)間優(yōu)選大于12h，更優(yōu)選為15 24h。在制備納米空心氧化鐵粒子的過程中，氧化鐵空心結(jié)構(gòu)的形成過程是在熱處理階段，對(duì)于內(nèi)核為納米氫氧化氧鐵(FeOOH)，外層包覆SiO2外殼的復(fù)合粒子，在熱處理過程中去羥基化過程的逐漸完成，則中間形成小孔，體積變化主要因?yàn)镻-FeOOH的密度為3g cnT3,生成的Fe2O3的密度為5. 3g cnT3,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于之前0 -FeOOH的密度,而且由于內(nèi)殼和外層的相互作用，増加了界面之間的吸附能力，在發(fā)生去羥基化過程中，內(nèi)殼是緊貼SiO2 外殼的內(nèi)層的，因此在ニ氧化硅包覆的氧化鐵粒子的內(nèi)部中心形成中空結(jié)構(gòu)。本發(fā)明制備的氧化鐵粒子用于作為電流變液的分散相粒子，為了提高電流變液的性能，本發(fā)明優(yōu)選對(duì)所述氧化鐵粒子進(jìn)行改性，所述改性的過程具體為采用改性劑對(duì)所述氧化鐵粒子進(jìn)行改性，得到改性后的氧化鐵粒子。所述改性及優(yōu)選為尿素、氨基酸、こニ胺、十二烷基苯環(huán)酸鈉或丙三醇。所述十二烷基苯磺酸鈉能夠改善氧化鐵粒子的表面性質(zhì)，增強(qiáng)顆粒與硅油的潤濕性，改善電流變液的介電性質(zhì)。另ー方面，十二烷基苯磺酸鈉改性后的氧化鐵粒子極化后的電荷將在粒子表面分布，表面的性質(zhì)影響吸附電子的能力，從而影響電流變效應(yīng)。所述丙三醇為極性化合物，能夠增加電流變液體的極化性能。極化性能的提高意味著在電場作用下電流變液體分散相粒子可被極化的程度増加，由于極化產(chǎn)生的極化電荷的靜電引力作用增強(qiáng)，靜電引力形成的分子鏈更加牢固，電流變液體的抗屈服應(yīng)カ增強(qiáng)，則電流變效應(yīng)增強(qiáng)。本發(fā)明還提供了ー種由上述方案制備的氧化鐵粒子，所述氧化鐵粒子為納米空心結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還提供了 ー種電流變液，所述電流變液包括基礎(chǔ)油與上述方案制備的空心納米氧化鐵粒子，所述氧化鐵粒子與所述基礎(chǔ)油的質(zhì)量比為0. 2、. 4:1。所述基礎(chǔ)油優(yōu)選為硅油、ニ甲基硅油或植物油。本發(fā)明制備的空心納米氧化鐵粒子具有空心結(jié)構(gòu)，平均粒子密度低于粒子原來的密度，則沉降的速度遠(yuǎn)低于現(xiàn)有技術(shù)的分散相粒子，因此整個(gè)電流變液體的穩(wěn)定性得到很大的提升。另外本發(fā)明中使用了硅烷偶聯(lián)劑、十二烷基苯磺酸鈉等改性劑對(duì)氧化鐵粒子進(jìn)行改性，能夠進(jìn)ー步提升粒子在基礎(chǔ)油中的潤濕性能，使每個(gè)粒子都均勻的、完全的融入基礎(chǔ)油中，提升電流變液的穩(wěn)定性。為了進(jìn)一歩理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的氧化鐵粒子及其制備方法進(jìn)行詳細(xì)說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。實(shí)施例一采用電子分析天平稱取20. 2012gFe (NO3) 3 9H20與3. 0007g聚こニ醇400，溶于250ml去離子水中，在140°C下用磁力攪拌器加熱攪拌，保持反應(yīng)體系溫度在100°C，加熱2 3h，然后緩慢滴加IM的NaOH溶液直至體系pH為9 10，得到氫氧化氧鐵；然后將氫氧化氧鐵離心分離，用去離子水洗滌2次后，再用無水こ醇洗滌2 3次，除去體系中的水分，然后將洗滌后的粒子用IOOml的こ醇與400ml的環(huán)己烷的混合溶液超聲分散，再向體系中加入6ml硅烷偶聯(lián)劑，30wt%的氨水溶液15ml，分散均勻后，在攪拌下連續(xù)緩慢加入50ml正硅酸こ酷(TEOS)，在常溫下反應(yīng)24h，得到ニ氧化硅包覆的氫氧化氧鐵，將得到的核殼粒子依次用丁醇、異丙醇、こ醇洗滌，洗滌后離心分散、干燥；將經(jīng)過包覆的納米氫氧化氧鐵粒子置于電熱干燥箱中高溫加熱處理，500°C下處理5h，得到ニ氧化硅包覆的氧化鐵粒子；將氧化鐵粒子分散于2M的NaOH溶液中超聲24h ;將超聲后的產(chǎn)物離心分離，分別用去離子水、無水こ醇洗滌數(shù)次、干燥，與ニ甲基硅油500按質(zhì)量比為30%混合均勻，同時(shí)加入0. 05ml丙三醇與0. 5ml硅烷偶聯(lián)劑，用分散機(jī)分散均勻，得到電流變液。將上述制備的電流變液進(jìn)行電流變效應(yīng)和抗沉淀性能的測試，如圖所示圖1中的 曲線為本發(fā)明實(shí)施例制備的電流變液在20°C下電場強(qiáng)度與剪切應(yīng)カ的曲線；圖2中的籲曲線為本發(fā)明實(shí)施例制備的電流變液在20°C下電場強(qiáng)度與電流密度的曲線；圖3中的籲曲線為本發(fā)明實(shí)施例制備的電流變液的抗沉淀率與放置時(shí)間的曲線。 實(shí)施例ニ采用電子分析天平稱取20.2032g Fe (NO3) 3 9H20與3. 0022g聚こニ醇400，溶于250ml去離子水中，在140°C下用磁力攪拌器加熱攪拌，保持反應(yīng)體系溫度在100°C，加熱2 3h，然后緩慢滴加IM NaOH溶液直至體系pH為9 10，得到氫氧化氧鐵溶液；將氫氧化氧鐵溶液離心分離，用去離子水洗滌2次后，再用無水こ醇洗滌2 3次，除去體系中的水分，然后將洗滌后的粒子用400ml環(huán)己烷和IOOmlこ醇的混合溶液超聲分散，再向體系中加入6ml硅烷偶聯(lián)劑，30wt%的氨水溶液15ml，分散均勻后，在攪拌下連續(xù)緩慢加入50ml正硅酸こ酷(TE0S)，常溫下反應(yīng)24h，得到ニ氧化硅包覆的氫氧化氧鐵；將得到的核殼粒子依次用丁醇、異丙醇與こ醇洗滌，洗滌后離心分散、干燥，然后將經(jīng)過包覆的納米粒子置于電熱干燥箱中高溫加熱處理，500°C下處理5h，高溫處理后的粒子分散于2M的NaOH溶液中超聲24小時(shí)；將超聲后的產(chǎn)物離心分離，分別用去離子水洗滌數(shù)次，最后分散于200ml去離子水中。將0. 5002g十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)溶于50ml去離子水中，充分?jǐn)嚢枞芙?，然后加入超聲分散后的空心納米Fe2O3水溶液中，80°C下反應(yīng)5h后離心分離，分別用去離子水、無水こ醇洗滌數(shù)次后置于真空干燥箱中干燥。將經(jīng)過十二烷基苯磺酸鈉改性的空心納米氧化鐵粒子與ニ甲基硅油500按質(zhì)量比為30%混合均勻，加入0. 05ml丙三醇與0. 5ml硅烷偶聯(lián)劑，用分散機(jī)分散均勻，得到電流變液。將所述電流變液進(jìn)行電流變效應(yīng)和抗沉淀性能的測試，結(jié)果如圖所示，圖1中的▲曲線為本發(fā)明實(shí)施例制備的電流變液在20°C下電場強(qiáng)度與剪切應(yīng)カ的曲線；圖2中的▲曲線為本發(fā)明實(shí)施例制備的電流變液在20°C下電場強(qiáng)度與電流密度的曲線；圖3中的▲曲線為本發(fā)明實(shí)施例制備的電流變液的抗沉淀率與放置時(shí)間的曲線；圖4為本實(shí)施例制備的電流變液在不同的電場強(qiáng)度下的剪切速率與剪切應(yīng)カ的關(guān)系曲線圖，其中曲線 、曲_▲、曲、曲線鑭、曲線 分別為 IkV .HmT1JkV mm^.SkV mm^.SkV .mnT1 下的剪切速率與剪切應(yīng)カ的關(guān)系曲線；圖5為本實(shí)施例制備的電流變液在不同的電場強(qiáng)度下的溫度與電流密度的關(guān)系曲線圖，其中■曲線、 曲線、▲曲線、▼曲線與,曲線分別為IkV mm1、2kV mm-1 > 3kV mm-1 > 4kV mm_1>5kV mnT1下的溫度與電流密度的關(guān)系曲線；圖6為本實(shí)施例提供的電流變液屈服強(qiáng)度與電場強(qiáng)度關(guān)系曲線。
實(shí)施例三將實(shí)施例ニ中電流變液在真空干燥箱中60°C下干燥2h后在不同電場下進(jìn)行電流密度的測試。如圖2所示，圖2中的▼曲線為實(shí)施例ニ制備的電流變液在20°C下電場強(qiáng)度與電流密度的曲線。實(shí)施例四采用電子分析天平稱取8.1llOg FeCl3與3. 0003g聚こニ醇400，并溶于250ml去離子水中，用漏斗過濾后轉(zhuǎn)移至三頸燒瓶中，在140°C下用磁力攪拌器加熱攪拌，保持反應(yīng)體系溫度在100°C，加熱2 3h，緩慢滴加IM NaOH溶液直至體系pH為9 10，得到氫氧化氧鐵溶液；然后將氫氧化氧鐵溶液離心分離，用去離子水洗滌2次后,再用無水こ醇洗滌2 3次，除去體系中的水分，然后將洗滌后的粒子在400ml環(huán)己烷和IOOmlこ醇的混合溶液超聲分散，再向體系中加入6ml娃燒偶聯(lián)劑,25wt%的氨水溶液15ml,分散均 勻后,在攪拌下連續(xù)緩慢加入50ml正硅酸こ酯(TE0S)，常溫下反應(yīng)24h后得到ニ氧化硅包覆的氫氧化氧鐵，然后得到的核殼粒子依次用丁醇、異丙醇、こ醇洗滌，毎次洗滌后離心分散、干燥。將經(jīng)過包覆的納米粒子置于電熱干燥箱中高溫加熱處理，500°C下處理5h，高溫處理后的粒子分散于2M的NaOH中超聲24h，將超聲后的產(chǎn)物離心分離，分別用去離子水洗滌數(shù)次，最后分散于200ml去離子水中。將0. 501 Ig十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)溶于50ml去離子水中，充分?jǐn)嚢枞芙?，然后加入上述超聲分散后的空心納米Fe2O3的水溶液中，80°C下反應(yīng)5h后離心分離，分別用去離子水、無水こ醇洗滌數(shù)次后置于真空干燥箱中干燥。將經(jīng)過十二烷基苯磺酸鈉改性的空心納米氧化鐵粒子與ニ甲基硅油500按質(zhì)量比為30%混合均勻，同時(shí)加入0. 05ml丙三醇與0. 5ml，分散機(jī)分散均勻，得到電流變液。對(duì)本實(shí)施例制備的電流變液進(jìn)行電流變性能測試，結(jié)果表明其具有良好的電流變效應(yīng)；對(duì)本實(shí)施例提供的電流變液進(jìn)行溫度穩(wěn)定性測試，結(jié)果表明其具有良好的溫度穩(wěn)定性；對(duì)本實(shí)施例提供的電流變液進(jìn)行抗沉淀性能測試，結(jié)果表明其具有優(yōu)異的抗沉淀性能。實(shí)施例五采用電子分析天平稱取32. 4462g FeCl3與5. 0023g聚こ烯醇400，并將其于2. 5L去離子水溶解，將溶液抽濾后加入2. 5L無水こ醇混勻，轉(zhuǎn)移至5L容量的不銹鋼反應(yīng)爸中，在100°C下反應(yīng)5d。將得到的反應(yīng)產(chǎn)物離心分離，用去離子水洗滌2次后，再用無水こ醇洗滌2 3次，除去體系中的水分，然后將洗滌后的粒子用1600ml環(huán)己烷和400mlこ醇的混合溶液超聲分散，再向體系中加入24ml硅烷偶聯(lián)劑，30wt%的氨水溶液60ml，分散均勻后，在攪拌下連續(xù)緩慢加入200ml正硅酸こ酯(TE0S)，在常溫下反應(yīng)24h，得到ニ氧化硅包覆的氫氧化氧鐵，將得到的核殼粒子依次用丁醇、異丙醇與こ醇洗滌，毎次洗滌后離心分散、干燥。將經(jīng)過包覆的納米粒子置于電熱干燥箱中高溫加熱處理，500°C下電熱5h，高溫處理后的粒子分散于2M的NaOH溶液中超聲24h ;將超聲后的產(chǎn)物離心分離，分別用去離子水洗滌數(shù)次，最后分散于500ml去離子水中。將2. 2006g十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)溶于50ml去離子水中，充分?jǐn)嚢枞芙?，然后加入上述超聲分散后的空心納米Fe2O3水溶液中，80°C下反應(yīng)5h后離心分離，分別用去離子水、無水こ醇洗滌數(shù)次后置于真空干燥箱中干燥。將經(jīng)過十二烷基苯磺酸鈉改性的空心納米氧化鐵粒子與ニ甲基硅油500按質(zhì)量比為30%混合均勻，加入0. 05ml丙三醇與0. 5ml硅烷偶聯(lián)劑，用分散機(jī)分散均勻，配置成電
流變液。對(duì)本實(shí)施例制備的電流變液進(jìn)行電流變性能測試，結(jié)果表明其具有良好的電流變效應(yīng)；對(duì)本實(shí)施例制備的電流變液進(jìn)行溫度穩(wěn)定性測試，結(jié)果表明其具有良好的溫度穩(wěn)定性；對(duì)本實(shí)施例制備的電流變液進(jìn)行抗沉淀性能測試，結(jié)果表明其具有優(yōu)異的抗沉淀性能。對(duì)比例一用電子分析天平稱取20.2004g Fe (NO3) 3 9H20與3. OOOlg聚こニ醇400，溶于250ml去離子水中；在140°C下用磁力攪拌器加熱攪拌，保持反應(yīng)體系溫度在100°C，加熱2^3h,緩慢滴加IM NaOH溶液直至體系pH為9 10，得到氫氧化氧鐵溶液，然后將氫氧化氧鐵離心分離，用去離子水洗滌2次后用400ml去離子水分散后，在磁力攪拌器中140°C下加熱攪拌，加熱5h，得到納米氧化鐵；再將加熱分散的納米Fe2O3離心，用去離子水洗滌4次除去 其中的電解質(zhì)離子，再用無水こ醇洗滌3次，真空干燥箱中50°C下真空烘干，得到納米氧化鐵粒子。將納米氧化鐵粒子與ニ甲基硅油500按質(zhì)量比為30%混合均勻，加入0. 05ml丙三醇與0. 5ml硅烷偶聯(lián)劑，用分散機(jī)分散均勻，得到電流變液。對(duì)上述電流變液進(jìn)行電流變效應(yīng)和抗沉淀性能的測試，如圖所示，圖1的■曲線為本發(fā)明對(duì)比例提供的電流變液在20°C下電場強(qiáng)度與剪切應(yīng)カ的曲線；圖2的■曲線為本發(fā)明對(duì)比例提供的電流變液在20°C下電場強(qiáng)度與電流密度的曲線；圖3的■曲線為本發(fā)明對(duì)比例提供的電流變液的抗沉淀率與放置時(shí)間的曲線。以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種氧化鐵粒子的制備方法，包括以下步驟 a)將鐵鹽、堿性化合物與分散劑在溶劑中混合，反應(yīng)后得到氫氧化氧鐵，將所述氫氧化氧鐵進(jìn)行二氧化硅包覆； b)將步驟a)得到的產(chǎn)物進(jìn)行熱處理； c)將步驟b)得到的產(chǎn)物在堿性化合物溶液中進(jìn)行超聲處理，得到氧化鐵粒子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，得到氧化鐵粒子后還包括 采用改性劑對(duì)所述氧化鐵粒子進(jìn)行改性，得到改性后的氧化鐵粒子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述分散劑為聚乙二醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述熱處理的溫度為350 0C "500 0C ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，氫氧化氧鐵進(jìn)行二氧化硅包覆的過程具體為 將氫氧化氧鐵、表面活性劑與正硅酸乙酯混合，反應(yīng)后得到二氧化硅包覆的氫氧化氧鐵。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述表面活性劑為硅烷偶聯(lián)劑或聚乙烯吡咯烷酮。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述分散劑與所述鐵鹽的質(zhì)量比為 O. 01 O. 3:1。
8.權(quán)利要求f7任一項(xiàng)所制備的氧化鐵粒子，所述氧化鐵粒子為納米空心結(jié)構(gòu)。
9.一種電流變液，包括 權(quán)利要求Γ7任一項(xiàng)所制備的氧化鐵粒子或權(quán)利要求8所述的氧化鐵粒子； 基礎(chǔ)液； 所述氧化鐵粒子與所述基礎(chǔ)液的質(zhì)量比為O. 2^0. 4:1。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電流變液，其特征在于，所述電流變液中還包括添加劑，所述添加劑為丙三醇或硅烷偶聯(lián)劑。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種氧化鐵粒子的制備方法，首先將鐵鹽、堿性化合物與分散劑混合，反應(yīng)后得到納米氫氧化氧鐵；再將納米氫氧化氧鐵進(jìn)行二氧化硅包覆，然后進(jìn)行熱處理，使氫氧化氧鐵去羥基化，得到二氧化硅包覆的氧化鐵，最后將二氧化硅包覆的氧化鐵在堿性化合物中進(jìn)行超聲處理，從而得到納米空心氧化鐵粒子。由于氧化鐵粒子為空心結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部的中空結(jié)構(gòu)使粒子的平均密度較小，從而有利于粒子在基礎(chǔ)油中抗沉淀性能的提升；其次，氧化鐵粒子為納米粒子，則由其配置的電流變液的抗沉淀性能比普通分散相粒子配置的電流變液更優(yōu)異。
文檔編號(hào)C01G49/06GK103011303SQ20131000480
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月7日
發(fā)明者李艷, 江林, 戴曛曄, 葉興福, 唐燕 申請(qǐng)人:云南云天化股份有限公司