[发明专利]不沉降的基于二醇的磁流变流体

说明书

相关专利申请的交叉引用

按照美国专利法35U.S.C.§119(e)，本专利申请要求在2007年 8月1日提交的名称为“不沉降的基于二醇的磁流变流体” (NON-SETTLING GLYCOL BASED MAGNETORHEOLOGICAL FLUIDS)的美国临时专利申请No.60/953,272的优先权，其内容以 引用的方式并入本文。

背景技术

磁流变流体为含有场极化型颗粒组分和液态载体组分的磁场响 应流体。磁流变流体可用于控制振动和/或噪声的装置或系统中。人 们已经提出将磁流变流体用于控制各种装置(如阻尼器、缓冲器和弹 性支座)中的阻尼。人们还提出将磁流变流体用于控制制动器、离合 器和阀门中的压力和/或扭矩。据认为，磁流变流体在很多应用中都 优于电流变流体，这是因为磁流变流体表现出更高的屈服强度，并且 能产生更大的阻尼力。

颗粒组分的组成通常包含微米级的磁响应颗粒。在磁场存在下， 磁响应颗粒发生极化，并由此组织成颗粒链或颗粒细纤维。颗粒链提 高了流体的表观粘度(流动阻力)，导致形成具有一定屈服应力的固 体物质，必须超过该屈服应力，才能诱导磁流变流体开始流动。在撤 除磁场时，颗粒恢复无序状态，从而使流体的粘度降低。

基于烃或硅油的磁流变(MR)流体在文献和众多专利中是众所 周知的，并且很多基于这些流体的装置的应用也是已知的。水性磁流 变流体也是已知的；但是，由于其温度稳定性有限且缺乏润滑性，因 此此类流体很少应用在装置上。已经发现，由于天然橡胶和烃类载流 体不相容，因此基于烃的磁流变流体在具有天然橡胶的装置(例如， 汽车发动机支座)中的应用不能令人满意。基于有机硅的磁流变流体 与橡胶材料更相容，但是，其通常比较昂贵，而且由于其可能发生有 机硅交叉污染，因此对使用者而言也是不利的。

基于二醇的流体能够与天然橡胶相容，并且具有可接受的温度 稳定性，而没有与基于有机硅的流体相关的缺点。已转让给Delphi 公司的有关基于二醇的磁流变流体的专利(US 6,824,700B2，含有增 稠剂的基于二醇的MR流体(Glycol-Based MR Fluids with Thickening Agent))采用有机粘土作为增稠剂。此类流体的缺点在于，其在暴露 于真空中时会产生持续性的泡沫，这对于通常被发动机支座制造商所 采用的真空填充操作来说是很严重的问题。

本发明的目的是提供一种极少沉降的基于二醇的流体，其不会 起泡，并且符合用于发动机支座或类似装置中的要求。

发明内容

在本发明的实施方案中，提供一种磁流变流体，其包含基于二 醇、并具有气相法二氧化硅、离子型触变添加剂和至少一部分水的流 体。现有专利文献中从未叙及上述流体，这些专利文献主要描述了具 有少量二醇的水性流体、烃流体和硅油流体。

在本发明的第一方面中，提供一种磁流变流体，该流体包含磁 响应颗粒、增稠剂、离子型触变添加剂和载流体，其中所述载流体包 含二醇-水混合物，该混合物包含至少50重量％的二醇化合物。在本 发明的一个优选的实施方案中，所述载流体包含乙二醇和丙二醇的混 合物。在本发明另一个优选的实施方案中，水在载流体中的量占该载 流体重量的至多50重量％。在本发明另一些优选实施方案中，水的 量占载流体重量的约0.01重量％至约10重量％、约0.1重量％至约5 重量％、以及至少2.0重量％。

在本发明的一个实施方案中，增稠剂包含未经处理的气相法二 氧化硅，优选其BET法比表面积为小于或等于200m²/g。在本发明 可供选用的优选实施方案中，增稠剂在磁流变流体中的量占磁流变流 体总重量的0.01重量％至5.0重量％、0.5重量％至3.0重量％以及约 1.5重量％。

在本发明的另一个实施方案中，离子型触变化合物具有结构 AB_y，其中，A是带电量(化合价)为+y的阳离子，B为一价阴离子。 在本发明优选的实施方案中，阳离子包含碱金属和碱土金属中的至少 一种，阴离子包含卤素、无机含氧阴离子、羧酸根和烷氧离子 (alkoxides)中的至少一种。

在本发明一个实施方案中，阴离子具有下式：

R-CO₂^-，