[发明专利]一种PAO油基磁流体的制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种PAO油基磁流体的制备方法，属于纳米科学技术及材料制备技术领域。

背景技术

磁流体是20世纪60年代中期由美国国家航天局发明的一种功能材料，主要由磁性纳米粒子、表面活性剂以及液相载体三部分组成。纳米粒子可稳定存在于液相载体中不会发生团聚和沉淀。由于其具有超顺磁特性，因此可在外加磁场作用下快速响应。磁流体可应用于工业各个方面如真空密封，阻尼，润滑，散热等。

PAO油即聚α-烯烃是由化学全合成方法制备的烃类润滑油，由于它是由碳和氢两种元素组成，与矿物润滑油相同，因此，具有许多与矿物油类似的性能。另一方面，它们又具有一些优于矿物油的特性，在工业上得到广泛的应用。与相同粘度的矿物油相比，合成油的挥发性较低。这是由于合成油一般是一种纯化合物，其沸点范围较窄，而矿物油是一段馏分油，其中既含有小分子，又含有大分子，在一定温度下，其轻馏分（小分子）易挥发。

由于PAO油的结构不属于直链烷烃而且聚合度范围宽泛，所以可以根据其不同的聚合度制备出不同粘度范围的磁流体满足不同需求的扬声器散热和真空密封。

 

发明内容

本发明的目的在于提供一种PAO油基磁流体，以PAO油作为载液，还包括纳米四氧化三铁磁性颗粒、脂肪酸类表面活性剂和辅助分散表面活性剂。

本发明的另一目的是提供一种PAO油基磁流体的制备方法，采用一种与修饰的磁颗粒和载液均能互溶的过渡液，使磁颗粒能够转移到载液中并较好地分散。

为解决上述技术问题，采用如下技术方案实现：

一种PAO油基磁流体的制备方法，利用原位沉淀法合成纳米四氧化三铁磁性颗粒，在合成的同时利用脂肪酸类表面活性剂进行修饰，然后用水和酒精交替清洗，最后得到的磁颗粒能分散在过渡液中，最后利用过渡液将辅助分散表面活性剂、聚α烯烃载液和磁颗粒互溶，在加热的过程中去除过渡液，得到分散效果好的PAO油基磁流体。

所述纳米四氧化三铁磁性颗粒的粒径为8～12纳米，优选的为10纳米。

所述聚α烯烃聚合单体分子式R-CH=CH₂，R=4～40，聚合度n=5～100。

所述脂肪酸类表面活性剂为硬脂酸、油酸。

所述过渡液为C₅-C₁₀直链结构或带有环形结构，所述的过渡液为小分子结构，沸点低于150℃。

所述辅助分散表面活性剂的结构为PIB-X，其中PIB为聚异丁烯，X= NH₂ ，CONH₂或                                               。

所述加热过程的温度为150℃。

所述第一表面活性剂与磁颗粒的质量比为0.45：1，辅助分散表面活性剂与磁颗粒的质量比为0.3：1。

本发明的有益效果：

1、本发明的PAO油基磁流体，磁颗粒经过第一表面活性剂修饰过，不容易氧化；

2、采用过渡的方法，利用相似相溶的原理，选取的过渡液既可以和修饰的磁颗粒互溶也可以和载液互溶，使用过渡液在加热过程中磁颗粒和辅助表面活性剂、载液是互溶的，分散效果比直接加热要好；

3、所使用的过渡液为小分子结构，沸点低，便于在后期加热过程中除去；

4、使用辅助分散表面活性剂，增强分散效果。

具体实施例

实施例1

按1：2的摩尔比配制二价铁盐FeCl₂和三价铁盐FeCl₃，在反应温度80℃下加入由16ML油酸配制的酒精氨水混合液，然后加入沉淀剂氨水95ML，80℃反应1h后加入盐酸调节PH至6，经蒸馏水和酒精交替清洗后在磁场作用下去除上层液体，加入适当的过渡液庚烷，磁颗粒溶在过渡液中，再在磁场作用下去除多余的水等杂质，取少量液体测得磁颗粒的含量，最后加入一定量的PAO4和第二表面活性剂X= NH₂经150℃加热分散后制得PAO油基磁流体。

实施例2