[发明专利]乙二醇基磁流体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁流体技术领域，尤其是涉及一种乙二醇基磁流体及其制备方法。

背景技术

磁流体是指吸附有稳定剂的纳米磁性颗粒在载液中高度分散而形成的稳定的胶体体系，磁流体兼具磁体的磁性和液体的流动性，在没有外加磁场时，它和普通液体一样，具有流动性和一定的粘度，但当存在外加磁场时，磁流体表现出顺磁性。因为这一特性，使得科研工作这对磁流体进行了广泛的探索和研究，并将其成功应用于医疗器械、航天、磁性密封、化工、快速磁印刷等领域。

磁流体主要由纳米磁性颗粒、稳定剂和载液基体组成，纳米级四氧化三铁颗粒是目前最常用纳米磁性颗粒，当四氧化三铁的粒径小于超顺磁性临界尺寸20nm时，表现出顺磁性。但是纳米四氧化三颗粒由于表面能较大，极易团聚形成沉积，导致磁流体无法形成。因此，纳米四氧化三铁的分散程度是评估磁流体性能的重要指标。现有的磁流体载液基体一般都是水基和油基，改良方向都集中在分散剂的选择上，导致纳米四氧化三铁的分散程度一直没有明显提升。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种乙二醇基磁流体，以缓解现有的磁流体载液基体一般都是水基和油基，改良方向都集中在分散剂的选择上，导致纳米四氧化三铁的分散程度一直没有明显提升的技术问题。

本发明提供的乙二醇基磁流体，主要由纳米四氧化三铁、分散稳定剂和乙二醇组成，所述分散稳定剂为巯基丁二酸、柠檬酸、柠檬酸钠、葡萄糖酸、葡萄糖酸钠、六偏磷酸钠、多聚磷酸钠、焦磷酸钠、二亚乙基三胺五乙酸、乙二胺四乙酸二钠、次氮基三乙酸、低分子量葡聚糖、低分子量壳聚糖和低分子量聚乙二醇中的至少一种。

进一步的，所述分散稳定剂为柠檬酸、柠檬酸钠、葡萄糖酸和葡萄糖酸钠的混合物，且四者的物质量比为：(1-2)：(3-4)：(1-2)：(3-4)，优选为1:3:1:3。

本发明的目的之二在于提供一种乙二醇基磁流体的制备方法，以缓解现有的磁流体载液基体一般都是水基和油基，改良方向都集中在分散剂的选择上，导致纳米四氧化三铁的分散程度一直没有明显提升的技术问题。

本发明提供的乙二醇基磁流体的制备方法，包括如下步骤：将乙二醇、分散稳定剂和纳米四氧化三铁混合，并分散均匀，即制得乙二醇基磁流体。

进一步的，通过机械搅拌或超声波进行分散。

进一步的，纳米四氧化三铁通过共沉淀法制备而成，包括如下步骤：

(s1)将二价铁盐溶液和三价铁盐溶液混合均匀，且二价铁盐和三价铁盐的物质量之比为2：(3-4)；

(s2)将沉淀剂滴加至二价铁盐和三价铁盐的混合溶液中，经分离、洗涤和抽滤，即制得纳米四氧化三铁。

进一步的，在步骤(s2)中，沉淀剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的至少一种。

进一步的，所述二价铁盐选自硫酸亚铁、氯化亚铁、硝酸亚铁或醋酸亚铁中的至少一种；所述三价铁盐选自硫酸铁、氯化铁、硝酸铁或醋酸铁中的至少一种。

进一步的，三价铁盐溶液和二价铁盐溶液的浓度均为0.05-0.3mol/L。

进一步的，所述沉淀剂的浓度为0.5-3mol/L。

进一步的，纳米四氧化三铁与分散稳定剂的物质量之比为(2-3)：(2-3)，优选为1:1。

本发明提供的乙二醇基磁流体通过采用乙二醇作为载液基质，不仅提高了磁性颗粒的结晶性能，使得磁流体的超顺磁性能更加优良，而且提高了磁流体的分散稳定性，使其能够保持稳定分散90天以上。

本发明提供的乙二醇基磁流体的制备方法，原料安全易得，操作安全简便，反应条件温和，不需要苛刻的设备条件，使其能够用于工业化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例8提供乙二醇基磁流体与对比例1提供的水基磁流体的XRD谱图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。