专利摘要

本发明涉及到一种棒状钙钛沉淀复合物巨电流变液及其制备方法，其包括采用液体绝缘介质的连续相和分散在其中的分散相，其特征在于：所述的分散相为纳米级的棒状结构的钙钛沉淀复合物颗粒，并且分散相的质量浓度为10～75％。其制备方法是先通过共沉淀法合成棒状钙钛复合物纳米颗粒，再使其与低介电常数的液体绝缘介质混合均匀，制得钙钛复合物巨电流变液。与现有技术相比，本发明所提供的钙钛复合物巨电流变液制备方法简单，容易操作，原材料成本低，制备周期短，得到的巨电流变液具有初始粘度低、屈服应力大、漏电流密度低等优点。

权利要求

1、一种棒状钙钛复合物巨电流变液，包括采用液体绝缘介质的连续相和分散在其中的分散相，其特征在于：所述的分散相为纳米级的棒状结构的钙钛沉淀复合物颗粒，并且分散相的质量浓度为10～75％。

2、根据权利要求1所述的棒状钙钛沉淀复合物巨电流变液，其特征在于：所述液体绝缘介质选自硅油。

3、根据权利要求2所述的棒状钙钛沉淀复合物巨电流变液，其特征在于：所述硅油为甲基硅油或羟基硅油。

4、一种棒状钙钛沉淀复合物巨电流变液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将草酸溶于体积比为0.5～10：1的乙醇/水的混合溶剂中，再滴加入含钛化合物，使溶液中钛离子或含钛的基团的浓度为0.1～0.3mol/L，边滴加边搅拌，直至形成透明溶液a；保持溶液a中钛离子与草酸的摩尔比为1：1～3.5；

(2)将可溶性钙盐溶于体积比为0～8：1的乙醇/水的混合溶剂中，再加入柠檬酸和聚乙二醇，连续搅拌，直至形成透明溶液b；保持溶液b中钙离子浓度为0.2～0.6mol/L、钙离子与柠檬酸的摩尔比为1：0～2、聚乙二醇的浓度为0～0.002mol/L、溶液b的pH值为3～4；

(3)在室温至80℃条件下，保持搅拌，将溶液b滴加入溶液a中，保持溶液中钙离子的摩尔的量为钛离子或含钛的基团的摩尔的量的0.9～1.2倍，逐渐形成乳白色沉淀，滴加完毕后，将生成的沉淀在40～60℃下陈化4-24小时，得到钙钛沉淀复合物；

(4)将钙钛沉淀复合物洗涤离心，得到的产物在50～60℃真空烘箱中干燥10～24小时，再经100～130℃常压干燥2～6小时，得到不同长径比的棒状钙钛复合物的纳米颗粒；

(5)将所得到的棒状钙钛复合物的纳米颗粒与液体绝缘介质混合均匀，配制成棒状钙钛复合物的质量浓度为10～75％的巨电流变液。

5、根据权利要求4所述的棒状钙钛沉淀复合物巨电流变液的制备方法，其特征在于：所述钙离子来源于可溶性钙盐化合物。

6、根据权利要求5所述的棒状钙钛沉淀复合物巨电流变液的制备方法，其特征在于：所述的可溶性钙盐化合物选自醋酸钙、无水硝酸钙、四水硝酸钙、无水氯化钙、二水氯化钙或六水氯化钙。

7、根据权利要求4所述的棒状钙钛沉淀复合物巨电流变液的制备方法，其特征在于：所述的含钛化合物选自四氯化钛、四溴化钛、钛酸四丁酯、钛酸四乙酯或钛酸四丙酯。

8、根据权利要求4所述的棒状钙钛沉淀复合物巨电流变液的制备方法，其特征在于：所述的聚乙二醇的分子量为10000～200000。

说明书

技术领域

本发明涉及到电流变液及其制备方法，具体指一种棒状钙钛沉淀复合物电流变液及其制备方法。

背景技术

电流变液是由可极化的固体颗粒分散于绝缘液体中形成的悬浮体系。在电场作用下电流变液具有剪切强度(弹性模量或流变性质)连续可调、快速响应(ms量级)和可逆转变的特性，这使其成为最佳的软硬程度可调的智能材料，在机电一体化、自动控制等方面比现有技术显示出更大的优越性。电流变液可用于制造阻尼系统、减震降噪系统、制动系统、显示器、液体阀门、机电耦合控制、机器人部件和康复器材等，几乎在所有的工业和技术领域都具有广泛的用途。

传统电流变液的屈服强度较低，根据介电理论预测，其屈服强度的上限约为10kPa，远远小于工程应用的要求(大于30kPa)，因此半个多世纪以来，电流变液一直没有得到普遍应用。钙钛复合物类电流变液是近年来新发展起来的一种巨电流变液，其屈服强度可比传统电流变液大一个数量级以上，且漏电流低、抗沉降性好，具有很强的应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是根据现有技术的现状提供一种棒状钙钛沉淀复合物巨电流变液，该电流变液的分散相为棒状的纳米颗粒，其在电场中发生极化时，比球状的纳米介电颗粒更容易发生取向排列、在电极间形成多分支的簇，使得该电流变液具有更高的剪切强度、更低的初始粘度。

本发明的另一个目的是提供上述棒状钙钛沉淀复合物巨电流变液的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该棒状钙钛复合物巨电流变液，包括采用液体绝缘介质的连续相和分散在其中的分散相，其特征在于：所述的分散相为纳米级的棒状结构的钙钛沉淀复合物颗粒，并且分散相的质量浓度为10～75％。所述液体绝缘介质可以选自硅油，较好的，可以选用甲基硅油或羟基硅油。

本发明提供的棒状钙钛复合物巨电流变液的制备方法是先通过共沉淀法合成棒状钙钛复合物纳米颗粒，再使其与低介电常数的液体绝缘介质混合均匀，制得钙钛复合物巨电流变液。具体步骤和条件如下：

(1)将草酸溶于体积比为0.5～10：1的乙醇/水的混合溶剂中，再滴加入含钛化合物，使溶液中钛离子或含钛的基团的浓度为0.1～0.3mol/L，边滴加边搅拌，直至形成透明溶液a；保持溶液a中钛离子与草酸的摩尔比为1：1～3.5；

(2)将可溶性钙盐溶于体积比为0～8：1的乙醇/水的混合溶剂中，再加入柠檬酸和聚乙二醇，连续搅拌，直至形成透明溶液b；保持溶液b中钙离子浓度为0.2～0.6mol/L、钙离子与柠檬酸的摩尔比为1：0～2、聚乙二醇的浓度为0～0.002mol/L、溶液b的pH值为3～4；

(3)在室温至80℃条件下，保持搅拌，将溶液b滴加入溶液a中，保持溶液中钙离子的摩尔的量为钛离子或含钛的基团的摩尔的量的0.9～1.2倍，逐渐形成乳白色沉淀，滴加完毕后，将生成的沉淀在40～60℃下陈化4-24小时，得到钙钛沉淀复合物；

(4)将钙钛沉淀复合物洗涤离心，得到的产物在50～60℃真空烘箱中干燥10～24小时，再经100～130℃常压干燥2～6小时，得到不同长径比的棒状钙钛复合物的纳米颗粒；

(5)将所得到的棒状钙钛复合物的纳米颗粒与液体绝缘介质混合均匀，配制成棒状钙钛复合物的质量浓度为10～75％的巨电流变液。

所述钙离子来源于可溶性钙盐化合物。较好的，所述的可溶性钙盐化合物可以选自醋酸钙、无水硝酸钙、四水硝酸钙、无水氯化钙、二水氯化钙或六水氯化钙。

所述的钛盐可以选自四氯化钛、四溴化钛、钛酸四丁酯、钛酸四乙酯或钛酸四丙酯。

所述的聚乙二醇的分子量可以为10000～200000。

与现有技术相比，本发明所提供的棒状钙钛复合物巨电流变液制备方法简单，容易操作，原材料成本低，制备周期短，得到的巨电流变液具有初始粘度低、屈服应力大、漏电流密度低等优点。

附图说明

图1中(a)为对比例1中制得的无规则形状的钙钛沉淀复合物纳米颗粒的扫描电镜照片，(b)为实施例1中制得的棒状钙钛沉淀复合物纳米颗粒的扫描电镜照片，(c)为实施例2制得的棒状钙钛沉淀复合物纳米颗粒的扫描电镜照片，(d)为实施例3中制得的棒状钙钛沉淀复合物的扫描电镜照片。

图2中(a)为对比例1制得的电流变液的静态屈服强度与电场强度的关系，(b)为相应的电流变密度与电场强度的关系。

图3中(a)为实施例1制得的电流变液的静态屈服强度与电场强度的关系，(b)为相应的电流变密度与电场强度的关系。

图4中(a)为实施例2制得的电流变液的静态屈服强度与电场强度的关系，(b)为相应的电流变密度与电场强度的关系。

图5中(a)为实施例3电流变液的静态屈服强度与电场强度的关系，(b)为相应的电流变密度与电场强度的关系。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

对比例1

将0.054mol草酸溶于100ml乙醇/水(体积比为1：1)的混合溶剂中，再滴加入0.021mol钛酸四丁酯，边滴加边搅拌，直至形成透明溶液a，用稀氨水调节溶液pH＝3～4。

将0.022mol氯化钙溶于100ml乙醇/水(体积比为7：1)的混合溶液中，得到溶液b。

室温时，边搅拌边将溶液b滴加入溶液a中，逐渐形成乳白色沉淀，反应完全后，将生成的沉淀在室温下陈化5小时；将陈化后的沉淀洗涤离心，得到的产物放于50～60℃真空烘箱中干燥24小时，获得无规则形状的钙钛沉淀复合物纳米颗粒，其扫描电镜照片见图1(a)。将所得纳米颗粒继续在120℃常压下干燥5小时，并与经120℃干燥2小时的甲基硅油均匀混合，即得棒状钙钛沉淀复合物的电流变液(质量浓度71wt％)，它的静态屈服强度与电场强度的关系见图2(a)，漏电流密度与电场强度的关系见图2(b)。

实施例1

将0.054mol草酸溶于100ml乙醇/水(体积比为1：1)的混合溶剂中，再滴加入0.021mol四溴化钛，边滴加边搅拌，直至形成透明溶液a，用稀氨水调节溶液pH＝3～4。

将0.022mol氯化钙溶于含有0.033mol柠檬酸的100ml乙醇/水(体积比为7：1)的混合溶液中，再加入0.0005mol PEG20000，溶解后得到溶液b。

室温时，边搅拌边将溶液b滴加入溶液a中，逐渐形成乳白色沉淀，反应完全后，将生成的沉淀在50℃下陈化5小时；将陈化后的沉淀洗涤离心，得到的产物放于50～60℃真空烘箱中干燥24小时，再经110℃常压干燥6小时，获得棒状钙钛沉淀复合物纳米颗粒，其扫描电镜照片见图1(b)。将所得纳米颗粒与经120℃干燥2小时的甲基硅油均匀混合，即棒状钙钛沉淀复合物的电流变液(质量浓度71wt％)，它的静态屈服强度与电场强度的关系见图3(a)，漏电流密度与电场强度的关系见图3(b)。

实施例2

将0.062mol草酸溶于200ml乙醇/水(体积比为3：1)的混合溶剂中，再滴加入0.025mol钛酸四丁酯，边滴加边搅拌，直至形成透明溶液a，用稀氨水调节溶液pH＝3～4。

将0.026mol六水氯化钙溶于50ml水中，得到溶液b。

40℃时，边搅拌边将溶液b滴加入溶液a中，逐渐形成乳白色沉淀，反应完全后，将生成的沉淀在40℃下陈化12小时；将陈化后的沉淀洗涤离心，得到的产物放于50～60℃真空烘箱中干燥24小时，再经120℃常压干燥4小时，获得棒状钙钛沉淀复合物纳米颗粒，其扫描电镜照片见图1(c)。将所得纳米颗粒与经120℃干燥2小时的甲基硅油均匀混合，即棒状钙钛沉淀复合物的电流变液(质量浓度71wt％)，它的静态屈服强度与电场强度的关系见图4(a)，漏电流密度与电场强度的关系见图4(b)。

实施例3

将0.054mol草酸溶于100ml乙醇/水(体积比为1：1)的混合溶剂中，再滴加入0.021mol钛酸四丙酯，边滴加边搅拌，直至形成透明溶液a，用稀氨水调节溶液pH＝3～4；

将0.022mol四水硝酸钙溶于含有0.033mol柠檬酸的100ml乙醇/水(体积比为7：1)的混合溶液中，再加入0.0006mol PEG100000，溶解后得到溶液b。

60℃时，边搅拌边将溶液b滴加入溶液a中，逐渐形成乳白色沉淀，反应完全后，将生成的沉淀在室温下陈化5小时；将陈化后的沉淀洗涤离心，得到的产物放于50～60℃真空烘箱中干燥24小时，再经110℃常压干燥6小时，获得棒状钙钛沉淀复合物纳米颗粒，其扫描电镜照片见图1(d)。将所得纳米颗粒与经120℃干燥2小时的羟基硅油均匀混合，即棒状钙钛沉淀复合物的电流变液(质量浓度71wt％)，它的静态屈服强度与电场强度的关系见图5(a)，漏电流密度与电场强度的关系见图5(b)。

一种棒状钙钛复合物巨电流变液及其制备方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。