一種全氟聚醚油基磁性液體的制作方法

一種全氟聚醚油基磁性液體的制作方法
【專利摘要】本發明公布了一種全氟聚醚油基磁性液體，該磁性液體由裸露Fe3O4磁性納米顆粒、全氟聚醚羧酸類表面活性劑和全氟聚醚油類基載液三部分組成。裸露Fe3O4磁性納米顆粒（g）與全氟聚醚羧酸類表面活性劑（ml）的配比為：40:1～1:1；修飾后的Fe3O4磁性納米顆粒（g）與全氟聚醚油類基載液（ml）的配比為：1:20～2:1。全氟聚醚基磁性液體飽和磁化強度為14Gs～600Gs，該磁性液體具有優越的耐化學腐蝕、耐高低溫及耐輻射、絕對不燃燒等特殊性能，能夠在pH=1～14，-40℃～200℃溫度下長期穩定工作，這是常規類型磁性液體無法達到的，尤其適用于空間站和航空航天等軍工領域。
【專利說明】一種全氟聚醚油基磁性液體
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種磁性液體，具體涉及一種全氟聚醚油基磁性液體。
【背景技術】
[0002]磁性液體是一種新型納米功能材料,是把經過表面活性劑包覆修飾過的磁性顆粒高度分散于基載液中，形成一種納米級、“固液”兩相均一穩定混合的膠體懸浮液，在重力場、磁場、電磁、離心場中不發生分層沉降。由于其兼具固體材料的磁性和液體材料的流動性，能夠在外加磁場的作用下迅速被磁化而具有磁性，當外加磁場撤去后磁性又立即消失，無矯頑力和剩磁，即表現出優良的超順磁性，因而具有一系列特殊的物理化學性能、納米特性以及流動性，被廣泛應用于航空航天、機械、能源、材料、化工、生物制藥等領域。
[0003]根據基載液和表面活性劑的種類不同，磁性液體可分為:水基、煤油基、汽油基、合成酯基、聚二醇基、聚苯醚基、碳氫化物基等類型磁性液體。在專利CN101225233A中表面活性劑采用月桂酰肌氨酸、油酰肌氨酸、月桂甘氨酸、油酸或其鈉鹽，基載液采用乙基硅油做成磁性液體；專利CN102063992A中隔絕氧氣下，使用石蠟作為基載液并采用等離子體活化法將羰基鐵粉制成磁性液體；專利CN1218902C中沒有加入任何表面活性劑僅僅依靠調節酸度來制備鈷鐵氧鐵水基磁性液體，磁性液體不穩定，且只能適用于弱酸性環境；專利ZL200510100230.6中采用羰基多糖為表面活性劑制備水基磁性液體，該磁性液體僅適用于生物領域；專利ZL200610036839.6中采用聚酰胺基胺樹枝形表面活性劑制備水基磁性液體用于靶向載藥、核磁共振等領域。以上資料中表面活性劑和基載液均為碳氫類有機物，制備出的磁性液體不穩定，不能夠耐酸堿、耐高低溫，適用領域受限。
[0004]酯基、煤油基、汽油基、水基磁性液體已經達到成熟的實用階段，但是這些種類的磁性液體隨著適用范圍的拓展，其弊端日漸凸顯，如:不能夠適用于高低溫環境、不能夠耐酸堿、不能夠密封腐蝕性介質、不能夠耐輻射、不能夠應用于空間站等極端特殊環境等等，而全氟聚醚油基磁性液體由于其表面活性劑和基載液均為氟醚類物質，其化學性質穩定，具有很多特殊性能，能夠克服上述特殊環境的使用缺陷，具有極強的應用價值。

【發明內容】

[0005]本發明所要解決的技術問題是:克服現有磁性液體存在的問題，提供一種耐酸堿腐蝕、耐高低溫、不燃燒、磁化強度高、穩定性好的能夠適用于極端環境的尤其是軍工領域的全氟聚醚油基磁性液體。
[0006]為實現上述目的，本發明采取如下技術方案:
[0007]—種全氟聚醚油基磁性液體，包括磁性納米顆粒、表面活性劑和基載液三部分。
[0008]上述磁性納米顆粒為Fe3O4顆粒，采用共沉淀法制備，粒徑在6?18nm，平均粒徑為 10nm。
[0009]上述表面活性劑為全氟聚醚羧酸類，表面活性劑的選用對磁性液體制備來說至關重要，關系到磁性液體能否制備成功，磁液是否具有應用價值等重大問題，也是磁性液體制備首要解決的難點問題，因為它在磁性液體制備過程中起分散顆粒，改善顆粒表面性能并與基載液匹配相溶等作用。
[0010]上述基載液為全氟聚醚油類，為其中一種或其中幾種任意比例混合。基載液的選擇必須綜合考慮化學結構式、粘度、分子量、使用溫度等因素，并且嚴格與上述全氟聚醚羧酸類表面活性劑相匹配，能夠與之穩定共溶，這些都是制備磁性液體的前提。
[0011]一種全氟聚醚油基磁性液體的具體制備方法如下所示:
[0012](I)裸露Fe3O4磁性納米顆粒的制備
[0013]其反應的離子方程式為:Fe2++2Fe3++80H_=Fe304+4H20，事先稱取一定量FeCl3溶解在去離子水中，室溫下配置成一定濃度的溶液備用，控制水浴溫度在32?92°C下；安裝調試反應裝置，反應三口瓶在沒有物料加入的情況下都用密封膠塞密封。往三口瓶中倒入配置好的Fe3+溶液，攪拌速度100?600r/min，當溫度接近制備反應溫度時，按照摩爾比例為Fe2+ =Fe3+=1: 1.5?2加入FeCl2或FeSO4粉末，降低攪拌速度到100?150r/min下繼續攪拌溶解均勻，隨時監測鐵鹽混合液內部溫度，當溫度超過制備反應溫度I?2°C時，按摩爾比例Fe3+:氨水=1:4?8緩慢傾倒入25%的濃氨水，反應液立即變為黑色，調整轉速為300?600r/min,沉淀反應時間為5?30min,制備出裸露的Fe3O4磁性納米顆粒。
[0014](2)全氟聚醚羧酸類表面活性劑對裸露Fe3O4磁性納米顆粒的包覆修飾
[0015]在上述步驟(I)的基礎上，全氟聚醚羧酸類表面活性劑可以與25%濃氨水同時加入反應三口瓶，也可以先加入25%的濃氨水，然后反應5?30min后再加入全氟聚醚羧酸類表面活性劑。既可以在攪拌的情況下加入，也可以在靜置的條件下加入。既可以在制備Fe3O4的過程結束、反應三口瓶仍然在第一個水浴鍋內加入，也可以在將反應三口瓶移入第二個用于包覆反應的水浴鍋后再加入。用于包覆的水浴鍋溫度控制在52?92°C下。采用上述加入方式中的任何一種均可，按照裸露磁性顆粒(g)與表面活性劑(ml)的比例為:40:1?1:1加入全氟聚醚羧酸類表面活性劑，然后開動攪拌400?700r/min，包覆時間為30?120min,制成包覆后的Fe3O4磁性納米顆粒。
[0016](3)包覆后的Fe3O4磁性納米顆粒處理
[0017]將上述步驟(2)包覆反應結束后的三口瓶取出，將反應液移入IOOOml燒杯，在磁座下沉降，并用去離子水反復洗滌5?7次，直到檢驗洗液中無Cl—和SO/—以及pH=7為止。將所得磁性顆粒移入表面皿中，放入真空干燥箱中干燥，真空度為-0.1Mpa,加熱溫度為30?90°C，干燥時間一般為24?48小時。
[0018](4)高能球磨或超聲震蕩制成全氟聚醚油基磁性液體
[0019]將上述步驟(3)中所得干燥的磁性顆粒稱重與全氟聚醚油基載液按照修飾后的磁性顆粒(g)與基載液(ml) 1:20?2:1的比例混合。此時也可以往混合物中補充加入全氟聚醚羧酸類表面活性劑，加入比例按照磁性顆粒(g)與全氟聚醚羧酸類表面活性劑(ml)為50?20:0?5，來進一步修飾彌補尚未完整包覆的磁性顆粒。采用高能球磨或者超聲波震蕩的方法進行混合分散，高速震蕩時溫度可達50?80°C，為防止升溫造成氧化，采用間隔降溫的方法，降溫幅度為0.7V /min?2V /min,高能球磨或者超聲Ih?20h結束。可以單純采用其中一種，或者兩種并用的方式將混合物制備出全氟聚醚油基磁性液體粗產物，將粗產物在磁座上沉淀或者高速離心去掉底層沉降下來的大顆粒，反復進行此步驟3?5次，取上層黑色均勻混合液為全氟聚醚油基磁性液體。[0020]一種全氟聚醚油基磁性液體的性能表征包括:
[0021]振動樣品磁強計(VSM)測試磁化曲線，從圖1曲線中可以看出全氟聚醚油基磁性液體為超順磁性、無剩磁、矯頑力為零，磁性液體的磁化強度高；
[0022]透射電鏡(TEM)測試微觀形貌，從圖2中可以看出全氟聚醚羧酸類表面活性劑包覆的磁性顆粒外形大部分為球形，無粘連，粒徑分布均勻，為6-18nm ；
[0023]X射線衍射(XRD )測試晶型結構，從圖3可以看出在(200 )、( 311)、( 400 )、( 422 )、(511)、(440)出現峰值，這與裸露的Fe3O4衍射譜圖具有同樣的峰值和圖樣，說明全氟聚醚羧酸類表面活性劑包覆并不會影響Fe3O4的晶型結構，全氟聚醚羧酸類表面活性劑包覆Fe3O4依然是反尖晶石結構的。
[0024]傅里葉紅外光譜儀(FTIR)測試全氟聚醚羧酸類表面活性劑包覆的磁性顆粒的修飾情況，從圖4中可以分析出:5870^1對應Fe-O的吸收峰，1350~llOOcnT1為C-F的伸縮振動，1250CHT1附近是-O-醚鍵所對應的伸縮振動，1725~HOOcnT1為-C=O羧酸根基團的吸收峰，3500CHT1附近是樣品的少量吸濕造成的，所以從上述分析得知全氟聚醚羧酸類表面活性劑已經包覆在Fe3O4表面。
[0025]圖5和6是在-40°C進行的低溫實驗，圖5為錐板式粘度計樣品槽，在_40°C時已經結霜，但是里面的全氟聚醚油基磁性液體-40°C僅粘度稍有升高，流動性不受影響，磁性能不下降，對比此時水基磁性液體已經結冰失效。
[0026]圖7是全氟聚醚油基磁性液體在80°C下持續不間斷加熱260小時后取出，磁化強度僅下降1.3%，粘溫性不受影響，揮發量僅為6.4069*10_5g/h/m2。而同樣體積的水基磁性液體在80°C下持續加熱4小時，磁性液體已經完全干燥，此時的水基磁性液體已經完全失效。
[0027]圖8為5種全氟聚醚油基磁性液體和I種酯基磁性液體(磁性液體中磁性顆粒加入量相同但磁性液體體積不同)在200°C下鼓風揮發8小時后，酯基磁性液體已經完全氧化顯示紅棕色，說明磁性顆粒Fe3O4已經完全氧化變成Fe2O3,磁性僅剩余45%，而5種全氟聚醚油基磁性液體除4號少量磁性顆粒析出外，基本無任何影響，全氟聚醚羧酸類表面活性劑對Fe3O4的包覆完整，穩定性能優良，磁性剩余高達92%。
[0028]圖9為全氟聚醚油基磁性液體和酯基磁性液體分別在pH=l和pH=14的強酸、強堿中浸泡的結果。4個月后，全氟聚醚油基磁性液體在強酸和強堿中均不被腐蝕，磁化強度無明顯下降，表觀性能無變化；而酯基磁性液體在PH=I強酸中放置7天出現分層，磁性下降70%，pH=14的強堿中浸泡4天酯基磁性液體被破壞，磁性顆粒與基載液相分離，基本無磁性。
[0029]全氟聚醚油基磁性液體具有如此優越的特性，完全取決于其表面活性劑和基載液的性能。全氟聚醚羧酸類表面活性劑和全氟聚醚油類基載液均屬于氟醚類物質，其具有極為優良的化學穩定性，除氟外幾乎所有藥品都不與其發生反應，不被沸騰的硫酸、發煙硝酸、HF、強氧化劑、熔融苛性鈉等強酸強堿強腐蝕性物質侵蝕，分子結構和化學組成不變；耐高低溫性能優越，在低溫_40°C下只是粘度稍有升高，但是流動性不受影響，290°C下不發生化學分解和老化，沒有結碳或者沉積物，不放出有毒氣體；除氟溶劑外幾乎所有藥品都不能夠將其溶解，如碳氫化合物、水、蒸汽、化學溶劑等；絕對不會燃燒，沒有閃點、沒有自燃點、與燃燒介質氧氣不會發生反應，其本身就可以作為防爆的熱媒體。
[0030]本發明與現有技術相比，具有如下優點:[0031]1.制備出了能夠勝任極端特殊環境下使用需求的全氟聚醚油基磁性液體，在PH=I?14酸堿液中長期浸泡無任何影響，在_40°C?200°C下能夠長期穩定工作，顆粒分布均勻，不團聚、不聚沉，流動性不變，而一些常規磁性液體早已揮發、結冰或者裂解而失去使用價值。所以本發明的磁性液體解決航空航天、機械、化工、制藥、生物等行業的重要設備長期存在的特殊密封需求問題。作為關鍵材料促進了如國防、軍工、載人航天等領域尖端設備國產化的突破性進展。拓寬磁性液體的應用環境和使用介質，用于不能使用常規表面活性劑的或添加大量常規表面活性劑亦無效果的領域。
[0032]2.本發明制備的全氟聚醚油基磁性液體，采用振動樣品磁強計測定飽和磁化強度為14?600Gs，且磁化強度和粘度可任意調整。
[0033]3.本發明的全氟聚醚油基磁性液體絕對不可燃。
[0034]4.本發明制備的全氟聚醚油基磁性液體的制備方法簡單，產率高，對設備要求低。【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1為全氟聚醚油基磁性液體的磁化曲線。
[0036]圖2為全氟聚醚羧酸類表面活性劑包覆的磁性顆粒的TEM圖。
[0037]圖3為全氟聚醚羧酸類表面活性劑包覆的磁性顆粒的XRD圖譜。
[0038]圖4為全氟聚醚羧酸類表面活性劑包覆的磁性顆粒的FTIR圖譜。
[0039]圖5、6為全氟聚醚油基磁性液體在_40°C進行的低溫實驗。
[0040]圖7為全氟聚醚油基磁性液體和水基磁性液體在80°C下持續不間斷加熱后取出的情況。
[0041]圖8為5種全氟聚醚油基磁性液體和I種酯基磁性液體在200°C下鼓風揮發8小時后取出情況。
[0042]圖9為全氟聚醚油基磁性液體和酯基磁性液體分別在pH=l和pH=14的強酸、強堿中浸泡的結果。
【具體實施方式】
[0043]實施例1
[0044]( I)裸露Fe3O4磁性納米顆粒的制備
[0045]稱取5.40g FeCl3溶解在400ml去離子水中，室溫下配置成0.05mol/L的溶液備用，控制水浴溫度在32°C下。往三口瓶中倒入配置好的Fe3+溶液，攪拌速度300r/min，當溫度接近制備反應溫度32°C時，加入1.98g FeCl2粉末，降低攪拌速度為100r/min下繼續攪拌溶解均勻，隨時監測鐵鹽混合液內部溫度，當溫度達到31?32°C時，緩慢傾倒入25%的濃氨水20ml，反應液立即變為黑色，調整轉速為200r/min，反應時間為30min，制備得出裸露Fe3O4磁性納米顆粒。
[0046](2)全氟聚醚羧酸類表面活性劑對裸露Fe3O4磁性納米顆粒的包覆修飾
[0047]在上述步驟(I)的基礎上，在未將反應三口瓶取出，未停止攪拌的情況下加入全氟聚醚羧酸類表面活性劑Iml。然后將反應三口瓶移入另外一口用于包覆反應的水浴鍋中，包覆的水浴鍋溫度控制在62°C，開動攪拌300r/min，包覆時間lOOmin，制成包覆后的Fe3O4磁性納米顆粒。[0048](3 )包覆后的Fe3O4磁性納米顆粒處理
[0049]將上述步驟(2)包覆反應結束后的三口瓶取出，將反應液移入IOOOml燒杯，在磁座上沉降，并用去離子水反復洗滌5?7次，直到檢驗洗液中無Cl—以及pH=7為止。將所得磁性顆粒移入表面皿中放入真空干燥箱中干燥，真空度為-0.1Mpa，加熱溫度為80°C，干燥時間為24小時。
[0050](4)高能球磨或超聲震蕩制成全氟聚醚油基磁性液體
[0051]將上述步驟(3)中所得干燥的磁性顆粒(g)與全氟聚醚油基載液(ml)按照比例為1:20混合。采用超聲波分散的方法進行分散，超聲lh，得粗產物，將粗產物在磁座上沉淀去掉底層沉降下來的大顆粒，反復進行此步驟3次，取上層黑色均勻混合液為全氟聚醚油基磁性液體，飽和磁化強度為14GS。該磁性液體絕對不燃，無閃點、無自燃點，能夠在pH=l?14，-40°C?200°C溫度下穩定工作，可用于磁性液體密封液體結構中，尤其適用于軍工雷達旋轉關節、坦克周視鏡、空間站舷窗和登月緩沖裝置等軍工和航空航天領域。
[0052]實施例2
[0053](I)裸露Fe3O4磁性納米顆粒的制備
[0054]稱取54.0g FeCl3溶解在400ml去離子水中，室溫下配置成0.5mol/L的溶液備用，控制水浴溫度在42°C下。往三口瓶中倒入配置好的Fe3+溶液，攪拌速度300r/min，當溫度接近制備反應溫度42°C時，加入27.80g FeSO4粉末，降低攪拌速度為100r/min下繼續攪拌溶解均勻，隨時監測鐵鹽混合液內部溫度，當溫度達到41?42°C時，緩慢傾倒入25%的濃氨水120ml，反應液立即變為黑色，調整轉速為400r/min，反應時間為15min，制備得出裸露Fe3O4磁性納米顆粒。
[0055](2)全氟聚醚羧酸類表面活性劑對裸露Fe3O4磁性納米顆粒的包覆修飾
[0056]在上述步驟(I)的基礎上，在未將反應三口瓶取出，未停止攪拌的情況下加入全氟聚醚羧酸類表面活性劑7ml。然后將反應三口瓶移入另外一口用于包覆反應的水浴鍋中，包覆的水浴鍋溫度控制在72°C，開動攪拌400r/min，包覆時間45min，制成包覆后的Fe3O4磁性納米顆粒。
[0057](3 )包覆后的Fe3O4磁性納米顆粒處理
[0058]將上述步驟(2)包覆反應結束后的三口瓶取出，將反應液移入IOOOml燒杯，在磁座上沉降，并用去離子水反復洗滌5?7次，直到檢驗洗液中無Cl—和S042_以及pH=7為止。將所得磁性顆粒移入表面皿中放入真空干燥箱中干燥，真空度為-0.1Mpa，加熱溫度為30°C，干燥時間為24小時。
[0059](4)高能球磨或超聲震蕩制成全氟聚醚油基磁性液體
[0060]將上述步驟(3)中所得干燥的磁性顆粒(g)與全氟聚醚油基載液(ml)按照比例為1:12混合，未加入全氟聚醚羧酸類表面活性劑。采用超聲波分散的方法進行分散，超聲5h，得粗產物，將粗產物在磁座上沉淀去掉底層沉降下來的大顆粒，反復進行此步驟3次，取上層黑色均勻混合液為全氟聚醚油基磁性液體，飽和磁化強度為205GS，該磁性液體絕對不燃，無閃點、無自燃點，能夠在PH=I?14，-40°C?200°C溫度下穩定工作，可用于磁性液體密封液體結構中，尤其適用于軍工雷達旋轉關節、坦克周視鏡、空間站舷窗和登月緩沖裝置等軍工和航空航天領域。
[0061]實施例3[0062]( I)裸露Fe3O4磁性納米顆粒的制備
[0063]稱取54.0g FeCl3溶解在400ml去離子水中，室溫下配置成0.5mol/L的溶液備用，控制水浴溫度在52°C下。往三口瓶中倒入配置好的Fe3+溶液，攪拌速度300r/min，當溫度接近制備反應溫度52°C時，加入27.80g FeSO4粉末，降低攪拌速度為100r/min下繼續攪拌溶解均勻，隨時監測鐵鹽混合液內部溫度，當溫度達到51?52°C時，緩慢傾倒入25%的濃氨水150ml，反應液立即變為黑色，調整轉速為400r/min，反應時間為lOmin，制備得出裸露Fe3O4磁性納米顆粒。
[0064](2)全氟聚醚羧酸類表面活性劑對裸露Fe3O4磁性納米顆粒的包覆修飾
[0065]在上述步驟(I)的基礎上，在未將反應三口瓶取出，未停止攪拌的情況下加入全氟聚醚羧酸類表面活性劑8ml。然后將反應三口瓶移入另外一 口用于包覆反應的水浴鍋中，包覆的水浴鍋溫度控制在72°C，開動攪拌500r/min，包覆時間60min，制成包覆后的Fe3O4磁性納米顆粒。
[0066](3 )包覆后的Fe3O4磁性納米顆粒處理
[0067]將上述步驟(2)包覆反應結束后的三口瓶取出，將反應液移入IOOOml燒杯，在磁座上沉降，并用去離子水反復洗滌5?7次，直到檢驗洗液中無Cl—和S042_以及pH=7為止。將所得磁性顆粒移入表面皿中放入真空干燥箱中干燥，真空度為-0.1Mpa，加熱溫度為50°C，干燥時間為24小時。
[0068](4)高能球磨或超聲震蕩制成全氟聚醚油基磁性液體
[0069]將上述步驟(3)中所得干燥的磁性顆粒(g)與全氟聚醚油基載液(ml)按照比例為1:8混合，未加入全氟聚醚羧酸類表面活性劑。采用高能球磨的方法進行分散5h，得粗產物，將粗產物在磁座上沉淀去掉底層沉降下來的大顆粒，反復進行此步驟3次，取上層黑色均勻混合液為全氟聚醚油基磁性液體，飽和磁化強度為416GS，該磁性液體絕對不燃，無閃點、無自燃點，能夠在PH=I?14，_40°C?200°C溫度下穩定工作，可用于磁性液體密封液體結構中，尤其適用于軍工雷達旋轉關節、坦克周視鏡、空間站舷窗和登月緩沖裝置等軍工和航空航天領域。
[0070]實施例4
[0071](I)裸露Fe3O4磁性納米顆粒的制備
[0072]稱取54.0g FeCl3溶解在400ml去離子水中，室溫下配置成0.5mol/L的溶液備用，控制水浴溫度在72°C下，往三口瓶中倒入配置好的Fe3+溶液，攪拌速度400r/min，當溫度接近制備72°C時，加入30.80g FeSO4粉末，降低攪拌速度為100r/min，繼續攪拌溶解均勻，隨時監測鐵鹽混合液內部溫度，當溫度達到71?72°C時，緩慢傾倒入25%的濃氨水150ml，反應液立即變為黑色，調整轉速為500r/min，反應時間為13min，制備得出裸露的Fe3O4磁性納米顆粒。
[0073](2)全氟聚醚羧酸類表面活性劑對裸露Fe3O4磁性納米顆粒的包覆修飾
[0074]在上述步驟(I)的基礎上，將反應三口瓶移入80°C的水浴鍋中，開動攪拌600r/min,再加入全氟聚醚羧酸類表面活性劑Ilml,包覆時間120min,制成包覆后的Fe3O4磁性納米顆粒。
[0075](3 )包覆后的Fe3O4磁性納米顆粒處理
[0076]將上述步驟(2)包覆反應結束后的三口瓶取出，將反應液移入IOOOml燒杯，在磁座上沉降，并用去離子水反復洗滌5?7次，直到檢驗洗液中無Cl—和S042_以及pH=7為止。將所得磁性顆粒移入表面皿中放入真空干燥箱中干燥，真空度為-0.1Mpa，加熱溫度為60°C，干燥時間為36小時。
[0077](4)高能球磨或超聲震蕩制成全氟聚醚油基磁性液體
[0078]將上述步驟(3)中所得干燥的磁性顆粒(g)與全氟聚醚油基載液(ml)按照比例為2:1.8混合，往混合物中加入全氟聚醚羧酸類表面活性劑，按照磁性顆粒(g)與全氟聚醚羧酸類表面活性劑(ml)比例為20:1加入，來進一步修飾彌補尚未完整包覆的磁性顆粒。采用高能球磨的方法進行分散，每隔Ih?3h停止儀器降溫一次，高能球磨12h結束。得粗產物，將粗產物在磁座上沉淀去掉沉淀下來的大顆粒，反復進行此步驟3?5次，取上層黑色均勻混合液為全氟聚醚油基磁性液體，飽和磁化強度為600Gs，該磁性液體絕對不燃，無閃點、無自燃點，能夠在PH=I?14，_40°C?200°C溫度下穩定工作，可用于磁性液體密封液體結構中，尤其適用于軍工雷達旋轉關節、坦克周視鏡、空間站舷窗和登月緩沖裝置等軍工和航空航天領域。
【權利要求】
1.一種全氟聚醚油基磁性液體，由裸露Fe3O4磁性納米顆粒、全氟聚醚羧酸類表面活性劑和全氟聚醚油類基載液三部分有機制備而成，其特征在于全氟聚醚油類基載液具有以下結構:Rf [CF (CF3) CF2O] nCF2CF3，Rf=F 和 CF3, n=10 ?60 或者 CF3-{[0-CF (CF3) _CF2]n_ (O-CF2)J-O-CF3,其中 m+n=4 ?60，m/n=18 ?1200。
2.根據權利要求1所述的一種全氟聚醚油基磁性液體，其特征在于全氟聚醚油類基載液為上述兩種結構所代表的化學物質中的一種或幾種按任意比例混合。
3.根據權利要求1所述的一種全氟聚醚油基磁性液體，其特征在于全氟聚醚羧酸類表面活性劑具有以下結構:Rf [CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)COOH,其中 Rf=F 或 CF3, n=3 ?60。
4.根據權利要求1所述的一種全氟聚醚油基磁性液體，要采用全氟聚醚羧酸類表面活性劑對裸露Fe3O4磁性納米顆粒進行表面包覆修飾，其特征在于裸露Fe3O4磁性納米顆粒(g)與全氟聚醚羧酸類表面活性劑(ml)的配比為:40:1?1:1。
5.根據權利要求1所述的一種全氟聚醚油基磁性液體，其特征在于修飾后的Fe3O4磁性納米顆粒(g)與全氟聚醚油類基載液(ml)的配比為:1:20?2:1。
6.根據權利要求1所述的一種全氟聚醚油基磁性液體，其特征在于飽和磁化強度為14 ?600Gs。
7.根據權利要求1所述的一種全氟聚醚油基磁性液體，其特征在于該磁性液體能夠在PH=I?14，-40°C?200°C溫度下穩定工作。
8.根據權利要求1所述的一種全氟聚醚油基磁性液體，其特征在于該磁性液體絕對不燃，無閃點、無自燃點。
9.根據權利要求1所述的一種全氟聚醚油基磁性液體，其特征在于該磁性液體可用于磁性液體密封液體結構中。
10.根據權利要求1所述的一種全氟聚醚油基磁性液體，其特征在于該磁性液體尤其適用于軍工雷達旋轉關節、坦克周視鏡、空間站舷窗和登月緩沖裝置等軍工和航空航天領域。
【文檔編號】H01F1/44GK103680799SQ201310692421
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月17日 優先權日:2013年12月17日
【發明者】李德才, 崔紅超, 張志力 申請人:北京交通大學