本發(fā)明屬于減振降噪的智能材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種磁流變彈性體及其制備方法，尤其涉及一種碳納米管增強的磁流變彈性體及其制備方法。

背景技術(shù)：

磁流變材料是一類具有流變特性的智能材料，在磁場的作用下，其流變特性可發(fā)生連續(xù)的、迅速的和可逆的變化。近十余年來對磁流變材料的研究引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的普遍關(guān)注，研究最多的是磁流變液，一般是由固體顆粒分散溶于載液中制成的非膠體懸浮液，但由于這些磁性材料的密度較高，而一般載液密度較低，因密度差所引起的磁性顆粒的沉降仍然是困擾磁流變液某些應(yīng)用的棘手問題。因而，磁流變彈性體逐漸成為國內(nèi)外智能材料領(lǐng)域研究的熱點。

磁流變彈性體，縮寫為mre，是磁流變液的固體模擬。在磁流變彈性體中載液被橡膠類載體所代替。使用磁流變固體材料的明顯優(yōu)點是顆粒不會隨時間而沉降，也不需要將磁流變材料保持在工作位置的密封裝置。磁流變彈性體是將微米尺度的鐵磁性顆粒摻入到高分子聚合物中，在磁場環(huán)境下固化，從而基體內(nèi)的顆粒具有鏈或柱狀結(jié)構(gòu)。這種材料的彈性模量可隨外加磁場強度而變化，與普通磁流變液相比，磁流變彈性體不但具有可控性、可逆性、響應(yīng)迅速等高技術(shù)特征，還具有穩(wěn)定性好等獨特的優(yōu)點。磁流變彈性體可應(yīng)用于汽車、火車、艦船等運載工具的減振降噪。

配電房是重要的電力配網(wǎng)樞紐站之一，隨著我國城市化進程的加快和城市用地的日趨緊張，配電變壓器等電力設(shè)施常安置于居民樓內(nèi)。然而，配電變壓器等電力設(shè)備在工作時產(chǎn)生一定的振動與噪聲，這些振動和噪聲如不加以很好的限制，必然會通過地面和墻體結(jié)構(gòu)向遠處傳播，可能對建筑內(nèi)居民的生活產(chǎn)生不良的影響引發(fā)環(huán)保投訴和糾紛，危及社會的和諧與穩(wěn)定。

為此，研究者設(shè)計了基于磁流變彈性體為核心的智能隔振器，具有剛度時宜、阻尼可調(diào)、響應(yīng)快、能耗低等特點，使磁流變彈性體隔振器具有傳統(tǒng)的被動隔振降噪設(shè)備不具有的優(yōu)勢。磁流變彈性體的固有頻率在磁場作用下能夠隨配電變壓器等電力設(shè)施振動頻率的變化而變化，因此能夠從更寬的頻率范圍取得更好的隔振降噪效果。

但是現(xiàn)有的磁流變彈性體主要由聚合物基體和軟磁顆粒組成，為了滿足磁流變彈性體的磁流變效應(yīng)，需要降低磁流變彈性體的零場模量(不加磁場時候的模量)，因而磁流變效應(yīng)較高的磁流變彈性體往往力學(xué)性能較差。另外由于隔振器在隔振過程中需要將機械能轉(zhuǎn)化成熱能，因此需要磁流變彈性體具有較高的導(dǎo)熱性，能夠快速將機械能轉(zhuǎn)化的熱能傳遞到外界，以提高器件的穩(wěn)定性。

因此針對磁流變彈性體在變壓器隔振中的應(yīng)用，如何得到一種具有高強度、高導(dǎo)熱性的磁流變彈性體，已成為領(lǐng)域內(nèi)諸多研究人員亟待解決的問題之一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種磁流變彈性體及其制備方法，特別是一種碳納米管增強的磁流變彈性體及其制備方法，本發(fā)明提供的磁流變彈性體，具有較好的強度、導(dǎo)熱性和磁致模量，而且本發(fā)明工藝簡單，材料成品易于成型，容易產(chǎn)業(yè)化和商品化。

本發(fā)明提供了一種磁流變彈性體，由以下原料經(jīng)制備后得到，包括橡膠類基體、磁性顆粒、碳納米管和增塑劑。

優(yōu)選的，所述橡膠類基體的用量為5～10重量份；

所述磁性顆粒的用量為65～75重量份；

所述碳納米管的用量為2～6重量份；

所述增塑劑為的用量為5～10重量份。

優(yōu)選的，所述橡膠類基體選自硅橡膠基體或聚氨酯基體；

所述磁性顆粒選自羰基鐵粉；

所述增塑劑選自二甲基硅油或鄰苯二甲酸酯；

所述原料還包括0.5～2重量份的固化劑；

所述固化劑選自聚硅氧烷。

優(yōu)選的，所述硅橡膠基體為雙組份加成型硅橡膠；

所述聚氨酯基體由多元醇和異氰酸酯經(jīng)反應(yīng)后得到。

優(yōu)選的，所述多元醇包括聚脂多元醇和/或聚醚多元醇；

所述異氰酸酯包括2，4-二苯基甲烷二異氰酸酯、4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯和2，6-甲苯二異氰酸酯中的一種或多種；

所述橡膠類基體為硅橡膠基體時，所述增塑劑為二甲基硅油；

所述橡膠類基體為聚氨酯基體時，所述增塑劑為鄰苯二甲酸酯。

本發(fā)明還提供了一種磁流變彈性體的制備方法，包括以下步驟：

a)將磁性顆粒、液態(tài)橡膠類基體、碳納米管分散液和增塑劑混合，排氣后得到漿料；

b)將上述步驟得到的漿料在磁場的作用下固化成型后，得到磁流變彈性體。

優(yōu)選的，所述混合之前還包括干燥步驟；

所述干燥的時間為1～2小時；

所述干燥的溫度為80～100℃。

優(yōu)選的，所述橡膠類基體為硅橡膠基體時，所述步驟a)具體為：

將磁性顆粒和液態(tài)硅橡膠基體先混合，加入碳納米管分散液和增塑劑再次混合，最后加入固化劑進行第三次混合，排氣后得到漿料。

優(yōu)選的，所述先混合的時間為50～70分鐘；

所述再次混合的時間為40～60分鐘；

所述第三次混合的時間為10～20分鐘。

優(yōu)選的，所述磁場的強度為600mt；

所述固化成型的時間為20～40分鐘；

所述固化成型后還包括深度固化；

所述深度固化的時間為1～3天。

本發(fā)明提供了一種磁流變彈性體，由以下原料經(jīng)制備后得到，包括橡膠類基體、磁性顆粒、碳納米管和增塑劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明針對現(xiàn)有的磁流變彈性體，為了具有較高的磁流變效應(yīng)，往往力學(xué)性能較差，而且導(dǎo)熱性能不足的缺陷。本發(fā)明在磁流變彈性體中創(chuàng)造性的加入了碳納米管，增強有碳納米管后，碳納米管分散于顆粒之間，能夠加強顆粒與橡膠類基體的結(jié)合，并能夠加強顆粒鏈的結(jié)構(gòu)強度。由于磁流變彈性體的磁致模量與顆粒鏈狀結(jié)構(gòu)的強度成正比，因此可以提高磁流變彈性體的磁致模量；而且基于碳納米管獨特的微觀結(jié)構(gòu)，能夠提高顆粒跟基體的結(jié)合，提高磁流變彈性體的力學(xué)強度；再利用碳納米管的高導(dǎo)熱率性，通過在磁流變彈性體中的鏈狀結(jié)構(gòu)形成導(dǎo)熱通道，大大提高磁流變彈性體的導(dǎo)熱特性。本發(fā)明在磁流變彈性體中增強碳納米管，通過碳納米管獨特的微觀結(jié)構(gòu)和高導(dǎo)熱率，能夠提高磁流變彈性體的力學(xué)強度、導(dǎo)熱特性和磁致模量特性，從而拓展磁流變彈性體在變壓器減振領(lǐng)域的應(yīng)用。同時本發(fā)明工藝簡單，材料成品易于成型，容易產(chǎn)業(yè)化和商品化。

實驗結(jié)果表明，本發(fā)明制備的磁流變彈性體的最大拉伸模量、磁致模量和導(dǎo)熱率分別可達2.3mpa、4.23mpa和1.28w/(m·k)。

具體實施方式

為了進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為了進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對發(fā)明權(quán)利要求的限制。

本發(fā)明所有原料，對其來源沒有特別限制，在市場上購買的或按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)方法制備的即可。

本發(fā)明所有原料，對其純度沒有特別限制，本發(fā)明優(yōu)選采用分析純或磁流變彈性體制備領(lǐng)域常規(guī)的純度要求。

本發(fā)明所有原料，其牌號和簡稱均屬于本領(lǐng)域常規(guī)牌號和簡稱，每個牌號和簡稱在其相關(guān)用途的領(lǐng)域內(nèi)均是清楚明確的，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)牌號、簡稱以及相應(yīng)的用途，能夠從市售中購買得到或常規(guī)方法制備得到。

本發(fā)明提供了一種磁流變彈性體，其特征在于，由以下原料經(jīng)制備后得到，包括橡膠類基體、磁性顆粒、碳納米管和增塑劑。

本發(fā)明對所述橡膠類基體沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于磁流變彈性體的橡膠類基體即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述橡膠類基體優(yōu)選選自硅橡膠基體或聚氨酯基體。

本發(fā)明對所述硅橡膠沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的硅橡膠即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述硅橡膠優(yōu)選包括雙組份加成型硅橡膠。本發(fā)明對所述雙組份加成型硅橡膠沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的雙組份加成型硅橡膠即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整。

本發(fā)明對所述聚氨酯沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的聚氨酯即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述聚氨酯優(yōu)選由多元醇和異氰酸酯經(jīng)反應(yīng)后得到。本發(fā)明對所述多元醇沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于制備聚氨酯的多元醇即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述多元醇優(yōu)選包括聚脂多元醇和/或聚醚多元醇，更優(yōu)選為聚脂多元醇或聚醚多元醇。本發(fā)明對所述異氰酸酯沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于制備聚氨酯的異氰酸酯即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述異氰酸酯優(yōu)選包括2，4-二苯基甲烷二異氰酸酯、4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯和2，6-甲苯二異氰酸酯中的一種或多種，更優(yōu)選為2，4-二苯基甲烷二異氰酸酯、4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯或2，6-甲苯二異氰酸酯。

本發(fā)明對所述橡膠類基體的加入量沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于磁流變彈性體的橡膠類基體的加入量即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述橡膠類基體的加入量優(yōu)選為5～10重量份，更優(yōu)選為6～9重量份，更優(yōu)選為7～8重量份。

本發(fā)明對所述磁性顆粒沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于磁流變彈性體的磁性顆粒即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述磁性顆粒優(yōu)選包括羰基鐵粉。本發(fā)明對所述羰基鐵粉的參數(shù)沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的羰基鐵粉的參數(shù)即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述羰基鐵粉的粒徑優(yōu)選為1～8μm，更優(yōu)選為2～7μm，更優(yōu)選為3～6μm，更優(yōu)選為4～5μm。

本發(fā)明對所述磁性顆粒的加入量沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于磁流變彈性體的磁性顆粒的加入量即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述磁性顆粒的加入量優(yōu)選為65～75重量份，更優(yōu)選為67～73重量份，更優(yōu)選為69～71重量份。

本發(fā)明對所述增塑劑沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于磁流變彈性體的增塑劑即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述增塑劑優(yōu)選包括二甲基硅油或鄰苯二甲酸酯，更具體的，在本發(fā)明中，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠知曉，當(dāng)所述橡膠基體優(yōu)選為硅橡膠基體時，所述增塑劑優(yōu)選為二甲基硅油；當(dāng)所述橡膠基體為聚氨酯基體時，所述增塑劑優(yōu)選為鄰苯二甲酸酯。

本發(fā)明對所述增塑劑的加入量沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于磁流變彈性體的增塑劑的加入量即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述增塑劑的加入量優(yōu)選為5～10重量份，更優(yōu)選為6～9重量份，更優(yōu)選為7～8重量份。

本發(fā)明對所述碳納米管的參數(shù)沒有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明為進一步提高磁流變彈性體的性能，所述碳納米管的內(nèi)徑優(yōu)選為3～5nm，更優(yōu)選為3.3～4.2nm，更優(yōu)選為3.5～4.5nm。所述碳納米管的外徑優(yōu)選為8～15nm，更優(yōu)選為9～14nm，更優(yōu)選為10～13nm，更優(yōu)選為11～12nm。所述碳納米管的長度優(yōu)選小于等于50μm，更優(yōu)選小于等于40μm，更優(yōu)選小于等于30μm。

本發(fā)明對所述碳納米管的加入量沒有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明為進一步提高磁流變彈性體的性能，所述碳納米管的加入量優(yōu)選為2～6重量份，更優(yōu)選為2.5～5.5重量份，更優(yōu)選為3～5重量份，最優(yōu)選為3.5～4.5重量份。

本發(fā)明為提高磁流變彈性體適應(yīng)性和實用性，完整工藝流程，所述原料中優(yōu)選還包括固化劑，更優(yōu)選為當(dāng)橡膠類基體為硅橡膠基體，所述原料中除上述各種組分，即組分a以為，還包括組分b，即固化劑。

本發(fā)明對所述固化劑沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于橡膠固化的固化劑即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述固化劑優(yōu)選包括聚硅氧烷。本發(fā)明對所述聚硅氧烷沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于固化的聚硅氧烷即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整。

本發(fā)明對所述固化劑的加入量沒有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述固化劑的加入量優(yōu)選為0.5～2重量份，更優(yōu)選為0.7～1.8重量份，最優(yōu)選為1～1.5重量份。

本發(fā)明在磁流變彈性體中增強碳納米管，利用碳納米管獨特的微觀結(jié)構(gòu)和高導(dǎo)熱率，再進一步結(jié)合特定的比例，以及其余特定的組分和比例，從而大大提高了磁流變彈性體的力學(xué)強度、導(dǎo)熱特性和磁致模量特性，拓展了磁流變彈性體在變壓器減振領(lǐng)域的應(yīng)用。

本發(fā)明還提供了一種磁流變彈性體的制備方法，包括以下步驟：

a)將磁性顆粒、液態(tài)橡膠類基體、碳納米管分散液和增塑劑混合，排氣后得到漿料；

b)將上述步驟得到的漿料在磁場的作用下固化成型后，得到磁流變彈性體。

本發(fā)明上述制備方法中，所述材料的選擇和比例及其優(yōu)選范圍，與前述磁流變彈性體中的材料的選擇和比例及其優(yōu)選范圍優(yōu)選保持一致，在此不再一一贅述。

本發(fā)明首先將磁性顆粒、液態(tài)橡膠類基體、碳納米管分散液和增塑劑混合，排氣后得到漿料。

本發(fā)明對所述液態(tài)橡膠類的定義沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的橡膠作為原料時用的液體橡膠即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述液態(tài)橡膠類優(yōu)選為在常溫下為流動的橡膠原料，與固化劑或其他助劑進行化學(xué)反應(yīng)后，也可以在磁場下固化，可形成交聯(lián)的橡膠類結(jié)構(gòu)，也可以稱為液體橡膠。

本發(fā)明對所述碳納米管分散液沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的碳納米管分散液即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明為進一步提高產(chǎn)品的性能，優(yōu)化生產(chǎn)工藝和完整工藝路線，所述碳納米管分散液優(yōu)選為碳納米管有機分散液，具體溶劑可以包括丙酮、酒精和聚乙烯吡咯烷酮中的一種或多種，更優(yōu)選為丙酮、酒精或聚乙烯吡咯烷酮。

本發(fā)明對所述碳納米管分散液的濃度沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的碳納米管分散液的常規(guī)濃度即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明為進一步提高產(chǎn)品的性能，優(yōu)化生產(chǎn)工藝和完整工藝路線，所述碳納米管分散液的濃度優(yōu)選為2wt％～6wt％，更優(yōu)選為2.5wt％～5.5wt％，更優(yōu)選為3wt％～5wt％。

本發(fā)明為進一步提高產(chǎn)品的性能，優(yōu)化生產(chǎn)工藝和完整工藝路線，所述混合前優(yōu)選還包括干燥步驟，即上述各種原料優(yōu)選先進行干燥，其中碳納米管先干燥后，再和有機溶劑形成碳納米管分散液。

本發(fā)明對所述干燥的溫度沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的干燥溫度即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述干燥的溫度優(yōu)選為80～100℃，更優(yōu)選為83～97℃，最優(yōu)選為85～95℃。

本發(fā)明對所述干燥的時間沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的干燥時間即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述干燥的時間優(yōu)選為1～2小時，更優(yōu)選為1.2～1.8小時，最優(yōu)選為1.4～1.6小時。

本發(fā)明對所述混合的具體步驟沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的混合步驟即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明為進一步提高產(chǎn)品的性能，優(yōu)化生產(chǎn)工藝和完整工藝路線，當(dāng)所述橡膠類基體為液態(tài)聚氨酯預(yù)聚體時，可以為上述步驟，當(dāng)所述橡膠類基體為硅橡膠基體時，所述混合的具體步驟，即步驟a)具體優(yōu)選為：

將磁性顆粒和液態(tài)硅橡膠基體先混合，加入碳納米管分散液和增塑劑再次混合，最后加入固化劑進行第三次混合，排氣后得到漿料。

本發(fā)明對所述先混合的時間沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的混合時間即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明為進一步提高產(chǎn)品的性能，優(yōu)化生產(chǎn)工藝和完整工藝路線，所述先混合的時間優(yōu)選為50～70分鐘，更優(yōu)選為53～67分鐘，最優(yōu)選為55～65分鐘。

本發(fā)明對所述再次混合的時間沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的混合時間即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明為進一步提高產(chǎn)品的性能，優(yōu)化生產(chǎn)工藝和完整工藝路線，所述再次混合的時間優(yōu)選為40～60分鐘，更優(yōu)選為43～57分鐘，最優(yōu)選為45～55分鐘。

本發(fā)明對所述第三次混合的時間沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的混合時間即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明為進一步提高產(chǎn)品的性能，優(yōu)化生產(chǎn)工藝和完整工藝路線，所述第三次混合的時間優(yōu)選為10～20分鐘，更優(yōu)選為12～18分鐘，最優(yōu)選為14～16分鐘。

本發(fā)明對所述排氣的具體步驟沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的排氣步驟即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述排氣的方式優(yōu)選為真空排氣。

本發(fā)明最后將上述步驟得到的漿料在磁場的作用下固化成型后，得到磁流變彈性體。

本發(fā)明對所述磁場的強度沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于制備磁流變彈性體過程的磁場強度即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明為進一步提高產(chǎn)品的性能，優(yōu)化生產(chǎn)工藝和完整工藝路線，所述磁場的強度優(yōu)選為600mt。

本發(fā)明對所述固化成型的時間沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于制備磁流變彈性體過程的固化成型時間即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明為進一步提高產(chǎn)品的性能，優(yōu)化生產(chǎn)工藝和完整工藝路線，所述固化成型的時間優(yōu)選為20～40分鐘，更優(yōu)選為24～36分鐘，最優(yōu)選為28～32分鐘。

本發(fā)明為進一步提高產(chǎn)品的性能，優(yōu)化生產(chǎn)工藝和完整工藝路線，所述固化成型之后優(yōu)選還包括深度固化步驟。本發(fā)明對所述深度固化的時間沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于制備磁流變彈性體過程的深度固化時間即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以據(jù)實際生產(chǎn)情況、應(yīng)用要求以及質(zhì)量控制進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明為進一步提高產(chǎn)品的性能，優(yōu)化生產(chǎn)工藝和完整工藝路線，所述深度固化的時間優(yōu)選為1～3天，更優(yōu)選為2天。

本發(fā)明提供了一種磁流變彈性體及其制備方法，是一種碳納米管增強的磁流變彈性體及其制備方法，特別是一種用于變壓器隔振的磁流變彈性體。本發(fā)明利用碳納米管獨特的微觀結(jié)構(gòu)和高導(dǎo)熱率，再進一步結(jié)合特定的比例，以及其余特定的組分和比例，從而大大提高了磁流變彈性體的力學(xué)強度、導(dǎo)熱特性和磁致模量特性，才能夠拓展磁流變彈性體在變壓器減振領(lǐng)域中的應(yīng)用。

本發(fā)明的磁流變彈性體在特定強度的磁場中固化，讓磁性顆粒形成有序結(jié)構(gòu)，形成與磁場結(jié)構(gòu)方向相同的顆粒鏈。而在磁流變彈性體中創(chuàng)造性的加入了碳納米管，增強有碳納米管后，碳納米管分散于顆粒之間，能夠加強顆粒與橡膠類基體的結(jié)合，并能夠加強顆粒鏈的結(jié)構(gòu)強度。由于磁流變彈性體的磁致模量與顆粒鏈狀結(jié)構(gòu)的強度成正比，因此可以提高磁流變彈性體的磁致模量；而且基于碳納米管獨特的微觀結(jié)構(gòu)，能夠提高顆粒跟基體的結(jié)合，提高磁流變彈性體的力學(xué)強度；再利用碳納米管的高導(dǎo)熱率性，通過在磁流變彈性體中的鏈狀結(jié)構(gòu)形成導(dǎo)熱通道，大大提高磁流變彈性體的導(dǎo)熱特性。同時本發(fā)明工藝簡單，材料成品易于成型，容易產(chǎn)業(yè)化和商品化。

實驗結(jié)果表明，本發(fā)明制備的磁流變彈性體的最大拉伸模量、磁致模量和導(dǎo)熱率分別可達2.3mpa、4.23mpa和1.28w/(m·k)。

為了進一步說明本發(fā)明，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的一種磁流變彈性體及其制備方法進行詳細描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些實施例是在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制，本發(fā)明的保護范圍也不限于下述的實施例。

實施例1

碳納米管增強的聚氨酯基磁流變彈性體

原料準(zhǔn)備：橡膠基體20％(聚氨酯基體20％)，磁性磁粉70％(羰基鐵粉70％)，碳納米管4％，增塑劑6％(鄰苯二甲酸二丁酯6％)。

制備方法如以下步驟：

步驟一、按質(zhì)量比稱量各組分原材料，并在真空干燥箱中80℃干燥2小時除水；

步驟二、將碳納米管分散于一定量的丙酮中，超聲分散30分鐘，形成均勻的溶液。

步驟三、將2,4-二苯基甲烷二異氰酸酯和4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯的混合物(各占50％)和蓖麻油混合攪拌聚合反應(yīng)生成聚氨酯預(yù)聚體；

步驟四、在步驟二所制聚氨酯預(yù)聚體加入羰基鐵粉、步驟二所制碳納米管丙酮溶液和增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯，機械攪拌30分鐘，均分分散后置于80℃條件下真空排氣泡；

步驟五、待丙酮揮發(fā)干凈后，將混合物倒入模具中，在600mt條件下讓顆粒形成有序結(jié)構(gòu)，最后在室溫下深度固化24小時制得聚氨酯基磁流變彈性體。

對本發(fā)明實施例1制備的聚氨酯基磁流變彈性體進行檢測。

通過萬能材料試驗機測試實施例1得到的磁流變彈性體的拉伸模量和拉伸延長率；利用流變儀(型號：安東帕301)測試得到的磁流變彈性體，測試條件：振蕩剪切模式，頻率10hz，應(yīng)變0.1％，磁場由直流電源提供，連續(xù)可調(diào)，可調(diào)范圍0～1.2t；最后利用平板測試法測得實施例1所得磁流變彈性體沿預(yù)結(jié)構(gòu)方向(固化過程中的磁場方向)的導(dǎo)熱率。

參見表1，表1為本發(fā)明實施例1～4制備的磁流變彈性體的力學(xué)特性、磁性能和導(dǎo)熱性能數(shù)據(jù)。

實施例2

碳納米管增強的硅橡膠基磁流變彈性體

原料準(zhǔn)備：橡膠基體25％(硅橡膠25％)，磁性顆粒65％(羰基鐵粉65％)，碳納米管5％，增塑劑5％(二甲基硅油5％)。

制備方法如以下步驟：

步驟一、按質(zhì)量比稱量各組分原材料，并在真空干燥箱中80℃干燥2小時除水；

步驟二、將碳納米管分散于一定量的丙酮中，超聲分散30分鐘，形成均勻的溶液。

步驟三、將羰基鐵粉加入硅橡膠a組分充分?jǐn)嚢杌旌希?/p>

步驟四、將步驟二所制碳納米管丙酮混合物、增塑劑二甲基硅油加入到步驟三所制混合物中，機械攪拌30分鐘后加入固化劑b組分，最后充分?jǐn)嚢韬笾糜谀＞咧校?/p>

步驟五、將混合物倒入模具中，在600mt條件下讓顆粒形成有序結(jié)構(gòu)，最后在室溫下深度固化24小時制得硅橡膠基磁流變彈性體。

對本發(fā)明實施例2制備的硅橡膠基磁流變彈性體體進行檢測。

通過萬能材料試驗機測試實施例2得到的磁流變彈性體的拉伸模量和拉伸延長率；利用流變儀(型號：安東帕301)測試得到的磁流變彈性體，測試條件：振蕩剪切模式，頻率10hz，應(yīng)變0.1％，磁場由直流電源提供，連續(xù)可調(diào)，可調(diào)范圍0～1.2t；最后利用平板測試法測得實施例2所得磁流變彈性體沿預(yù)結(jié)構(gòu)方向(固化過程中的磁場方向)的導(dǎo)熱率。

參見表1，表1為本發(fā)明實施例1～4制備的磁流變彈性體的力學(xué)特性、磁性能和導(dǎo)熱性能數(shù)據(jù)。

實施例3

碳納米管增強的聚氨酯基磁流變彈性體

原料準(zhǔn)備：橡膠基體20％(聚氨酯基體20％)，磁性磁粉70％(羰基鐵粉70％)，碳納米管2％，增塑劑8％(鄰苯二甲酸二丁酯8％)。

制備方法如以下步驟：

步驟一、按質(zhì)量比稱量各組分原材料，并在真空干燥箱中80℃干燥2小時除水；

步驟二、將碳納米管分散于一定量的丙酮中，超聲分散30分鐘，形成均勻的溶液。

步驟三、將2,4-二苯基甲烷二異氰酸酯和4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯的混合物(各占50％)和蓖麻油混合攪拌聚合反應(yīng)生成聚氨酯預(yù)聚體；

步驟四、在步驟二所制聚氨酯預(yù)聚體加入羰基鐵粉、步驟二所制碳納米管丙酮溶液和增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯，機械攪拌30分鐘，均分分散后置于80℃條件下真空排氣泡；

步驟五、待丙酮揮發(fā)干凈后，將混合物倒入模具中，在600mt條件下讓顆粒形成有序結(jié)構(gòu)，最后在室溫下深度固化24小時制得聚氨酯基磁流變彈性體。

對本發(fā)明實施例3制備的聚氨酯基磁流變彈性體進行檢測。

通過萬能材料試驗機測試實施例3得到的磁流變彈性體的拉伸模量和拉伸延長率；利用流變儀(型號：安東帕301)測試得到的磁流變彈性體，測試條件：振蕩剪切模式，頻率10hz,應(yīng)變0.1％，磁場由直流電源提供，連續(xù)可調(diào)，可調(diào)范圍0～1.2t；最后利用平板測試法測得實施例3所得磁流變彈性體沿預(yù)結(jié)構(gòu)方向(固化過程中的磁場方向)的導(dǎo)熱率。

參見表1，表1為本發(fā)明實施例1～4制備的磁流變彈性體的力學(xué)特性、磁性能和導(dǎo)熱性能數(shù)據(jù)。

實施例4

碳納米管增強的硅橡膠基磁流變彈性體

原料準(zhǔn)備：橡膠基體25％(硅橡膠25％)，磁性顆粒70％(羰基鐵粉70％)，碳納米管2％，增塑劑8％(二甲基硅油8％)。

制備方法如以下步驟：

步驟一、按質(zhì)量比稱量各組分原材料，并在真空干燥箱中80℃干燥2小時除水；

步驟二、將碳納米管分散于一定量的丙酮中，超聲分散30分鐘，形成均勻的溶液。

步驟三、將羰基鐵粉加入硅橡膠a組分充分?jǐn)嚢杌旌希?/p>

步驟四、將步驟二所制碳納米管丙酮混合物、增塑劑二甲基硅油加入到步驟三所制混合物中，機械攪拌30分鐘后加入固化劑b組分，最后充分?jǐn)嚢韬笾糜谀＞咧校?/p>

步驟五、將混合物倒入模具中，在600mt條件下讓顆粒形成有序結(jié)構(gòu)，最后在室溫下深度固化24小時制得硅橡膠基磁流變彈性體。

對本發(fā)明實施例4制備的硅橡膠基磁流變彈性體體進行檢測。

通過萬能材料試驗機測試實施例4得到的磁流變彈性體的拉伸模量和拉伸延長率；利用流變儀(型號：安東帕301)測試得到的磁流變彈性體，測試條件：振蕩剪切模式，頻率10hz，應(yīng)變0.1％，磁場由直流電源提供，連續(xù)可調(diào)，可調(diào)范圍0～1.2t；最后利用平板測試法測得實施例4所得磁流變彈性體沿預(yù)結(jié)構(gòu)方向(固化過程中的磁場方向)的導(dǎo)熱率。

參見表1，表1為本發(fā)明實施例1～4制備的磁流變彈性體的力學(xué)特性、磁性能和導(dǎo)熱性能數(shù)據(jù)。

表1

由表1的測試結(jié)果可以看到，碳納米管增強的磁流變彈性體具有較高的力學(xué)特性、磁致模量和導(dǎo)熱率，能夠拓寬磁流變彈性體在變壓器減振隔振領(lǐng)域的應(yīng)用，滿足變壓器領(lǐng)域的相關(guān)減振要求。

以上對本發(fā)明提供的一種碳納米管增強的磁流變彈性體及其制備方法進行了詳細的介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員都能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，和實施任何結(jié)合的方法。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。本發(fā)明專利保護的范圍通過權(quán)利要求來限定，并可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的其他實施例。如果這些其他實施例具有不是不同于權(quán)利要求文字表述的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求的文字表述無實質(zhì)差異的等同結(jié)構(gòu)要素，那么這些其他實施例也應(yīng)包含在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。