JPS61263202A - 磁性流体の製造法 - Google Patents

磁性流体の製造法

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JPS61263202A
JPS61263202A JP60103697A JP10369785A JPS61263202A JP S61263202 A JPS61263202 A JP S61263202A JP 60103697 A JP60103697 A JP 60103697A JP 10369785 A JP10369785 A JP 10369785A JP S61263202 A JPS61263202 A JP S61263202A
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magnetic
perfluoroether
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magnetic fluid
surfactant
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Takao Sugano
隆夫 菅野
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/44Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids
    • H01F1/445Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids the magnetic component being a compound, e.g. Fe3O4

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  • Power Engineering (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁性流体およびその製造法に関する。
更に詳しくは、良好な分散安定性を示す磁性流体および
その製造法に関する。
〔従来の技術〕
湿式法により調製した磁性体微粒子の水性けん濁液に、
炭素数8以上のパーフルオロカルボン酸のアルカリ金属
塩あるいはフルオロカーボン鎖の炭素数が8以上のパー
フルオロスルホン酸から誘導されたカルボキシル基を有
する界面活性剤を加えてこれを吸着させた後に脱水乾燥
し、これをフルオロカーボン系ベースオイルに分散させ
て磁性流体を製造する方法が、特公昭53−13437
号公報に記載されている。
しかるに、この種のフッ素ベース系の磁性流体について
は。
(1)用いられるパーフルオロ化合物が不安定で、説フ
ッ化水素化され易く、その結果分子中に不飽和炭化水素
基が形成され、パーフルオロ化合物としての特性が十分
に発揮されなくなる (2)フッ素原子の強い電気陰性度に起因するフッ素原
子と炭素原子との強い相互作用のため、パーフルオロ化
合物は他の分子との相互作用に乏しく、即ち親和性が小
さいことから、フルオロカーボン系ベースオイルを用い
た場合、それに対して溶解性の良好な界面活性剤が殆ん
ど知られていない (3)磁性体微粒子への界面活性剤の吸着は、水性液中
で行われるため、微粒子をベースオイルに分散させるた
めには、加温下での長時間の脱水乾燥工程を必要とし、
このことは工程操作上の問題ばかりではなく、生成され
た磁性体微粒子の酸化や凝集を招く原因ともなり、すぐ
れた磁化特性と微粒子単分散であることが望まれている
磁性流体を構成する磁性体微粒子にとっての条件を満足
させない (4)一般の水や油ベース系の磁性流体は、磁性体微粒
子の分散濃度が容易に数10容量%となり得るが、フッ
素ベース系では高々数容量%であり。
このことは磁性流体の飽和磁化が小さい値に限定される
ことを意味する 〔発明が解決しようとする問題点〕 杢発明者は、フッ素ベース系の磁性流体に関するこれら
の問題点を回避し、安定な分散状態、ひいては大きな飽
和磁化を示すものを求めて種々検討の結果、分散剤とし
ての界面活性剤およびベースオイルにいずれもパーフル
オロエーテル系の化合物を用いることにより、かかる課
題が効果的に解決されることを見出した。
〔問題点を解決するための手段〕および〔作用〕従って
、本発明は磁性流体に係り、この磁性流体は、分散剤と
してパーフルオロエーテル系界面活性剤を用い、パーフ
ルオロエーテル系ベースオイル中に磁性体微粒子を分散
せしめてなる。
本発明はまた、かかる磁性流体の製造法に係り、磁性流
体の製造は、湿式法によって水性けん濁液として調製さ
れた磁性体微粒子を有機溶媒のけん濁液として置換し、
そこにパーフルオロエーテル系界面活性剤およびパーフ
ルオロエーテル系ベースオイルを添加した後有機溶媒を
除去することまたは湿式法によって調製された磁性体微
粒子の水性けん濁液に、いずれもパーフルオロエーテル
系の界面活性剤およびベースオイルの混合物を添加し、
そこに磁性体微粒子を分散させた後、凍結乾燥させるこ
とによって行われる。
この製造法で最初に行われる湿式法による磁性体微粒子
の水性けん濁液の調製は、2価第1鉄塩(硫酸塩、硝酸
塩、塩化物など)と3価第2鉄塩、(硫酸塩、硝酸塩、
塩化物など)との混合物水溶液またはこれらに更に2価
金属塩(コバルト、ニッケル、マンガン、亜鉛などの硫
酸塩、硝酸塩、塩化物など)を加えた混合物水溶液に、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ水溶
液を加えて熟成することにより行われる。これにより、
フェライト類微粒子1例えばマグネタイト(Fa、 0
4 )、ニッケル・フェライト(NiO−Fe、 O,
)、マンガン・フェライト(MnO・Fa、O,)、コ
バルト・フェライト(Coo # Fe、 03 )、
ニッケルー亜鉛フェライト(Ni−2nO・Fe、 O
,)、マンガン−亜鉛フェライト(Mn−2nO−Fe
203)、コバルト−亜鉛フェライト(Co・ZnO・
Fe、O,)などが、約50〜100人の粒径で得られ
る。
生成した磁性体微粒子は、溶媒置換法または凍結乾燥法
を用いながら、パーフルオロエーテル系ベースオイル中
に分散せしめる。
溶媒置換法では、水性けん濁液の形で調製した磁性体微
粒子を水、好ましくは温水で洗浄した後、アセトン、メ
チルエチルケトン、メタノール、エタノール、イソプロ
パツール、n−ブタノール、ジオキサン、テトラヒドロ
フランなどの親水性有機溶媒で洗浄し、これら有機溶媒
のけん濁液の形に一旦置換し、次いでそこにパーフルオ
ロエーテル系ベースオイル中加え、その後有機溶媒を留
去することにより除去し、ベースオイル中に分散させた
磁性体微粒子を得る。この際、パーフルオロエーテル系
ベースオイルと共に、パーフルオロエーテル系界面活性
剤を分散剤として添加しておくと、界面活性剤は磁性体
微粒子表面に吸着され、分散性の良好な磁性流体を形成
させる。
凍結乾燥法では、水性けん濁液の形で調製した磁性体微
粒子を水、好ましくは温水で洗浄した後、永久磁石など
を用いて固液分離を行ない、上澄液を除去した水性けん
濁液とし、そこにいずれもパーフルオロエーテル系の界
面活性剤およびベースオイルの混合物を添加し、ホモジ
ナイザーなどを用いて磁性体微粒子をそこに均一に分散
させた後。
−50℃以下に急冷し、減圧条件下で室温迄温度を徐々
に戻して水分を昇華させることにより、ベースオイル中
に分散された磁性体微粒子を得ることができる。
いずれもパーフルオロエーテル系の界面活性剤とベース
オイルとは、極性基以外の部分の構造が同じであること
が好ましく、例えば次のような組合せで用いられる。
゛         ベースオイル RO(CF、0)n(CF2)Q(CH,)kX   
 RO(CF、O)mR’RO(C2F、0)n(CF
、) Q (CH,)kX、   RO(C2F、O)
mR’RO(C,F、0)n(CF、) Q (C)1
2)kX   RO(C,F、O)mR’m≦n:いず
れも正の整数 fl、に:0.1または2 R,R’ :パーフルオロアルキル基 界面活性剤は、磁性体微粒子を完全に単分子被覆するの
に要する量の1.5倍量程度が一般に用いられ、またベ
ースオイルは、磁性流体中の磁性体微粒子の濃度に応じ
て用いられる。
〔発明の効果〕
本発明に係る、磁性流体に関しては、次のような効果が
奏せられる。
(1)界面活性剤およびベースオイルとして、界面活性
剤化合物の極性基部分を除き、いずれも完全なパーフル
オロ化合物が用いられているため、化学的安定性および
疎液性の向上が図れる(2)しかも、両者は界面活性剤
化合物の極性基部分を除き、化学的に同種の構造を有し
ているものが用いられているため親和性が大きく、従っ
て磁性体微粒子を安定かつより高濃度に分散させた磁性
流体が得られ、この磁性流体の飽和磁化は大きくなる (3)磁性体微粒子の磁気特性を低下させる原因となる
酸化などの変質や微粒子の分散不安定の原因となる凝集
などを有効に防止すると共に、工程の簡略化が図れる (4)以上のような効果から、本発明に係る磁性流体は
、液体シールとしての使用、腐食性ガスシールなど化学
的に活性な環境での使用あるいは広い温度範囲での使用
などに有効に適用することができる 〔実施例〕 次に、実施例について本発明を説明する。
実施例1 1.5モル塩化第1鉄水溶液50ra Qと3.0モル
塩化第2鉄水溶液50+w nとを窒素気流中で混合し
、これに6N水酸化ナトリウム水溶液をPHが11.5
になる迄攪拌下に滴下した。その後、100℃で30分
間還流し、熟成させてから約50℃迄冷却し、生成した
微粒子を温水(4回)で、次いでアセトンでそれぞれ洗
浄して、最後に磁性体微粒子9gを含有するアセトンけ
ん濁液を調製した。
パーフルオロエーテルカルボン酸 C,F、O(C,F、O)n CF(CF、)COOH
(n:10〜12) 4.28 gを予めパーフルオロ
エーテルC,F、O(C,FsO)+nC,F、 (I
l:平均17)ベースオイル10mflに溶かした溶液
中に上記アセトンけん濁液を加え、超音波を照射して分
散処理した後、ロータリーエバポレーターを用いて80
℃で2時間処理し、アセトンの除去と磁性体微粒子への
界面活性剤の吸着とを行なった。
この結果、磁性体微粒子を12容量%含有し、かつ安定
に分散している磁性流体が得られた。この磁性流体は、
含フツ素化合物の特性を発現し、水やアルコールなどの
有機溶媒中で強く振とうさせても、磁性体微粒子から界
面活性剤が脱離して固液分離を生ずる分散不良などを生
ずることなく、安定に存在することが認められた。
実施例2 1.5モル硫酸第1鉄水溶液50m Qと3.0モル硫
酸第2鉄水溶液50IIIQとを窒素気流中で混合し、
これに6N水酸化ナトリウム水溶液をPHが11.5に
なる迄攪拌下に滴下した。その後、100℃で30分間
還流し、熟成させてから約50℃迄冷却し、生成した微
粒子を溶存酸素を窒素で置換した温水で洗浄した。この
水性けん濁液を永久磁石上に静置して固液分離を行ない
、上澄液を除去して、磁性体微粒子8.4gを含有する
水性けん濁液を得た。
パーフルオロエーテルリン酸C,F、 O(C,F、 
0)nCF(CF、)C284PO(OH)z (n:
10〜12) 4.0gを予めパーフルオロエーテルC
,F、0(C3F、O)mc2F、 (m:平均17)
ベースオイル10111Qに溶かした溶液中に上記水性
けん濁液を加え、ホモジナイザーを用いて磁性体微粒子
をそこに均一に分散させた後、−50℃以下迄急冷し、
0.2 Torr以下の圧力に維持しながら室温迄徐々
に戻し、水分を昇華させた。このような凍結乾燥法によ
って水を除去した後、酸素を断ちながら、80℃で2時
間加熱処理した。その結果。
磁性体微粒子を11容量%含有している磁性流体が得ら
れた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、分散剤としてパーフルオロエーテル系界面活性剤を
    用い、パーフルオロエーテル系ベースオイル中に磁性体
    微粒子を分散せしめてなる磁性流体。 2、極性基以外の部分の構造が同じであるパーフルオロ
    エーテル系の界面活性剤とベースオイルとが用いられた
    特許請求の範囲第1項記載の磁性流体。 3、湿式法によって水性けん濁液として調製された磁性
    体微粒子を有機溶媒のけん濁液として置換し、そこにパ
    ーフルオロエーテル系界面活性剤およびパーフルオロエ
    ーテル系ベースオイルを添加した後有機溶媒を除去する
    ことを特徴とする磁性流体の製造法。 4、極性基以外の部分の構造が同じであるパーフルオロ
    エーテル系の界面活性剤とベースオイルとが用いられる
    特許請求の範囲第3項記載の磁性流体の製造法。 5、湿式法によって調製された磁性体微粒子の水性けん
    濁液に、いずれもパーフルオロエーテル系の界面活性剤
    およびベースオイルの混合物を添加し、そこに磁性体微
    粒子を分散させた後、凍結乾燥させることを特徴とする
    磁性流体の製造法。 6、極性基以外の部分の構造が同じであるパーフルオロ
    エーテル系の界面活性剤とベースオイルとが用いられる
    特許請求の範囲第5項記載の磁性流体の製造法。
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