本发明属于智能材料，包括剪切增稠液和磁流变液，具体涉及一种具有磁流变效应的剪切增稠液及其制备方法。
背景技术：
1、剪切增稠液(简称stf)是一类浓颗粒悬浮液。当施加的剪切速率或剪切应力超过一临界值时，剪切增稠液会发生剪切增稠现象，其粘度迅速增长，可增大几倍至几十倍。剪切增稠液发生剪切增稠现象的特点是响应速度快、过程可逆，当应力撤去时流体会恢复到初始状态。剪切增稠液只需要在外力作用下就能实现性能转变，不需要额外施加电场或磁场。
2、剪切增稠液在稳态剪切时表现出的高粘度和振荡剪切时表现出的高储能和损耗模量表明剪切增稠液具有良好的能量吸收特性。作为一种新型智能材料，剪切增稠液由于具有响应迅速、响应力大、可逆性好等力学特性使其在减震隔振、人体防护、安全电池和多功能复合材料等领域具有很大的应用潜力。
3、磁流变液(简称mrf)是一种新型的磁流变智能材料，主要组成成分包括磁性颗粒、油性载液和添加剂。磁流变液在外磁场的作用下，能产生明显的磁流变效应，表现为类似固体的性质。而当撤除外加磁场的作用时，流体又恢复原来的流动性质，即在液态和固态之间进行快速可逆的转换。磁流变体作为一种用途广泛、性能优良的智能材料，近年来在汽车、建筑、振动控制等领域得到广泛应用。然而，以磁流变类材料为基础的装置在工作时，往往需要施加外部磁场或电场，一旦出现电路故障，装置就会失去其作用和意义。此外，磁流变液中的磁性微粒可能在潮湿气氛或外界压力等因素的作用下产生团聚与粘连。
4、在工程结构振动控制领域，磁流变材料和剪切增稠材料已经发展成为最具有前途的两类智能材料，基于这两类材料研发的各种减振装置或智能回执单元可广泛应用于大型土木工程结构中以改变或调整结构的动力特性。磁流变材料和剪切增稠材料分别具有各自的优缺点，磁流变材料能够依赖外部磁场，为减振执行装置提供自调节功能，实现性能可控的目标，弥补了剪切增稠材料性能不可控的不足；而剪切增稠材料能够被动响应外界环境激励，帮助减振执行装置实现自适应和自增强的功能，可以有效改善磁流变材料断电后无保护的劣势。现阶段，磁流变材料已经成为土木工程结构耗能阻尼器的重要填充材料，剪切增稠材料则主要应用于土木工程结构的关键限位位置。结合两类材料各自特点，统一剪切增稠材料的速率敏感特性和磁流变材料的磁敏特性为一体，研发具有自适应、自增强和自调节功能的减振执行装置并应用于重要工程结构的抗震减振中，将具有十分重要的理论意义和工程实用价值。
技术实现思路
1、本发明的目的之一在于提供一种具有磁流变效应的剪切增稠液，以解决磁流变材料断电后无保护，磁性颗粒易发生团聚的问题。
2、本发明的目的之二在于提供一种具有磁流变效应的剪切增稠液的制备方法。
3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
4、第一方面，一种具有磁流变效应的剪切增稠液，称为磁流变剪切增稠液(mr-stf)，包括分散介质、分散相和磁性颗粒，所述分散介质为聚乙二醇，分散相为球形二氧化硅；
5、所述磁流变剪切增稠液，按照总质量计，由质量百分含量为15～30％的聚乙二醇、质量百分含量为15～30％的球形二氧化硅和质量百分含量为50～65％的磁性颗粒组成。
6、作为本发明进一步的方案，所述聚乙二醇与球形二氧化硅的质量比为1:0.7～1.8；作为优选，所述聚乙二醇与球形二氧化硅的质量比为1:0.8～1.5。
7、作为本发明进一步的方案，所述聚乙二醇的分子量范围为200～600。
8、作为本发明进一步的方案，所述球形二氧化硅的平均粒径范围为20nm～1000nm；作为优选，所述球形二氧化硅的平均粒径范围为200nm～500nm。
9、作为本发明进一步的方案，所述磁性颗粒的质量百分比按照所述磁流变剪切增稠液总质量计，包括50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％或65％。
10、作为本发明进一步的方案，所述磁性颗粒选自铁粉、铁的氧化物、羰基铁、碳化铁、镍、钴、马氏体不锈钢等软磁材料中的一种或多种组合。
11、作为本发明进一步的方案，所述磁性颗粒的平均粒径范围为0.1μm～100μm，作为优选，所述磁性颗粒的平均粒径范围为1μm～20μm。
12、第二方面，一种具有磁流变效应的剪切增稠液的制备方法，包括以下步骤：
13、s1.制备剪切增稠液(stf)：按照质量百分比称量各组分，将聚乙二醇与球形二氧化硅按照1:0.7～1.8的质量比球磨混合均匀，得到剪切增稠液；
14、s2.制备磁流变剪切增稠液(mr-stf)：将磁性颗粒倒入s1得到的剪切增稠液中，继续球磨混合均匀，得到磁流变剪切增稠液。
15、作为本发明进一步的方案，所述s1中球磨时间为24～48h，s2中球磨时间为20～28h。
16、作为本发明进一步的方案，所述球磨转速为180～240rpm。
17、需要说明的是，上述采用球磨混合的制备方法适用于制备少量样品供实验探索测试使用，制备大量的磁流变剪切增稠液可以采用高剪切均质机通过细化均质分散的方法进行制备。
18、与现有技术相比，本发明的有益效果：
19、1.本发明提供了一种具有磁流变效应的剪切增稠液及其制备方法，通过结合剪切增稠材料和磁流变材料各自的特点，制备得到的磁流变剪切增稠液应用在重要工程结构中的减振执行装置中可提供提供有效材料支撑，帮助减振执行装置实现自适应和自增强的功能，提高断电后磁流变材料的保护能力。
20、2.本发明利用球形二氧化硅具有的高比表面积和大孔隙体积，在聚乙二醇体系中，提高磁性颗粒的分散性，能够有效避免断电后磁流变剪切增稠液中磁性颗粒发生聚集导致的沉降问题。该磁流变剪切增稠液的原材料易获得，安全可靠；制备方法工艺流程短，操作简单安全，适用性广。磁流变剪切增稠液可以统一剪切增稠材料的速率敏感特性和磁流变材料的磁敏特性为一体，为研发具有自适应、自增强和自调节功能的减振执行装置并应用于重要工程结构中提供了材料支撑。通过合理化的成分调控与配置，可实现优异的流变性能和广泛的应用前景。
1.一种具有磁流变效应的剪切增稠液，称为磁流变剪切增稠液，其特征在于，包括分散介质、分散相和磁性颗粒，所述分散介质为聚乙二醇，分散相为球形二氧化硅；
2.根据权利要求1所述的一种具有磁流变效应的剪切增稠液，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量范围为200～600。
3.根据权利要求1所述的一种具有磁流变效应的剪切增稠液，其特征在于，所述聚乙二醇与球形二氧化硅的质量比为1:0.7～1.8。
4.根据权利要求3所述的一种具有磁流变效应的剪切增稠液，其特征在于，所述聚乙二醇与球形二氧化硅的质量比为1:0.8～1.5。
5.根据权利要求1所述的一种具有磁流变效应的剪切增稠液，其特征在于，所述球形二氧化硅的平均粒径范围为20nm～1000nm。
6.根据权利要求5所述的一种具有磁流变效应的剪切增稠液，其特征在于，所述球形二氧化硅的平均粒径范围为200nm～500nm。
7.根据权利要求1所述的一种具有磁流变效应的剪切增稠液，其特征在于，所述磁性颗粒选自铁粉、铁的氧化物、羰基铁、碳化铁、镍、钴、马氏体不锈钢等软磁材料中的一种或多种组合。
8.根据权利要求1所述的一种具有磁流变效应的剪切增稠液，其特征在于，所述磁性颗粒的平均粒径范围为0.1μm～100μm。
9.根据权利要求8所述的一种具有磁流变效应的剪切增稠液，其特征在于，所述磁性颗粒的平均粒径范围为1μm～20μm。
10.一种如权利要求1～9任一项所述的具有磁流变效应的剪切增稠液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
