[發明專利]一種梯度雜化體減振復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200710040573.7
• 申請日: 2007-05-11
• 公開（公告）號: CN101049744A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 晏雄;丁新波;張慧萍
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B32B5/14
• 分類號: B32B5/14;B32B27/00;B29C43/20;B29C43/58;B29C43/24;F16F9/30;C09K3/00
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬于工程材料及制備領域，特別是涉及一種梯度雜化體減振復合材料及其制備方法。

背景技術

由于一般高聚物的阻尼機理主要是利用了在玻璃化轉變區域，高聚物的分子鏈段從玻璃態的“凍結”轉變到了“解凍”狀態，通過分子鏈段之間的摩擦運動，將機械能轉化成焦耳熱而耗散掉。但是有效阻尼溫域(tanδ＞0.3的溫域)比較窄，一般為20～30℃左右；而對高性能阻尼材料而言，一般要求損耗因子tanδ＞0.3的轉變區溫度應達到60℃。因此為了拓寬有效阻尼溫域，研究者通過共混、IPN(互穿聚合物網絡)等技術來達到拓寬有效阻尼溫域的目的，但是效果不是很理想。如共混存在相分離問題而影響材料的力學性能，而且兩個玻璃化轉變區域之間存在阻尼“低谷”，減振效果差；而IPN技術雖然可以極大的拓寬有效阻尼溫域，但是損耗因子tanδ普遍較低，而且產業化較困難。

近年來，利用有機小分子與聚合物形成雜化體得到了高阻尼材料的做法，開創了制備高性能阻尼材料的新概念、新方法。如CPE/DZ有機雜化體材料，當DZ的質量百分比達到80％時，損耗因子tanδ＞4；但是損耗峰的寬度隨著小分子質量比的增加而下降，而且損耗峰移向高溫。因此為了解決這些問題，必須探討新的減振機理，研制新的減振材料。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種梯度雜化體減振復合材料及其制備方法。該減振復合材料有較高的阻尼值和較寬的有效阻尼溫域，減振效果好?？蛇m用于汽車、軌道交通、建筑、機械、家用電器及體育器材等方面。其制備方法簡便易行，成本低，適合工業化生產。

本發明的一種梯度雜化體減振復合材料，包括：沿著復合材料厚度方向，雜化材料的組分呈梯度變化，而不同組分的雜化材料具有各自對應的損耗峰溫度與高度，通過復合材料中多種組分雜化材料來達到拓寬阻尼峰的目的?；w材料選用氯化聚乙烯(CPE)，熱壓成形中，梯度雜化減振復合材料中雜化體組分為雙(2-羥基-3環己基-5-甲基)-苯環ZKF，不同層雜化材料ZKF含量呈梯度變化，為5wt％、15wt％、25wt％或40wt％。根據設計，其中由三層構成的梯度雜化體減振復合材料，其各層所占復合材料的體積比為：V₁∶V₂∶V₃＝60∶35∶5；由四層構成的梯度雜化體減振復合材料，其各層所占復合材料的體積比為：V₁∶V₂∶V₃∶V₄＝40∶45∶10∶5；由五層構成的梯度雜化體減振復合材料，其各層所占復合材料的體積比為：V₁∶V₂∶V₃∶V₄∶V₅＝35∶43∶15∶4∶3。

所述的梯度雜化減振復合材料中，其tanδ＞0.3、0.4以及0.5的溫度范圍分別達到了75℃、61℃和50℃。

本發明的一種梯度雜化體減振復合材料的制備方法，包括下列步驟：

一、混煉

(1)將雙輥筒混煉機的輥筒溫度上升到60～65℃并保持基本穩定；

(2)在輥筒間加入氯化聚乙烯(CPE)粉末，通過輥筒表面溫度使CPE軟化，并在輥筒由于轉速差異而產生的剪切力作用下，使CPE粉末處在半流狀態下，同時用切刀做人工輔助性的混合，混煉5-10分鐘；

(3)在輥筒間加入ZKF有機小分子，由于雙輥筒表面之間的轉速差異，使得ZKF有機小分子在CPE中分散開來，同時用切刀輔助混合，以利于均勻混合，混煉時間約為20-30分鐘；

(4)混煉均勻后，調節雙輥之間的距離，使輥筒表面上膜的厚度達到設計所需厚度，并從輥上把膜以薄片的形式剝下，在室溫下冷卻，以備熱壓成形只用。

(5)重復進行(2)～(4)的操作過程，即可制得不同組分的雜化體混煉薄膜；并根據預先設計的不同雜化體的體積比，準備雜化體混煉料，以便進行梯度雜化體減振復合材料的制備。

二、熱壓成形

(1)將CPE混煉料放在厚度為V₁mm厚的模子內腔中，模子上下都用鋼板夾住，且在鋼板和模子之間用一層高溫防粘膜；

(2)將鋼板移入平板硫化機，卸載條件下以150-160℃預熱5-10分鐘，使混煉料充分熔融；然后在5MPa的壓力下加壓5-10分鐘，使熔融混煉料流動充滿模子內腔；然后再在10～12MPa的壓力加壓5-10分鐘，期間反復加壓、卸載3～5次，排出熔融混料中的氣體；最后用10～12MPa的壓力加壓保形5-10分鐘；