[發明專利]一種高阻尼環氧樹脂復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201110029579.0
• 申請日: 2011-01-27
• 公開（公告）號: CN102146196A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 田農;柴紅梅;孫超明;王凌君;薛忠民;陳淳;吳芮
• 申請（專利權）人: 北京玻鋼院復合材料有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K13/04;C08K7/14;C08K7/06;B29C70/34
• 代理公司: 北京諾孚爾知識產權代理有限責任公司 11242
• 代理人: 龐濤

技術領域

本發明涉及一種高阻尼環氧樹脂復合材料的制備方法，具體講是一種具有可設計且共固化成型的高阻尼環氧樹脂復合材料的制備方法。

背景技術

阻尼復合材料是一種能吸收振動機械能，并將其轉化為其他形式能量(如熱能、電能、磁能、聲能等)的功能復合材料，已廣泛應用于導彈、衛星、飛機、艦船、汽車工業等許多領域，是有效控制其振動和噪聲的途徑之一。

阻尼復合材料按其基體的不同主要分為樹脂基阻尼復合材料、金屬基阻尼復合材料和金屬-樹脂復合阻尼材料。其中，樹脂基阻尼材料因其樹脂基體的粘彈特性，能夠有效吸收振動能，且又具有輕質高強、耐蝕性、施工簡便等特點，已成為阻尼復合材料研究領域的一個熱點。

在眾多樹脂基體中，環氧樹脂以其優異的物理化學性能，在航空航天領域和諸多民用方面得到了廣泛的應用。環氧樹脂基復合材料具有粘彈性樹脂基體的阻尼性能，且界面的存在也提高了復合材料的阻尼性能，此外其基體阻尼性能可調節性強，易加工、成本低，這些優點使得它在阻尼材料領域愈來愈受到重視。

目前，國內外對于高阻尼性能環氧樹脂復合材料的研究較廣泛，但大多加工工藝較為復雜，實施具有一定難度。如：公開號為CN101392090A的中國專利申請公布了一種壓電導電環氧樹脂復合阻尼材料及其制備方法，是將不同導電填料進行酸化和表面處理，并與其它填料混合后，加入到環氧樹脂中加熱攪拌混合而成。公開號為CN101323697A的中國專利申請提供了一種環氧樹脂基壓電復合阻尼材料及其制備方法，將填料經過混合、分散、然后加入固化劑、混合均勻、澆注固化成型；上述兩種方法工藝煩瑣，生產效率低，所用的填料在混料過程中，易產生粉塵污染。

此外，?公開號為CN101786356A的中國專利申請公布了一種共固化高阻尼復合材料的制備方法，是將橡膠阻尼層材料與碳纖維/環氧樹脂預浸料復合，然后采用熱壓罐工藝共固化制備而成。該方法成本高、成型效率低且成型尺寸易受熱壓罐尺寸等因素的影響，其使用范圍受到限制，在民用領域難于推廣應用。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的缺陷，本發明的目的是提供一種工藝簡單、制造成本低、生產效率高且對環境無污染的高阻尼環氧樹脂復合材料的制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種高阻尼環氧樹脂復合材料的制備方法，包括阻尼涂料、纖維織物、環氧樹脂和固化劑；其步驟如下：

1）用阻尼涂料涂覆所述纖維織物構成阻尼鋪層后,?置于室溫下24h干燥；其中，阻尼涂料的涂層厚度為0.1mm-0.3mm；

2）將步驟1）得到的阻尼鋪層以對稱形式穿插于若干層纖維織物中形成層疊狀的阻尼增強材料層；其中，阻尼鋪層的層數與纖維織物的層數比為1∶1-6；

3）取環氧樹脂和固化劑以100∶28-32的質量比例混合，經高速攪拌均勻后，得到VARI用樹脂體系備用；

4）將步驟2）的阻尼增強材料層平鋪于預制的模具中，采用VARI工藝將步驟3）的VARI用樹脂體系灌注于該阻尼增強材料層上與其復合成型；

5）經步驟4）成型的復合材料置于80℃-100℃溫度下固化8h-15h，然后冷卻至室溫后，脫模即成型為所述高阻尼環氧樹脂復合材料。

上述步驟1）所用的阻尼涂料為具有減振吸音效果的涂料，該阻尼涂料的比重為1.2-1.8，損耗因數大于0.15，耐溫大于或等于80℃；所述的纖維織物為玻璃纖維織物或碳纖維織物；構成阻尼鋪層的厚度為0.6mm-1.3mm。

上述的VARI用樹脂體系的粘度在25℃下小于300mpas。

上述的阻尼增強材料層與VARI樹脂體系的質量比為6-7.5∶2.5-4。

由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果如下：1）本發明采用將干燥后的阻尼鋪層與未涂覆阻尼涂料的纖維織物按預先設計順序鋪放至模具當中形成阻尼增強材料層；按配方比例稱取定量環氧樹脂和固化劑混合均勻成樹脂體系；采用VARI工藝將樹脂體系與模具中鋪放的阻尼增強材料層復合，使樹脂體系完全浸透于該阻尼增強材料層中；再按照預先設定的溫度、時間進行固化，即制成本發明所述的環氧樹脂高阻尼復合材料。與傳統的方法相比，其工藝簡單、易操作、成型效率高、成本低、無污染。2）所制備的阻尼復合材料可以通過阻尼鋪層與纖維織物夾設方式的變化調節該阻尼復合材料的阻尼性能，可設計性強。3）由于采用了共固化成型，該阻尼環氧樹脂復合材料在使用過程中不易剝離，與傳統的環氧樹脂復合材料相比，其常溫阻尼因子可提高近11倍。因而適于在交通運輸、建筑、能源等民用領域的減震降噪工程中推廣和應用。