[發明專利]一種聚砒硌為導電通道的壓電阻尼材料及制備方法

有效

• 申請號: 201410102861.0
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103881253B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 王緒文;王兵;樊寧波
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: C08L23/34
• 分類號: C08L23/34;C08L9/02;C08L7/00;C08L75/04;C08L63/00;C08L79/04;C08K13/02;C08K5/47;C08K5/40;C08K5/31;C08K3/06;C08K3/00;C08G73/06;B2
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所41112
• 代理人: 陸君

技術領域

本發明屬于功能復合材料領域，尤其是涉及一種聚砒硌為導電通道的壓電阻尼材料及制備方法。

背景技術

已知的，壓電阻尼材料是在高分子材料中填入壓電填料和導電填料，當材料受到振動時，壓電填料能將振動能轉變為電能，再由導電填料將電能轉變為熱能耗散出去，達到減振的目的，其原理是利用高分子材料的粘彈特性和壓電填料的壓電效應，實現機械能-電能-熱能的轉變。

大多數專利（公開號CN?101191000A，CN101486811A，???CN101649073A，CN101328302A，CN101392090A）發明的壓電阻尼材料采用導電炭黑、石墨、碳纖維、碳納米管作為導電填料，?通過機械共混的方式將導電填料混入到壓電阻尼材料中，導電填料和壓電陶瓷粉之間通過機械共混的方式形成一系列微觀的導電通道，實現電能到熱能的轉變。

采用導電炭黑、石墨、碳纖維、碳納米管作為導電填料，雖然可以實現壓電阻尼材料能量轉換過程，但需要在聚合物基體中添加大量的導電填料。當壓電阻尼材料中含有大量的導電填料時，由于導電填料的電導率一定，壓電阻尼材料將具有很強的頻率依賴性，不適宜制作寬頻的阻尼材料。另外，導電填料與壓電陶瓷粉之間是通過機械共混的方式結合在一起，這種方式會導致導電填料和壓電陶瓷粉各自之間大量的聚集，不能充分發揮每一個壓電陶瓷粉的能量轉換作用，使其能量轉換效率較弱，阻尼性能較差。

發明內容

為了克服背景技術中的不足，本發明公開了一種聚砒硌/壓電陶瓷粉復合材料及制備方法，以及以聚砒硌/壓電陶瓷粉復合材料為導電通道的壓電阻尼材料及制備方法。

為了實現所述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種聚砒硌為導電通道的壓電阻尼材料，所述壓電阻尼材料的的組分按重量份為：橡膠100份，促進劑1～5份，硫磺1～5份，防老劑1～3份，云母粉50～200份，環氧樹脂10～100份，聚砒硌/壓電陶瓷粉復合材料100～1000份；其中所述聚砒硌/壓電陶瓷復合材料的的組分按重量份為：壓電陶瓷粉100份，砒硌單體30～60份，引發劑15～30份；所述壓電陶瓷粉是鈮鎂鋯鈦酸鉛型壓電陶瓷、鋯鈦酸鉛型壓電陶瓷或改性鈮鎂鋯鈦酸鉛型壓電陶瓷中的一種。

本發明所述的橡膠為丁腈橡膠、天然橡膠、氯磺化聚乙烯、聚氨酯橡膠中的一種。

本發明所述促進劑為二硫化二苯并噻唑DM、二苯胍D和四甲基二硫代秋蘭姆TMTD中的一種或兩種。

本發明所述的防老劑為防老劑4010NA、防老劑AW、防老劑D中的一種。

本發明所述云母粉為80目、200目和325目中的一種或兩種。

本發明所述環氧樹脂為E-51、E-44中的一種或兩種。

本發明所述壓電陶瓷粉的粒徑為1-10um。

一種聚砒硌/壓電陶瓷粉復合材料的制備方法，使用化學氧化原位聚合法，包括以下步驟：

（1）配制溶液：首先向三口燒瓶中加入壓電陶瓷粉，然后將三口燒瓶固定在帶攪拌裝置的鐵架臺上，將燒瓶約四分之三部分浸入到70℃～80℃的恒溫水浴中，開啟攪拌器，再向三口瓶中加入蒸餾水，將粘在燒瓶壁上的物料沖入三口瓶底部，使其和蒸餾水混合。水浴70℃～80℃恒溫10～20min后，在攪拌狀態下，先將砒硌逐漸加入到三口瓶中，再將鹽酸逐漸加入到三口瓶中，攪拌得到黑色混合溶液；

（2）恒溫反應：在強力攪拌下，水浴恒溫反應進行24~28小時；

（3）后處理：反應完成后，關閉水浴，待反應物冷卻后，用真空抽濾裝置進行過濾，然后用無水乙醇洗滌，一般洗3~4次，得到黑色粉末，此時粉末呈濕態粘結在一起。將得到的黑色粉末裝入到培養皿中，在自然狀態下使乙醇逐漸揮發，根據環境溫度一般需要24~48小時，然后用研缽研磨黑色粉末使其分散開，再將材料放入到100℃～110℃的烘箱中干燥2～3小時。

一種聚砒硌為導電通道的壓電阻尼材料，包括以下步驟：

（1）坯料的制備：按配方，將橡膠在開煉機上塑煉后，加入聚砒硌/壓電陶瓷粉復合材料、環氧樹脂、云母粉、防老劑、促進劑、硫磺，混煉均勻；

（2）硫化：將坯料在金屬模具中壓力為10～12MPa，溫度為150～160℃，硫化時間為20～40min條件下，硫化成型成膠料；