[發明專利]粘彈性阻尼材料及嵌入式共固化阻尼復合材料制作工藝

有效

• 申請號: 201410188502.1
• 申請日: 2014-05-06
• 公開（公告）號: CN104004305A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 梁森;張乾;李雪
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: C08L27/12
• 分類號: C08L27/12;C08K3/04;C08K5/3492;C08K5/3415;B29C70/44
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

技術領域

本發明屬于復合材料動力學改性工藝研究領域，尤其是一種粘彈性阻尼材料及嵌入式共固化阻尼復合材料制作工藝。

背景技術

目前，嵌入式共固化復合材料阻尼結構是利用復合材料力學性能的可設計性將三種不同性質的材料，通過物理或化學的方法經人工或現代工藝復合而成的一種多相固體。從它的組成和結構上分析，其中有一相在層內基本上是連續的稱為基體相如樹脂，而另一相是分散在基體中，被基體所包容的稱為增強相如碳纖維，還有一相是各向同性的粘彈性阻尼材料。其基體相、增強相和粘彈性阻尼材料在性能上起協調作用，從而達到大幅度地提高復合材料構件阻尼的目的，得到單一材料難以比擬的綜合力學性能，具體結構如圖1所示。與傳統的阻尼結構相比這種事先阻尼處理形式是鑲嵌在基體材料內部的，具有不脫落、抗老化等優點，在航空、航天、高速列車等高科技領域有著廣泛的應用前景。然而這種材料的耐高溫性能作為一個重要的考量指標影響其應用范圍，目前最高固化溫度(180℃)的嵌入式共固化阻尼復合材料使用溫度最多能夠達到150℃，在更高環境溫度下，阻尼材料將快速老化，致使強度和層間結合性能迅速下降，導致嵌入式共固化阻尼復合材料結構失效。因此，需要一種能夠耐高溫并且同時保證高阻尼的嵌入式共固化阻尼復合材料結構。

發明內容

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種粘彈性阻尼材料及嵌入式共固化阻尼復合材料制作工藝，該工藝制作的嵌入式共固化阻尼復合材料結構能夠耐高溫而且常溫情況能夠保持高阻尼。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種粘彈性阻尼材料，按質量分數包括以下原材料組分：

氟橡膠99.5～100.5份；炭黑29.5～30.5份；三烯丙基異氰脲酸酯13.5～14.5份；硫化劑雙-253.5～4.0份；N，N’-間苯撐雙馬來酰亞胺1.3～1.7份。

所述炭黑為990牌號炭黑。

一種利用粘彈性阻尼材料制備嵌入式共固化阻尼復合材料的工藝，步驟如下：

1)阻尼材料原膠的制作，按照粘彈性阻尼材料的配方稱取各組分物質，在開煉機上將各個組分混煉成未硫化的原膠，膠料的加料順序為：先將氟橡膠加入混煉機，混煉1分鐘，氟橡膠便均勻充滿壓輥，再將混合在一起的三烯丙基異氰脲酸酯、硫化劑雙-25和990牌號炭黑一同加入，混煉10分鐘，混合物均勻充滿壓輥，再放入N，N’-間苯撐雙馬來酰亞胺，混煉5分鐘均勻后，減小壓輥的輥距，再打三角包滾煉10遍，確保混煉均勻后，調節輥距出2mm厚度的未硫化的原膠薄片，平鋪放入聚四氟乙烯的隔離板中待用；

2)粘彈性阻尼薄膜的制作，采用刷涂或噴涂工藝制作粘彈性阻尼薄膜，所謂刷涂或噴涂工藝就是先將步驟1)制備的粘彈性阻尼材料原膠按照質量1:3.5的比例溶于四氫呋喃溶液中，制成膠漿，然后刷涂或噴涂在復合材料預浸料T700/QY260表面，晾干四氫呋喃溶劑后，檢查阻尼層厚度是否滿足設計要求，如果不滿足就繼續刷涂或噴涂直到滿足設計厚度為止，在粘彈性阻尼材料原膠裸露面再鋪上一層復合材料預浸料T700/QY260，這樣就在復合材料預浸料T700/QY260上制備出粘彈性阻尼薄膜，放入隔離布后再放入冷藏室保存待用；

3)鋪層和構件制作，從冷藏室取出已刷涂或噴涂有粘彈性阻尼材料原膠的復合材料預浸料T700/QY260，室溫下放置4小時后，根據所需總厚度在其上下兩側各鋪上復合材料預浸料T700/QY260，使整體達到所需厚度，置于模具中，密封好真空袋，放入熱壓罐，按照固化工藝曲線，經升溫，加壓，抽真空流程完成成型，降溫泄壓后打開熱壓罐，取出，即為已經制成的嵌入式共固化耐高溫阻尼復合材料構件。

所述步驟2)中，將未硫化的原膠在開煉機上壓制成薄片，再用剪刀切碎成細長薄條放入四氫呋喃溶液中后，攪拌均勻再密封48小時，待完全溶解之后，就配制成膠漿；將液態的膠漿均勻刷涂或噴涂在碳纖維預浸料T700/QY260表面，在通風良好處晾干，晾干后再進行下一次刷涂，直到阻尼層厚度滿足設計要求為止。

所述步驟2)中，因為未硫化的原膠和有機溶劑的配比是確定的，所以刷涂一次的厚度是均勻的，通過改變刷涂或噴涂的次數來確定最終的阻尼層厚度，實驗得出在預浸料上刷涂4次其阻尼薄膜的厚度能達到0.1mm。