[發明專利]一種蜂窩夾芯復合結構材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410211039.8
• 申請日: 2014-05-19
• 公開（公告）號: CN104057658A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 汪東;沈衡;趙寧;張小莉;董海俠
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: B32B15/06
• 分類號: B32B15/06;B32B25/08;B32B27/04;B32B3/12
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明屬于材料領域，涉及一種阻尼材料，具體涉及一種蜂窩夾芯復合結構材料及其制備方法。

背景技術

振動不僅會造成機械結構的損壞，降低機器、儀表或工具的精度，而且還向周圍輻射噪聲，污染環境，給當前社會造成的危害日趨嚴重。因此，研究開發性能優異的阻尼材料或結構，對減振降噪有著十分重要的意義。

阻尼材料主要工作原理是吸收振動機械能并將其轉化為其他形式的能量(如熱能、電能、磁能、聲能等)而耗散。作為傳統的阻尼材料，聚合物基阻尼材料利用其玻璃化轉變區內的粘性阻尼特性，具有很好的減震降噪效果，并且比重輕、易于加工，應用非常廣泛。然而，聚合物基阻尼材料存在著有效阻尼溫域較窄以及機械強度較低等缺點，這些都不同程度地限制了其在工程中的實際應用。

蜂窩結構材料由于其本身輕質，具有很高的比強度和比剛度，近年來在高速列車、航空、航天等領域得到了廣泛的應用，粘彈性的高分子彈性體或者高分子流體具有優異的阻尼性能，但其強度和剛度卻很低，難以滿足實際工程應用中對材料的需求。將兩者結合，有望得到同時具有高強度和高阻尼性能的結構材料。

發明內容

本發明的目的在于解決上述問題，提供一種蜂窩夾芯復合結構材料及其制備方法，實現高強度和高阻尼性能的結合，同時具有制備工藝簡單可靠、穩定性好、使用壽命長及綠色環保等優點，滿足交通運輸及航空、航天等領域應用的需求。

本發明提供的蜂窩夾芯復合結構材料，包括蜂窩基體材料、填充材料及密封層；

所述填充材料嵌于所述蜂窩基體材料中；

所述密封層位于所述蜂窩基體材料的上下表面。

上述材料中，所述填充材料為阻尼材料，具體為粘彈性的高分子流體，更具體為以離子液體為溶劑的高分子溶液或液體高分子；

其中，所述以離子液體為溶劑的高分子溶液中，離子液體為[EMIM][TFSI]、或[BMIM]Ac，高分子為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或聚氨酯(PU)，可為PMMA/[EMIM][TFSI]溶液，PVP/[EMIM][TFSI]和PU/[BMIM]溶液，其中具體為PMMA/[EMIM][TFSI]溶液，所述高分子PMMA的重均分子量為100,000-500,000，具體為350,000，質量百分濃度為5-20％，具體為8-15％。

所述液體高分子具體為液體聚異丁烯(PIB)或液體聚丁二烯(PB)，所述液體聚異丁烯(PIB)重均分子量為3,000-30,000，具體為8,000；所述液體聚丁二烯(PB)的重均分子量為5,000-20,000，具體為10,000。

所述蜂窩基體材料為芳綸紙蜂窩芯或鋁蜂窩芯；

所述密封層由密封劑和/或交聯劑制得；

所述密封劑為硅橡膠，具體為Dow Corning186液體硅橡膠；

所述交聯劑為多臂巰基交聯劑，具體為三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)。

所述蜂窩夾芯復合結構材料的最大阻尼因子為2-3，具體為2；

阻尼因子tanδ>1的溫度范圍為-20到45℃，頻率范圍為1到100Hz。

本發明提供的制備所述蜂窩夾芯復合結構材料的方法，包括如下步驟：

先將所述密封劑和/或交聯劑涂覆在所述蜂窩基體材料的一個表面后，固化，再將所述阻尼材料填充到蜂窩基體材料的蜂窩孔中，抽真空，再用所述密封劑和/或交聯劑涂覆在所述蜂窩基體材料的另一個表面進行固化，得到所述蜂窩夾芯復合結構材料。

上述方法的抽真空步驟中，真空度為0-500mbar，具體為200mbar，時間為0.5-1小時，具體為0.5小時。該抽真空步驟的目的是排除蜂窩孔中的空氣。

所述固化步驟中，固化方法為加熱固化或紫外照射固化。

具體的，所述加熱固化步驟中，溫度為50-80℃，具體為60℃，時間為2-5小時，具體為3小時；

所述紫外照射固化步驟中，紫外線的波長為300-400nm，具體為365nm，照射時間為0.5-2小時，具體為1小時。

另外，上述本發明提供的蜂窩夾芯復合結構材料在制備阻尼減振材料中的應用，也屬于本發明的保護范圍，其中，所述阻尼減振材料為交通運輸材料或航空航天材料。