[發明專利]一種摻雜空心漂珠的吸音環氧樹脂材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201511034456.0
• 申請日: 2015-12-31
• 公開（公告）號: CN105419242A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 張云飛
• 申請（專利權）人: 珠海云智新材料科技有限公司;珠海云洲智能科技有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K7/26;C08K9/06
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 牛麗霞

技術領域

本發明屬于復合高分子材料領域，涉及一種復合材料及其制備方法，更特別地涉及一種摻雜空心漂珠的吸音環氧樹脂材料及其制備方法。

背景技術

環氧樹脂是聚合物基復合材料中應用最廣泛的基體樹脂之一，由具有環氧基的化合物與多元羥基或多元醇化合物進行縮聚反應而制得的產品，具有優異的粘結性、耐化學腐蝕性、電氣絕緣性能、力學性能，以及易于加工、收縮率低、線脹系數小和成本低廉等優點。

空心漂珠是從熱電廠粉煤灰中漂選出來的硅酸鋁質空心珠體，其外觀為灰白粉狀物，直徑為0.125～0.106m，是一種新型微粒材料，它具有導熱系數低、抗沖擊性能強、耐高溫(800～1200℃)質輕、吸音等特點，且具有良好的化學穩定性。

隨著科技和現代工業的發展，噪聲污染已成為主要污染之一。同時，隨著環保意識的增強，人們對聲音環境的要求也越來越高。吸聲降噪逐漸演變成為一個有關高科技、環境以及人類協調發展急需解決的重要課題，如列車高速形勢所產生的噪聲與振動的吸收和隔離等，尤其是潛艇的“隱聲”技術，由于潛艇用途是隱蔽，在現代反潛技術高度發展的時代，潛艇是否具備良好的隱身性能至關重要，現代戰場上的主要矛盾已經從“打擊”和“抗打擊”逐步向“發現”和“抗發現”轉化，消聲技術的發展是提高潛艇戰斗力和生存能力的最有效措施之一。

空心漂珠的吸聲機理是：當聲波作用到吸聲材料上遇到球形微粒時會產生散射，分散入射的聲能，并發生波形的轉換，使縱波變為剪切波，而剪切變形的損耗因子大于縱波的損耗因子，這增加了聲波的損耗；同時，會使粒子產生振動，增加材料的弛豫吸收效果。

傳統有高分子基吸音材料是以玻璃纖維填充增強為主，其原理是透聲性能好的玻璃纖維增強復合材料制作夾層的面板，利用吸聲材料作夾層，這種結構具有一定的隔音性能；但是它的缺點在于玻璃纖維材料對低頻吸音效果差，而且不保溫，防水、防火的能力差，實用效果一般。

發明內容

本發明的目的是提出一種摻雜空心漂珠的吸音環氧樹脂材料及其制備方法，利用有良好吸音性能的空心漂珠作為填充物，填充到環氧樹脂基體中，制備出有著良好吸音性能的高分子材料。本發明還提出對空心漂珠表面化學改性，大大增加了空心漂珠與環氧樹脂之間的界面相容性，也可以進一步提高環氧樹脂的機械力學性能。固化后的環氧樹脂材料，是一種質輕，力學性能好，可靠性高，防火性能好，有著吸音，隔熱特性且易于成型的高分子復合材料。

本發明的技術方案如下：

一種摻雜空心漂珠的吸音環氧樹脂材料，其由環氧樹脂基體、用于控制環氧樹脂交聯固化的固化劑和空心漂珠組成；所述空心漂珠作為填料填充到所述環氧樹脂基體中。所述環氧樹脂基體和固化劑構成環氧樹脂固化體系。

進一步地，所述環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂；更優選地，為E-54、E-44或E_51。

進一步地，所述固化劑為多元胺類固化劑；更優選地為4，4'-二氨基二苯基甲烷、乙二胺或二氨基二苯基砜。

進一步地：所述空心漂珠是指火力發電廠的廢棄物粉煤灰用水選法提取出的漂浮物，是一種直徑為0.125mm到0.106mm的空心球體。

或者，更優選的，所述空心漂珠是火力發電廠的廢棄物粉煤灰用水選法提取出的漂浮物，直徑為0.125mm到0.106mm的空心球體，再利用表面改性劑進行表面改性所得到的改性空心球體。

所述改性空心球體的制備方法，包括以下步驟：

將未改性的空心漂珠置于去離子水中形成混合物，用超聲波分散儀使其充分分散，加入表面改性劑，持續攪拌該混合物并將其pH值調節到酸性；將該混合物以超聲分散儀加熱分散后將混合物靜置，去除液相物質，固相物質經過無水乙醇充分沖洗后置于干燥環境干燥。所述表面改性劑為3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷、正十八烷基三乙氧基硅烷、正十六烷基三乙氧基硅烷、或正十二烷基三乙氧基硅烷；所述表面改性劑用量為所述空心漂珠的質量的30％到75％；所述去離子水用量為所述空心漂珠的質量的1000％到3000％。所述調節混合物pH值手段為滴加0.1摩爾/升的鹽酸水溶液；將所述混合物pH值調節到pH3到pH5。所述混合物在以超聲分散儀加溫分散的加熱溫度為55℃到75℃，分散時間為40分鐘到120分鐘。

本發明還提供一種摻雜空心漂珠的吸音環氧樹脂材料的制備方法，包括以下步驟：

將環氧樹脂加熱至粘度變小，加入空心漂珠，將該混合物在以超聲分散儀加熱分散；將固化劑加入以上混合物中，再繼續加熱攪拌，待混合均勻后倒模固化。