[發明專利]一種三元壓電阻尼材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201611046257.6
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN108084593A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 洛陽尖端技術研究院;洛陽尖端裝備技術有限公司
• 主分類號: C08L27/06
• 分類號: C08L27/06;C08L79/02;C08K9/10;C08K7/24;C08K3/24;C08J5/18
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;盧軍峰

本發明公開了一種三元壓電阻尼材料的制備方法，包括：用原位聚合的方法制備聚苯胺包覆的碳納米管粉末；用原位聚合的方法制備聚苯胺包覆的鋯鈦酸鉛壓電陶瓷粉末；將上述兩種粉末加入到有機溶劑中，超聲分散均勻；將聚氯乙烯與分散均勻的聚苯胺包覆的碳納米管粉末和聚苯胺包覆的鋯鈦酸鉛壓電陶瓷粉末按比例混合均勻，流延成膜，干燥，制得三元壓電阻尼材料。本發明采用導電聚苯胺包覆導電相粒子和壓電相粒子，結合溶液混合和流延方法制備薄膜，克服了粉末粒子團聚、分散不均勻的缺陷，且聚氯乙烯(PVC)具有自熄性以及聚苯胺被廣泛應用在防腐材料中，兩者結合制備智能壓電阻尼材料有利于實現減震、降噪的效果。

技術領域

本發明涉及復合材料領域，具體而言，涉及一種三元壓電阻尼材料及其制備方法。

背景技術

機械設備高速運轉引起的震動、噪音嚴重污染了環境，給人類的生活帶來了諸多不便。阻尼材料在交通、建筑等領域的應用有望達到減震降噪的目的。智能型阻尼材料是在聚合物基體中填入壓電粒子和導電粒子，當材料受到振動時，壓電粒子將振動能量轉換為電荷，導電粒子將其轉換成熱能散發出去，從而揮發減震作用。目前，高聚物阻尼材料用作吸振材料能防止或減輕機械震動對部件的破壞，已被廣泛應用在HJ、dd、精密儀器等。

但是，在現有的阻尼材料中，常由于偶聯劑與聚苯胺和聚氨酯之間的相容性差或偶聯劑選擇不當而導致界面粘結性差，從而影響電能與機械能、熱能之間的相互轉換，此外，單獨的聚苯胺導電性小于包覆了聚苯胺的CNTs的導電性。因此，導電相和偶聯劑限制了聚合物三元壓電阻尼材料性能的提升。且在將阻尼材料制備成薄膜的過程中，常出現粒子團聚、分散不均勻的缺陷。

發明內容

針對相關技術中的問題，本發明提出一種用于制備三元壓電阻尼材料的方法，以解決現有技術中的阻尼材料性能較差的問題。

根據本發明的一個方面，提供了一種用于制備三元壓電阻尼材料的方法，包括：用原位聚合的方法制備聚苯胺包覆的碳納米管粉末；用原位聚合的方法制備聚苯胺包覆的鋯鈦酸鉛壓電陶瓷粉末；將聚苯胺包覆的碳納米管粉末和聚苯胺包覆的鋯鈦酸鉛壓電陶瓷粉末加入到有機溶劑中，超聲分散均勻；將聚氯乙烯與分散均勻的聚苯胺包覆的碳納米管粉末和聚苯胺包覆的鋯鈦酸鉛壓電陶瓷粉末按比例混合均勻，流延成膜，干燥，制得三元壓電阻尼材料。

在上述方法中，在用原位聚合的方法制備聚苯胺包覆的碳納米管粉末的步驟中，包括：將碳納米管與苯胺按比例加入到丙酮和鹽酸中；在N2保護及冰水冷卻下滴入過硫酸銨溶液，進行反應，反應后過濾洗滌反應產物；以及將過濾后的產物真空干燥，制得聚苯胺包覆的碳納米管粉末。

在上述方法中，將碳納米管與苯胺按重量比3:1～5:1的比例加入到丙酮和1mol/L的鹽酸中。

在上述方法中，反應時間為1～2h，以及過濾并用稀鹽酸溶液洗滌反應產物，直至洗滌濾液用BaCl2溶液滴定無沉淀為止。

在上述方法中，將過濾后的反應產物在40～70℃下真空干燥10～15h。

在上述方法中，在用原位聚合的方法制備聚苯胺包覆的鋯鈦酸鉛壓電陶瓷粉末的步驟中，包括：將苯胺、濃鹽酸、蒸餾水、鋯鈦酸鉛壓電陶瓷按比例放入反應釜中,其中，濃鹽酸的摩爾濃度為10～12mol/L；在N2保護及冰水冷卻下滴入過硫酸銨溶液，進行反應，反應后過濾洗滌反應產物；將過濾洗滌后的反應產物真空干燥，制得聚苯胺包覆的鋯鈦酸鉛壓電陶瓷粉末。

在上述方法中，鋯鈦酸鉛壓電陶瓷與苯胺的重量比為3:1～5:1。

在上述方法中，在反應后過濾洗滌反應產物的步驟中，包括反應1～2h后，將反應產物過濾，用異丙酮洗滌，再用蒸餾水洗滌至中性，用氨水浸泡，再次過濾。

在上述方法中，將過濾后的反應產物在40～70℃下真空干燥20～30h。