[發明專利]一種具有納米核殼結構的點陣金屬復合結構及其制備方法

在審

• 申請號: 201710114392.8
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106866896A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 張錢城;張志家;金峰;韓賓
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C08F283/10
• 分類號: C08F283/10;C08F220/14;C08F220/18;C08F220/06;C09D151/08;C09D133/12;C09D133/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明屬于超輕多孔金屬材料技術領域，具體涉及一種具有納米核殼結構的環氧樹脂/丙烯酸脂阻尼涂層-點陣金屬復合結構及其制備方法。

背景技術

超輕多孔金屬材料是近些年來隨著材料制備以及機械加工技術的迅速發展而出現的一類新穎多功能材料。其芯體具有高孔隙率，其微結構按規則程度可分為無序和有序兩大類，前者包括閉孔泡沫鋁材料，而后者包括二維點陣結構材料(如波紋結構)與三維桁架結構材料(如金字塔結構、四面體結構)。

目前，金屬類點陣夾層復合材料，由于其自身結構阻尼系數較小，需要通過復合結構改善其減振降噪性能，現有結構方式是在芯體中灌封阻尼樹脂材料，此方式會引起整體結構質量較大增加，對于重量控制嚴格的場合需要尋找新的復合結構方式進一步實現減重要求。納米核殼結構的環氧/丙烯酸脂阻尼涂層具有較高損耗因子，最大值可達到2.12，其相對于普通金屬的損耗因子高出了3～4量級。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種結合點陣夾層結構和納米核殼結構的環氧/丙烯酸脂阻尼涂層材料各自優勢，通過復合的方式實現各自的功能優勢集成，實現多種功能融合于一身的一種具有納米核殼結構的環氧樹脂/丙烯酸脂阻尼涂層-點陣金屬復合結構及其制備方法。

本發明采用以下技術方案：

一種具有納米核殼結構的點陣金屬復合結構制備方法，包括以下步驟：

S1、采用模壓或者折疊技術制備有序多孔結構的點陣芯體，然后采用金屬清洗劑清洗去除面板和所述點陣芯體的油污和銹跡，采用釬焊、激光焊或環氧膠膠接技術將所述面板和所述點陣芯體連接制成點陣結構金屬夾層板；

S2、將占核殼乳液質量30～40％的去離子水和占單體混合液質量1～2％的乳化劑混合攪拌均勻，然后分別滴加占核殼乳液質量9～11％的甲基丙烯酸甲脂、9～11％的丙烯酸丁脂和7～9％的環氧樹脂的單體混合液，超聲細化0.5～1小時，制成核層預乳液；

S3、將占核殼乳液質量10～20％的去離子水和占單體混合液總質量1～2％的乳化劑混合攪拌均勻，然后分別滴加占核殼乳液質量5～7％的甲基丙烯酸甲脂、5～7％的丙烯酸丁脂和0.5～0.7％的丙烯酸的單體混合液，預乳化0.5～1小時，制成殼層預乳液；

S4、將占單體混合液總質量1～2％的乳化劑、占核殼乳液質量5～10％的去離子水和占單體混合液總質量0.3～0.5％的pH調節劑混合，攪拌，升溫至70～80℃，平行滴加步驟S2制備的所述核層預乳液和占單體總質量0.8～1％的引發劑水溶液，反應2～3h，制得核層聚合物；在所述核層聚合物乳液中添加占單體混合液總質量1～2％的乳化劑，然后平行滴加步驟S3制備的所述殼層預乳液和占單體混合液總質量0.8～1％的引發劑水溶液，保持70～80℃，反應5～6小時，降溫至20～30℃，調pH值到7～8，得到核殼結構的環氧/丙烯酸酯復合乳液；

S5、將步驟S1制備的所述點陣結構金屬夾層板浸入步驟S4制備的所述環氧/丙烯酸酯復合乳液中，浸漬5～30秒，形成均勻涂覆的薄膜阻尼層，在烘箱內保持100～120℃靜置5～10分鐘；

S6、步驟S5重復2～6次形成不同厚度的所述阻尼層3，在烘箱內保持100～120℃靜置1～1.5h，去除聚乙烯保護薄膜，得到點陣金屬-樹脂基阻尼涂層復合結構。

進一步的，步驟S1中，所述點陣芯體為波紋結構或金字塔結構。

進一步的，步驟S1中，所述金屬夾層板的材質包括不銹鋼、純鋁、鋁合金、鈦合金或鎳合金。

進一步的，步驟S4中，所述pH調節劑為碳酸氫鈉，所述引發劑為過硫酸銨。

進一步的，所述單體混合液包括甲基丙烯酸甲脂、丙烯酸丁脂、環氧樹脂和丙烯酸，所述甲基丙烯酸甲脂、丙烯酸丁脂、環氧樹脂和丙烯酸的質量比為20:20:10:1，所述乳化劑包括質量比1～2:1的烷基酚聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯鈉鹽和烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸鹽混合物。

進一步的，所述點陣芯體的相對密度為0.01～0.15。

進一步的，所述步驟S2、S3和S4在氮氣保護下進行。

進一步的，步驟S5中，將所述點陣結構金屬夾層板勻速提拉，使溶液均勻地流掛在所述面板內側和點陣芯體的表面。

進一步的，最終形成的所述阻尼層的厚度為0.1～1mm。