[發(fā)明專利]一種吸聲阻尼泡沫夾芯復(fù)合材料及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710147971.2
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN106945375A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉連河;張樹華;王馨晨;付攀;李國英;張茂偉
• 申請（專利權(quán)）人: 青島海洋新材料科技有限公司
• 主分類號: B32B27/40
• 分類號: B32B27/40;B32B27/18;B32B27/20;B32B27/28;B32B27/08;B32B33/00;C08L79/08;C08L75/08;C08J9/12;C08J9/14;C08G73/10;C08G18/66;C08G18/48
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種泡沫夾芯復(fù)合材料，屬于聚合物基輕質(zhì)復(fù)合材料范疇，具體涉及一種具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的聚氨酯-聚酰亞胺泡沫夾芯吸聲阻尼材料及其制造方法。

背景技術(shù)

泡沫夾芯材料在二十世紀(jì)四十年代就已作為復(fù)合材料使用，聚氨酯泡沫夾芯板，它具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、良好的抗沖擊吸能特性,已廣泛用于建材行業(yè)。玻璃棉夾芯板具有良好的吸聲、隔聲、耐溫、阻燃特性，廣泛用于建筑、船舶、海洋工程平臺(tái)的隔聲吸聲場合。聚氨酯-聚酰亞胺泡沫材料具有良好的吸聲、隔聲性能,耐溫、阻燃、低煙密度是一種可替代超細(xì)玻璃棉且對人體無害的泡沫吸聲材料,合理地在材料表面涂膜可以提高其低頻段的吸聲性能。泡沫夾芯吸聲阻尼復(fù)合材料能夠削弱噪音與震動(dòng)，具有隔音、絕熱、減振、降噪、抗疲勞等性能。目前在航空、航天、航海及海洋工程領(lǐng)域?qū)哂械兔芏取⑽曌枘釡p振降噪復(fù)合材料的需求不斷增加，由于夾芯復(fù)合材料具有良好的比強(qiáng)度、大阻尼特性，廣泛應(yīng)用于艦艇、潛水器、海洋工程平臺(tái)的吸聲、阻尼、減振、降噪等領(lǐng)域。

中國專利CN 201110037996.X報(bào)導(dǎo)了一種夾心阻尼復(fù)合材料，由外層、內(nèi)層和阻尼層構(gòu)成。其中外層為結(jié)構(gòu)層，是一種高剛度纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料，內(nèi)層為夾心層，由硬質(zhì)泡沫塑料構(gòu)成。阻尼層位于結(jié)構(gòu)層與結(jié)構(gòu)層之間或位于結(jié)構(gòu)層與夾心層之間。材料的外層和內(nèi)層共同構(gòu)成夾心結(jié)構(gòu)，以提供材料整體的剛度和強(qiáng)度，使材料具有較高的結(jié)構(gòu)阻尼減振降噪性能。

中國專利CN200810054400.5涉及一種泡沫夾芯整體結(jié)構(gòu)復(fù)合材料及其制備方法。該復(fù)合材料包括上面層、下面層和泡沫夾芯層,泡沫夾芯層與上、下面層用縫合線縫合為一個(gè)整體,并采用樹脂傳遞模塑工藝一次注射成型，上面層和下面層的外表面平整光滑。本發(fā)明的復(fù)合材料整體性好,使用壽命長,形狀結(jié)構(gòu)尺寸精確,并且力學(xué)性能優(yōu)良。

中國專利CN201510024686.2一種環(huán)氧泡沫夾芯復(fù)合材及其制造方法。該夾芯復(fù)合材料由芯材、面材和阻尼層構(gòu)成。芯材為一種空心玻璃微珠增強(qiáng)環(huán)氧泡沫塑料，面材為玻纖網(wǎng)格布增強(qiáng)環(huán)氧玻璃鋼，阻尼層為聚醚型聚氨酯彈性體。本發(fā)明的夾芯復(fù)合材料采用具有優(yōu)良粘結(jié)性能和阻尼性能的聚氨酯彈性體，作為泡沫芯材與芯材、芯材與面材之間的黏結(jié)阻尼層，制得的泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、絕熱、阻尼、減振、降噪一體化功能，從而提升材料的綜合性能。

以上專利均未涉及到具有耐溫、阻燃、低煙、低毒、吸聲、阻尼、減振、降噪功能一體化的聚氨酯-聚酰亞胺泡沫夾心復(fù)合材料的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種低密度、低煙密度、耐溫、阻燃、吸聲、阻尼、減振、降噪夾心復(fù)合結(jié)構(gòu)材料。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供的吸聲阻尼泡沫夾芯復(fù)合材料，包括外層、內(nèi)層和阻尼層，其中材料的外層為結(jié)構(gòu)層，由纖維布增強(qiáng)聚氨酯彈性體構(gòu)成；材料的內(nèi)層為夾芯層，由開孔聚氨酯-聚酰亞胺泡沫組成；阻尼層位于外層與內(nèi)層之間；

制備方法如下：聚氨酯-聚酰亞胺泡沫體作為芯材，表面涂布阻尼涂層，涂層外表面敷貼面材經(jīng)室溫或加溫固化，制備具有吸聲阻尼復(fù)合結(jié)構(gòu)的泡沫夾芯材料。

所述的開孔聚氨酯-聚酰亞胺泡沫由下列重量份數(shù)的組分制成：

制備工藝為：

在備有攪拌器、溫度計(jì)及回流冷凝器的三口瓶中，投入芳香二酐和極性溶劑，充分?jǐn)嚢璨⒕徛郎兀腆w芳香二酐全部溶解，加入胺化物反應(yīng)至清澈溶液時(shí)，降溫加入脂肪醇進(jìn)行回流酯化反應(yīng)，制得清澈透明二酸二酯溶液。降溫到60℃以下，加入催化劑將溶液攪拌到恒溫，制得前驅(qū)體溶液。

前驅(qū)體溶液按比例加入聚醚多元醇、泡沫穩(wěn)定劑、催化劑、發(fā)泡劑、阻燃劑配制泡沫組合溶液。泡沫組合溶液與異氰酸酯指數(shù)是1.0～1.05的多異氰酸酯快速攪拌均勻。倒入模具中自由發(fā)泡反應(yīng)制得泡沫中間體，泡沫中間體脫粘后脫模，從模具中取出，放入微波爐或電熱鼓風(fēng)干燥箱中固化，制得聚酰亞胺泡沫體，并測試泡沫性能。泡沫組合溶液與多異氰酸酯的重量比是100:100～105。

上述所述的芳香二酐包括：3,3，,4,4，-二苯醚四羧酸二酐(ODPA)、3,3，,4,4，-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)、3,3，,4,4，-聯(lián)苯四羧酸二酐(BPDA)、1,2,4,5-均苯四羧酸二酐(PMDA)。

胺化物包括：4，4，-二氨基二苯醚、3，3，-二氨基二苯基砜、4，4，-二氨基二苯基甲烷、2，6-二氨基吡啶、對苯二胺、端氨基聚醚(D-2000、T-403)。