[發明專利]氨酚醛樹脂基中溫共固化的嵌入式大阻尼復合材料及其制備工藝

有效

• 申請號: 201910054313.8
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN109776893B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 梁森;鄭長升;梁克垚
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: C08L9/02
• 分類號: C08L9/02;C08L11/00;C08K13/02;C08K3/22;C08K5/09;C08K3/04;C08K3/06;C08L61/04;C08K13/04;C08K7/14;B29B7/56;B29B7/72;B29C70/44;B29C70/54
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

本公開涉及一種氨酚醛樹脂基中溫共固化的嵌入式大阻尼復合材料及其制備工藝，其最突出的特性是復合材料層合板中所嵌入的阻尼材料可以與氨酚醛樹脂在加壓、加溫下發生化學交聯形成互穿網絡結構，實現與氨酚醛樹脂玻璃纖維預浸料在165℃發生共固化反應。具體的制作工藝為：使用強極性的四氫呋喃為有機溶劑，將自制阻尼材料溶解成阻尼膠漿，使用刷涂法將阻尼膠漿均勻刷涂于預浸料表面形成阻尼薄膜；按照預定的鋪層順序將帶有阻尼薄膜的預浸料作為一層鋪入到復合材料層合板中，最終經過特定的工藝曲線制成嵌入式中溫共固化阻尼復合材料試件，通過層間剪切實驗及自由振動衰減實驗驗證了本發明粘彈性阻尼材料組分的有效性。

技術領域

本發明涉及阻尼復合材料技術，尤其是涉及一種嵌入式中溫共固化阻尼復合材料及其制備工藝，屬于復合材料動力學改性研究領域。

背景技術

這里的陳述僅提供與本發明有關的背景信息，而不必然構成現有技術。

復合材料結構本身的阻尼特性要比常見金屬的高10-100倍，但是這在應用中仍然偏低，然而復合材料力學性能的可設計性又為其阻尼性能的進一步提高創造了廣闊空間。傳統的被動阻尼處理方法主要有自由阻尼和約束阻尼，它們均屬于事后阻尼處理方式，在使用的過程中阻尼層易脫落、老化，而且層間結合力差。

樹脂基共固化的嵌入式大阻尼復合材料采用一種全新的事前阻尼處理方法，即在構件的設計階段就考慮了阻尼特性，它將三種不同性質的材料(如玻璃纖維、粘彈性阻尼材料和樹脂)，經過化學或物理的方法通過人工或現代加工工藝制作成一種多相復合固體。從它的結構組成上分析，其中有一相在層內是基本上連續的，稱為基體相(如環氧樹脂、雙馬樹脂)；另有一相是分散在層內并且被基體所包容，稱為增強相(如玻璃纖維)；還有一相是在事前就嵌入在結構內部的粘彈性阻尼材料(如未硫化的橡膠)，該結構的基體相、增強相和粘彈性阻尼材料在性能上相互協調，從而能達到大幅度地提高復合材料構件阻尼的目的，得到單一材料難以比擬的綜合力學性能。由于這種事前阻尼處理結構是嵌入在結構內部的，具有不脫落、抗老化等優點，因而在大飛機、高速列車、太空運載器等高科技領域有著廣泛的應用前景。

目前嵌入式共固化復合材料阻尼結構主要采用的預浸料是環氧樹脂和雙馬樹脂纖維預浸料，阻尼材料組分是依靠其與環氧樹脂或雙馬樹脂產生物理溶合和化學交聯以及交聯固化的條件來設計的，目的是要提升整體結構的阻尼性能及層間力學性能。但對于氨酚醛樹脂基的嵌入式共固化復合材料阻尼結構研究的較少，氨酚醛樹脂基復合材料因具有優異的阻燃、防火、低發煙、低毒霧性能，以及耐腐蝕性能在飛機和空間技術、軍事裝備、運輸、采礦、建筑及微電子工業中發揮著重要作用。雖然文獻《低溫共固化高阻尼復合材料》公開了酚醛樹脂低溫共固化工藝，但是這種復合材料由于共固化溫度比較低，在較高溫度情況下長期使用(比如大于90℃以上情況下)阻尼材料容易返原老化，而喪失承載能力，從而限制了該種阻尼復合材料的使用范圍。

發明內容

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提出了一種能和氨酚醛樹脂發生共固化的阻尼材料，開發了一種氨酚醛樹脂基中溫共固化的嵌入式大阻尼復合材料及其制備工藝。

本發明具體采用以下技術方案：

在本發明的第一個方面，提供一種氨酚醛樹脂基中溫共固化的粘彈性阻尼材料，該粘彈性阻尼材料是由以下質量份的原料制成：

丁腈橡膠90～95份；氯丁橡膠5～10份；氧化鋅4～6份；氧化鎂3.5～4.5份；硬脂酸0.8～1.2份；炭黑38～42份；防老劑RD1～1.5份；抗氧劑1010 0.5～1份；SP1045樹脂3～6份；硫磺0.8～1.2份。

在本發明的第二個方面，提供一種上述粘彈性阻尼材料的制備方法，該方法包括以下步驟：

(1)原膠的塑煉：先將丁腈橡膠和氯丁橡膠放入雙輥開煉機中進行塑煉，然后適當減小輥距將其薄通數次，得到塑性膠；