[發(fā)明專利]具有環(huán)境友好高阻尼性能的納米復(fù)合材料、其制備方法和應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111057337A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁偉忠
• 申請（專利權(quán)）人: 南京同寧新材料研究院有限公司
• 主分類號: C08L31/04
• 分類號: C08L31/04;C08L9/02;C08K9/06;C08K3/04;C08K5/18;C08K7/00;C08K5/524
• 代理公司: 南京泰普專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32360
• 代理人: 竇賢宇

本發(fā)明公開了一種具有環(huán)境友好高阻尼性能的納米復(fù)合材料、其制備方法和應(yīng)用，屬于功能高分子材料、功能復(fù)合材料領(lǐng)域。具體步驟為：將氧化石墨烯、羥基功能化碳納米管進(jìn)行表面硅烷化改性，再與丁腈橡膠粉末和聚醋酸乙烯酯顆粒、抗氧化劑共混，通過雙螺桿擠出機(jī)復(fù)合擠出，造粒，獲得由石墨烯與碳納米管復(fù)合丁腈橡膠?聚醋酸乙烯酯阻尼材料。本發(fā)明制備的納米復(fù)合阻尼材料具有寬溫域、高阻尼系數(shù)的特點(diǎn)，可用汽車、火車、地鐵內(nèi)飾的減振降噪；所述合成方法簡單易行，原料均可工業(yè)化生產(chǎn)，具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能高分子材料、功能復(fù)合材料領(lǐng)域，尤其是一種具有環(huán)境友好高阻尼性能的納米復(fù)合材料、其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

現(xiàn)代工業(yè)、航空航天、交通運(yùn)輸領(lǐng)域的快速發(fā)展，噪音與振動問題日益嚴(yán)重。噪聲影響機(jī)械的產(chǎn)品精度、縮短機(jī)械零部件使用壽命、危害人們的身心健康。車內(nèi)的噪聲與振動直接影響乘坐的舒適性。為此，世界各大汽車公司都相應(yīng)制訂了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，車內(nèi)噪聲控制成為汽車領(lǐng)域重要的研究方向之一。塑料體系有聚醚型聚氨酯（PUR）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚酯、環(huán)氧樹脂（EP）、互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物（IPN），以及金屬粉、陶瓷粉、玻璃微珠填充高分子材料。橡膠體系有天然橡膠、丁基橡膠、異戊橡膠、乙丙橡膠等合成橡膠。減振涂料包括PUR、丙烯酸酯類、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、瀝青等。汽車行進(jìn)中的振動及噪音主要來自于發(fā)動機(jī)、輪胎、懸掛系統(tǒng)及風(fēng)阻等區(qū)域。以汽車底盤為例，鋼板厚度多在0.8~1.2 mm之間，其自身的損耗因子約為0.0001~0.0006，用于車身結(jié)構(gòu)后約為0.003~0.03，不足以滿足抗振減噪要求，需要加裝阻尼片。目前阻尼片多用瀝青板材，在低溫下發(fā)脆，阻尼性能也不好，難以滿足長期使用。丁基橡膠是一種環(huán)保型的橡膠阻尼材料，車輛的部位和震動頻率不同，每個(gè)地方阻尼片的材質(zhì)是不一樣的，丁基膠在某些部位是瀝青很好的替代材料，但在很多地方還無法取代。丁基膠的質(zhì)地太軟，汽車制造設(shè)備在鋪裝的時(shí)候較為麻煩。在一些需要較好強(qiáng)度的地方，丁基橡膠無能為力。

利用丁苯橡膠與聚醋酸乙烯酯優(yōu)異的寬溫域高阻尼性能，將其按照一定比例復(fù)合，同時(shí)為提高阻尼材料的力學(xué)性能，通過石墨烯與碳納米管進(jìn)行增強(qiáng)改性，所得到的環(huán)境友好型高阻尼聚合物材料將在汽車、火車、地鐵、機(jī)器設(shè)備的減震抗噪方面具有廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：提供一種具有環(huán)境友好高阻尼性能的納米復(fù)合材料、其制備方法和應(yīng)用，將氧化石墨烯、羥基功能化碳納米管進(jìn)行表面硅烷化改性，再與丁腈橡膠粉末和聚醋酸乙烯酯顆粒、抗氧化劑共混，通過雙螺桿擠出機(jī)復(fù)合擠出，造粒，獲得由石墨烯與碳納米管復(fù)合丁腈橡膠-聚醋酸乙烯酯阻尼材料。本發(fā)明將商品化的氧化石墨烯、碳納米管進(jìn)行表面改性，與商品化的丁腈橡膠粉末、聚醋酸乙烯酯顆粒以及抗氧化劑進(jìn)行復(fù)合，雙螺桿擠出、造粒，獲得環(huán)境友好的高阻尼性能的納米復(fù)合材料。

技術(shù)方案：一種具有環(huán)境友好高阻尼性能的納米復(fù)合材料的制備方法，其具體步驟如下：

步驟一、氧化石墨烯和羥基功能化碳納米管改性：

分別將氧化石墨烯、羥基功能化碳納米管用其質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.5-5%的硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面修飾改性；

步驟二、共混、造粒：

將1-6%質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面改性后的石墨烯與碳納米管，與丁腈橡膠粉末和聚醋酸乙烯酯顆粒、抗氧化劑共混，通過雙螺桿擠出機(jī)復(fù)合擠出，造粒，獲得由石墨烯與碳納米管復(fù)合丁腈橡膠-聚醋酸乙烯酯阻尼材料。

本發(fā)明中，所述氧化石墨烯是單層氧化石墨烯、雙層氧化石墨烯、三層氧化石墨烯中的一種或幾種。

本發(fā)明中，所述羥基功能化碳納米管是單壁碳納米管、雙壁碳納米管、多壁碳納米管中的一種或幾種。

本發(fā)明中，所述硅烷偶聯(lián)劑是KH540，KH550，KH560，KH602中的一種或幾種。

本發(fā)明中，所述抗氧化劑是芳胺、受阻酚、亞磷酸酯中的一種或幾種。