[发明专利]IPN压电阻尼材料

说明书

技术领域

本发明涉及IPN压电阻尼材料，属于功能材料领域。

背景技术

阻尼是解决噪音和振动这一环境污染的有效方法和重要途径。传统阻尼材料主要是高聚物，其中最为有效的是具有IPN结构的共聚物材料。高聚物的阻尼原理是基于其粘弹性，将外场作用的机械能或声能部分的转变成热能散逸，广泛用于火箭、导弹、人造卫星、各种精密仪器设备、汽车火车和建筑装置中。聚合物阻尼材料的实用温度强烈依赖于玻璃化转变温度，而且在实际工程应用中，结构共振、环境温度等因素变化易导致聚合物材料的振动响应发生变化，严重影响了阻尼材料的可靠性和稳定性，成为制约聚合物阻尼材料应用和发展的瓶颈。解决上述问题最有效的方法是开发有机-无机复合的智能阻尼材料。20世纪90年代，制备聚合物基压电阻尼材料的设想一经提出，很快成为材料领域的研究热点。聚合物基压电阻尼材料是由压电相材料和非压电相材料按照一定连通方式合成而构成的一种具有压电效应的复合材料，可实现振动机械能-电能-热能的转化，具有传统聚合物阻尼材料无可比拟的优越性能。

发明内容

以丙烯酸酯、醋酸乙烯酯、聚酯/醚多元醇、扩链剂等为原料，配合使用各种反应助剂，合成多组分丙烯酸酯(PA)IPN或聚氨酯/聚丙烯酸酯(PUA)IPN基体。选择压电材料和导电材料，并对其进行表面改性，或将部分压电材料和导电材料进行原位聚合，使其均匀分散在IPN基体中，并形成良好的界面结合和导电回路，制备PA基或PUA基的IPN压电阻尼材料。这种阻尼材料除具有聚合物IPN基体的粘滞阻尼性能外，还可产生压电阻尼和位错阻尼效应。通过合理设计和控制，可得到粘滞阻尼-压电阻尼-位错阻尼协同效应的高性能阻尼材料。

具体实施方式

实例1室温下在装有电动搅拌器、回流冷凝管、温度计、氮气进出口的四口烧瓶中加入8％的乳化剂(十二烷基硫酸钠及OP-10)及60％去离子水，于65℃同时滴加16wt％的网络I混合单体(甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和二乙烯基苯)和部分过硫酸铵引发剂(0.3wt％网络I单体)，升温至70℃后边升温边滴加其余引发剂，80～85℃反应2h，得网络I乳液。将网络I冷却至60℃，滴加24wt％的网络II混合单体(甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和二乙烯基苯)，溶胀1h后边升温边滴加网络II的引发剂，80～85℃反应1.5h，再升温至90℃反应0.5h，结束反应，得40wt％固含量的丙烯酸酯IPN乳液。

将一定量的压电材料锆钛酸铅(PZT)、导电材料(碳黑、SnO₂)等加入上述IPN乳液中均匀分散，并浇注到模具中成型、干燥，得IPN压电阻尼复合材料。通过极化，即得高阻尼IPN压电复合材料。该压电阻尼材料可在-50～100℃宽温域内提供阻尼值tanδ≥0.5。