[发明专利]一种车用新型石墨烯环保阻尼材料及其制备方法

说明书

本发明属于水性阻尼材料领域，特别涉及一种车用新型石墨烯环保阻尼材料及其制备方法。将水性丙烯酸酯、水性聚氨酯、聚硅氧烷、中空纤维、经过层层自组装处理的稀土氧化物空心微球、石墨烯泡沫、膨润土混合均匀，所得阻尼材料具有空腔吸声结构和粘弹性阻尼特性的双重吸声机理,在车用阻尼材料方面实现消声，替代传统沥青阻尼板，具有环保等优点。

技术领域

本发明属于水性阻尼材料领域，特别涉及一种车用新型石墨烯环保阻尼材料及其制备方法。

背景技术

车辆的NVH问题是国际汽车业各大整车制造企业和零部件企业关注的问题之一，其中NVH是噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness)的英文缩写。有统计资料显示，整车约有1/3的故障问题是和车辆的NVH问题有关系，而各大公司有近20％的研发费用消耗在解决车辆的NVH问题上。

随着人们环保意识的不断提高以及各国环保法规的相继出台，绿色汽车已经成为未来汽车发展的必然趋势，因而如何使汽车满足环境保护的要求，便提到了汽车厂商们的议事日程。而环保型阻尼新材料作为未来汽车阻尼材料发展的主流，必将在其中扮演非常重要的角色，可以预测在不久的将来，更高性能的复合材料将更大范围地应用在汽车和铁路机车领域中。近几年，随着交通领域发展步伐加快，轿车、高铁、地铁数量的增长带动新材料行业快速发展，环保型阻尼新材料市场稳中有升，加之全球经济的逐渐复苏，阻尼复合材料在轿车以及铁路机车上应用加快，阻尼材料的需求量将会稳步持续上升。

发明内容

本发明提供了一种车用新型石墨烯环保阻尼材料，主要利用阻尼材料的特性以及阻尼结构的合理设计，达到减振降噪的目的，按照重量份数计算包括：

其中，水性丙烯酸酯具有较好的耐高温性能，耐老化性能，常见的如VN954、VN937、VN960、VN65、VN68、VN68S、VN710、VN605、VN610、VN650、VN825；

水性聚氨酯主要包括聚醚型水性聚氨酯、聚酯型水性聚氨酯以及聚烯烃型水性聚氨酯，具有高强度、耐磨损等性能，安全无毒、不污染环境等优点，如AMS-2066、44V20、BC-6555、SP-90、BY-6555、PU-2890、QJ-6555、HK718、PU-3777A、IMK-800、PU-6011等；

且水性丙烯酸酯树脂能够与水性聚氨酯形成一种半互穿的聚合物网络结构，具有强迫互容、界面互穿、双向连续和协同阻尼的作用，

聚硅氧烷是分子结构中含有元素硅的有机高分子合成材料，其特殊的分子结构使得聚硅氧烷的分子间作用较小且分子间呈现较高的柔顺态，具有良好的亲水性、耐低温性、润滑性以及良好的生理惰性，具体如氨基聚醚聚硅氧烷、糖类改性聚醚聚硅氧烷、聚氨酯-聚醚聚硅氧烷嵌段共聚硅氧烷、二苯甲酮类聚醚聚硅氧烷、羧基改性聚醚聚硅氧烷等；

中空纤维是一种具有自支撑性能的、横截面沿轴向具有空腔的化学纤维管状材料，能够有效提高材料的阻尼性能以及力学性能，常见的如聚砜，聚醚砜、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、纤维素类、聚醚矾酮等；

经过层层自组装处理的稀土氧化物空心微球的制备方法如下：

(1)稀土氧化物空心微球的制备

将5mL～10mL聚合物乳液加入20mL～50mL去离子水中，超声分散20min～40min后，加入分散剂和5～10mol/L的稀土盐水溶液，超声分散后移入100mL的三口烧瓶中，升温至90℃后，以0.5～1mL/min的速度滴加质量浓度为25～30wt％的尿素水溶液，滴完后恒温反应6～8h，抽滤，滤饼用去离子水洗涤，然后置于50℃的恒温干燥箱中干燥12h，即得到聚合物/稀土氧化物复合微球，将聚合物/稀土氧化物复合微球均匀铺在坩埚中，将坩埚放入马弗炉中500℃～900℃下煅烧4小时，冷却至室温(25℃，下同)后得到稀土氧化物空心微球，