[发明专利]一种多孔压电阻尼复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种多孔压电阻尼复合材料的制备方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：

步骤1、准备原材料：

准备压电陶瓷粉末或压电陶瓷纤维、可纺导电聚合物A、溶剂A以及阻尼聚合物B、溶剂B、发泡剂B；

步骤2、配制溶液：

将可纺导电聚合物A加入到溶剂A中，混合均匀得到聚合物溶液，再将压电陶瓷粉末或压电陶瓷纤维加入到聚合物溶液中，制备得到纺丝溶液；

将阻尼聚合物B加入到溶剂B中搅拌均匀，然后加入发泡剂B，制备得到阻尼溶液；

步骤3、静电纺丝：

将纺丝溶液置入推进泵中，调整纺丝电压、接收距离、推进速度以及纺丝温度和湿度进行静电纺丝；

步骤4、卧式搅拌收集：

使用盛有阻尼溶液的卧式搅拌机对静电纺丝纤维进行收集，调节搅拌速度，制备得到阻尼复合溶液；

步骤5、固化成型：

将制备的阻尼复合溶液注入模具中，在一定温度下加热保温一段时间后固化成型得到多孔阻尼复合材料；

步骤6、极化处理：

将多孔阻尼复合材料进行极化处理，得到多孔压电阻尼复合材料；

其中步骤2中配制的纺丝溶液按质量百分比由以下物质组成：压电陶瓷粉末或纤维为15％～30％，可纺聚合物A为10％～20％，溶剂A为50％～75％，以上组分质量百分比之和为100％；配制的阻尼溶液按质量百分比由以下物质组成：阻尼聚合物B为25％～40％，发泡剂B为5％～20％，溶剂B为40％～70％，以上组分质量百分比之和为100％；

所述步骤3中静电纺丝参数为：纺丝电压为22kv～30kv，接收距离为16cm～22cm，纺丝溶液推进速度为：0.3mL/h～0.6mL/h，纺丝温度在20℃～30℃，湿度在10％～30％；

所述步骤1中压电陶瓷粉末或压电陶瓷纤维为ZnO、BaTiO₃、BiFeO₃、Bi₄Ti₃O₁₂、KNbO₃、NaNbO₃、Na_0.5K_0.5NbO₃和CdS中的一种或任意几种以任意比例所得的混合物；可纺导电聚合物A为由质量比为1:6-1:2的导电小分子与可纺聚合物组成的混合物；其中，导电小分子为聚乙炔、聚苯胺、聚苯乙炔、聚吡咯、聚3,4-乙撑二氧噻吩或聚苯撑乙烯，可纺聚合物为聚苯乙烯、聚丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、聚氧化乙烯或聚己内酯；溶剂A为N,N—二甲基甲酰胺、四氢呋喃、三氯甲烷和六氟异丙醇中的一种或任意几种以任意比例所得的混合物。

2.根据权利要求1所述的一种多孔压电阻尼复合材料的制备方法，其特征在于，压电陶瓷粉末直径为100-300nm；压电陶瓷纤维直径为30-120nm区间，长径比为3-10。

3.根据权利要求1所述的一种多孔压电阻尼复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中阻尼聚合物B为107室温硫化硅橡胶、聚氨酯、聚氯乙烯和环氧树脂中的一种，溶剂B为汽油、四氢呋喃、三氯甲烷、甲苯和二氯乙烯中的一种，发泡剂B为碳酸氢钠、碳酸氢铵、N,N二亚硝基五次甲基四胺、偶氮二甲酰胺、二苯磺酰肼醚、对甲苯磺酰肼、明矾和偶氮二异丁腈中的一种或任意几种以任意比例所得的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种多孔压电阻尼复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4中卧式搅拌收集，具体为：使用盛有阻尼溶液的卧式搅拌机对静电纺丝纤维进行收集，调节搅拌速度20r/min～120r/min，制备得到静电纺丝纤维与阻尼溶液质量比为1:20-1:10的多孔阻尼复合溶液。

5.根据权利要求1所述的一种多孔压电阻尼复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤5中固化成型，具体为：将制备的阻尼复合溶液注入模具中，在100℃～200℃条件下，加热保温3h～12h固化成型得到多孔阻尼复合材料。

6.根据权利要求1所述的一种多孔压电阻尼复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤6极化处理，具体为：将步骤5得到的多孔阻尼复合材料进行极化处理，极化电压为：1.0-2.0kv/mm，极化温度为：140℃，极化时间为：15min，从而得到多孔压电阻尼复合材料。