[发明专利]一种多孔压电阻尼复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种多孔压电阻尼复合材料的制备方法，具体为：步骤1、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、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；步骤5、固化成型；步骤6、极化处理。该方法解决了现有技术中复合材料无法形成有效回路的问题。

技术领域

本发明属于复合材料制备技术领域，具体涉及一种多孔压电阻尼复合材料的制备方法。

背景技术

阻尼材料能够有效的抑制噪声污染，还可以有效的减少由振动所产生的疲劳、扭曲等效应，因此广泛的应用于机械制造、船舶制造、汽车制造、飞机制造以及环保降噪等领域。高聚物阻尼材料在受到外力作用时，其内部分子内和分子间的相互作用力或摩擦力来消耗外部能量，使之变成热能损耗掉，从而起到减振阻尼的作用。但阻尼吸声会引起频繁发热，加上高分子耐老化性能差的缺点，极易导致高聚物的快速老化和耐候、耐热性能的降低。针对以上问题，通过共混或共聚方法制备复合材料是一种有效的解决手段。

压电陶瓷是一种可以实现机械能和电能相互转换的无机材料，具有制备成本低、工艺简单、比表面积大、易于掺杂改性等优点。在高聚物阻尼材料中加入压电陶瓷，不但可以提高玻璃化温度，增加其阻尼峰半宽温度，而且能提高力学性能，并可将机械能转变为电能消耗掉，进而降低热能对阻尼材料的影响，延长其使用寿命。但压电陶瓷易出现团聚及分散不均匀的现象，并且在使用过程中，机械能转化的电能无法有效导出消耗，因此常将压电材料与导电材料同时使用，以便压电效应形成的电能在导电回路中转换成热能消耗掉。

中国专利《一种环氧树脂基压电复合阻尼材料及其制备方法》(申请号：2008101408898，授权号：CN101323697B，公告日：2010.09.22)介绍了一种环氧树脂基压电复合阻尼材料及其制法，将环氧树脂，压电陶瓷粉，导电炭黑混合、分散，加入固化剂浇注成型后极化，其在宽温域内(10～100℃)阻尼性能好。但由于陶瓷粉自身易团聚难分散，无机相与聚合物基体界面结合弱，力学性能较差，并且与导电炭黑不连通，无法形成有效回路，阻尼性能有待提高。

中国专利《一种橡胶基压电阻尼复合材料及其制备方法》(申请号：2009102277249，授权号：CN101746993B，公告日：2012.11.28)介绍了一种橡胶基压电阻尼复合材料及其制备方法，包括微米级压电陶瓷粉与导电炭黑混合，并与橡胶基体材料混合，然后经加热、加压固化成型、再经极化得压电阻尼复合材料，其在较宽的频率范围内显著提高了天然橡胶基体材料的阻尼性能。但同样力学性能提升不明显，压电陶瓷粉与导电炭黑在后续混合后不连通，无法形成有效回路。

中国专利《一种具有压电阻尼的碳纤维复合材料层合板及其制备方法》(申请号：201210198864.X，授权号：CN102700203B，公告日：2014.10.29)公开了一种具有压电阻尼的碳纤维复合材料层合板的制备方法，将经极化的压电陶瓷与碳纳米管混合，并将碳纤维预浸料后涂刷预混胶料，放入热压机加压处理制备得到碳纤维复合材料层合板。其常温下阻尼性能好，层间强度有所提高，但碳纤维与基体层间结合，且与压电陶瓷和碳纳米管混合物接触面积有效，无法高效利用“压电导电回路”。

中国专利《一种碳纳米纤维负载钛酸钡材料及其制备方法》(申请号：201510452768.7，公开号：CN106381577A，公告日：2017.02.08)公开了一种可应用于压电导电型减振降噪的碳纳米纤维负载钛酸钡材料，将钛的醇盐、钡盐以及聚合物溶解于有机溶剂后通过静电纺丝法制备纳米纤维，后续经预氧化、碳化得到碳纳米纤维负载钛酸钡材料。此方法未指出如何制备阻尼材料，且其制备的复合材料损耗较大，质量损失高达90％。

发明内容