[发明专利]氨酚醛树脂基中温共固化的嵌入式大阻尼复合材料及其制备工艺

说明书

本公开涉及一种氨酚醛树脂基中温共固化的嵌入式大阻尼复合材料及其制备工艺，其最突出的特性是复合材料层合板中所嵌入的阻尼材料可以与氨酚醛树脂在加压、加温下发生化学交联形成互穿网络结构，实现与氨酚醛树脂玻璃纤维预浸料在165℃发生共固化反应。具体的制作工艺为：使用强极性的四氢呋喃为有机溶剂，将自制阻尼材料溶解成阻尼胶浆，使用刷涂法将阻尼胶浆均匀刷涂于预浸料表面形成阻尼薄膜；按照预定的铺层顺序将带有阻尼薄膜的预浸料作为一层铺入到复合材料层合板中，最终经过特定的工艺曲线制成嵌入式中温共固化阻尼复合材料试件，通过层间剪切实验及自由振动衰减实验验证了本发明粘弹性阻尼材料组分的有效性。

技术领域

本发明涉及阻尼复合材料技术，尤其是涉及一种嵌入式中温共固化阻尼复合材料及其制备工艺，属于复合材料动力学改性研究领域。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

复合材料结构本身的阻尼特性要比常见金属的高10-100倍，但是这在应用中仍然偏低，然而复合材料力学性能的可设计性又为其阻尼性能的进一步提高创造了广阔空间。传统的被动阻尼处理方法主要有自由阻尼和约束阻尼，它们均属于事后阻尼处理方式，在使用的过程中阻尼层易脱落、老化，而且层间结合力差。

树脂基共固化的嵌入式大阻尼复合材料采用一种全新的事前阻尼处理方法，即在构件的设计阶段就考虑了阻尼特性，它将三种不同性质的材料(如玻璃纤维、粘弹性阻尼材料和树脂)，经过化学或物理的方法通过人工或现代加工工艺制作成一种多相复合固体。从它的结构组成上分析，其中有一相在层内是基本上连续的，称为基体相(如环氧树脂、双马树脂)；另有一相是分散在层内并且被基体所包容，称为增强相(如玻璃纤维)；还有一相是在事前就嵌入在结构内部的粘弹性阻尼材料(如未硫化的橡胶)，该结构的基体相、增强相和粘弹性阻尼材料在性能上相互协调，从而能达到大幅度地提高复合材料构件阻尼的目的，得到单一材料难以比拟的综合力学性能。由于这种事前阻尼处理结构是嵌入在结构内部的，具有不脱落、抗老化等优点，因而在大飞机、高速列车、太空运载器等高科技领域有着广泛的应用前景。

目前嵌入式共固化复合材料阻尼结构主要采用的预浸料是环氧树脂和双马树脂纤维预浸料，阻尼材料组分是依靠其与环氧树脂或双马树脂产生物理溶合和化学交联以及交联固化的条件来设计的，目的是要提升整体结构的阻尼性能及层间力学性能。但对于氨酚醛树脂基的嵌入式共固化复合材料阻尼结构研究的较少，氨酚醛树脂基复合材料因具有优异的阻燃、防火、低发烟、低毒雾性能，以及耐腐蚀性能在飞机和空间技术、军事装备、运输、采矿、建筑及微电子工业中发挥着重要作用。虽然文献《低温共固化高阻尼复合材料》公开了酚醛树脂低温共固化工艺，但是这种复合材料由于共固化温度比较低，在较高温度情况下长期使用(比如大于90℃以上情况下)阻尼材料容易返原老化，而丧失承载能力，从而限制了该种阻尼复合材料的使用范围。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提出了一种能和氨酚醛树脂发生共固化的阻尼材料，开发了一种氨酚醛树脂基中温共固化的嵌入式大阻尼复合材料及其制备工艺。

本发明具体采用以下技术方案：

在本发明的第一个方面，提供一种氨酚醛树脂基中温共固化的粘弹性阻尼材料，该粘弹性阻尼材料是由以下质量份的原料制成：

丁腈橡胶90～95份；氯丁橡胶5～10份；氧化锌4～6份；氧化镁3.5～4.5份；硬脂酸0.8～1.2份；炭黑38～42份；防老剂RD1～1.5份；抗氧剂1010 0.5～1份；SP1045树脂3～6份；硫磺0.8～1.2份。

在本发明的第二个方面，提供一种上述粘弹性阻尼材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)原胶的塑炼：先将丁腈橡胶和氯丁橡胶放入双辊开炼机中进行塑炼，然后适当减小辊距将其薄通数次，得到塑性胶；