金属网夹层结构复合阻尼材料及其制备方法技术

金属网夹层结构复合阻尼材料及其制备方法，本发明专利技术涉及复合阻尼材料及其制备方法，本发明专利技术是要解决现有的阻尼隔声材料的阻尼温域窄的技术问题。本发明专利技术的金属网夹层结构复合阻尼材料是由环氧树脂接枝改性的聚氨酯高分子弹性体与金属丝网复合而成。制法：一、金属网的预处理；二、制备环氧树脂接枝改性的聚氨酯预聚体；三、在预聚体中加入二胺类扩链剂搅拌均匀，得到浇注液；四、将金属网放在模具中，再将浇注液浇注在模腔中，固化后，得到金属网夹层结构复合阻尼材料。该材料的阻尼温域为60℃～130℃，可用于安全防护、现代汽车、船舶、航空航天领域。

【技术实现步骤摘要】
金属网夹层结构复合阻尼材料及其制备方法
本专利技术涉及复合阻尼材料及其制备方法，属于基于质量弹簧结构的局域共振声学材料理论领域。
技术介绍
传统的阻尼层材料是由基体添加一种或多种增强材料(如，长纤维、晶须、纳米粒子颗粒、微珠等等)复合而成的具有分散、嵌入成分的非均匀材料，如纤维增强复合材料、颗粒复合材料、功能材料等复合材料已经在某些结构上得到应用，但这类增强材料在基体中的集中度和两种材料的相互内部连接程度方面均存在局限性，使得复合材料的强度小，而且阻尼效果差。2009年第37卷第5期的《广州化工》上公开的文章《交替多层TPU/SEBS复合材料阻尼隔声性能研究》一文中制备了TPU层与SEBS层交替排列的层状复合材料，其阻尼温域在-44～3度之间，同时其拉伸强度为4.5～20MPa，但这种材料的阻尼温域窄，无法满足现代汽车、船舶、航空航天等领域对于这种材料的要求。
技术实现思路
本专利技术是要解决现有的阻尼隔声材料的阻尼温域窄的技术问题，而提供一种金属网夹层结构复合阻尼材料及其制备方法。本专利技术的金属网夹层结构复合阻尼材料是由环氧树脂接枝改性的聚氨酯高分子弹性体与金属丝网复合而成，其中金属丝网为单层或多层；上述的金属网夹层结构复合阻尼材的制备方法，按以下步骤进行：一、金属网的预处理：将金属网浸于质量百分浓度为5％～20％的稀硫酸溶液中泡20～30min，除去油污，然后用质量百分浓度为5％NaCO3溶液中和，用水冲洗，再用丙酮溶液浸泡1～2h，烘干；然后再浸于质量百分浓度为0.5％～2％的硅烷偶联剂溶液中浸泡2～4h以增加与树脂界面粘结作用，烘干；二、制备环氧树脂接枝改性的聚氨酯预聚体：将端羟基多元醇于在110℃条件下真空脱除水分，降温至50～60℃后滴加脂肪族二异氰酸酯，再升温至80～85℃并保持反应3～4h，得到聚氨酯预聚物；其中脂肪族二异氰酸与多元醇摩尔比为(2.2～2.3)：1；将环氧树脂E-51在110℃条件下真空脱除水分，加入到聚氨酯预聚物中，升温至120～130℃保持反应3～4小时，得环氧树脂接枝改性的聚氨酯预聚体；三、按质量百分比称取15％～25％二胺类扩链剂和75％～85％环氧树脂接枝改性的聚氨酯预聚体；然后将预聚体置于110～115℃的真空烘箱中抽真空处理20～30min，取出后加入二胺类扩链剂，再搅拌2～3min，再置于真空烘箱中抽真空2～3min，得到浇注液；四、将金属网放在模具中，四周固定使其各向张力相同,再将浇注液浇注在模腔中，然后在温度为95～120℃恒温干燥箱中固化20～24小时，得到金属网夹层结构复合阻尼材料。本专利技术通过在环氧树脂接枝改性的聚氨酯预聚体中添加了二胺类扩链剂然后浇注成型，利用声子晶体的“局域共振”耗能机制，提高低频吸声性能和阻尼性能，实现“小尺寸控制大波长”，是一种轻量化阻尼隔声复合材料。本专利技术的金属网夹层结构复合阻尼材当使用温度高于玻璃化温度Tg时,有效阻尼因子(tanδ>0.3)可以在60℃～130℃的温度范围内保持一个较好的阻尼性能。同时本专利技术的金属网夹层结构复合阻尼材兼具轻量化、阻尼优异的粘弹阻尼复合材料。聚氨酯弹性体可在较宽的硬度范围内具有较高的弹性及强度、优异的耐磨性、耐油性、耐疲劳性及抗振性。将金属网填充到聚氨酯材料中可构成一种高效而经济的复合结构，具有优良的抗冲击吸能性能、疲劳特性与断裂性能。本专利技术的金属网夹层结构复合阻尼材料在工程防护、建筑加固、军工事业、抗冲击安全防护、现代汽车、船舶、航空航天等领域都具有广阔的应用前景，尤其是对国防建设、重大工程和产业结构升级具有重要的推动作用。附图说明图1是实施例1制备的单层铜网夹层结构复合阻尼材料的结构示意图；其中1为铜网，2为环氧树脂接枝改性的聚氨酯高分子弹性体；图2为实施例1制备的单层铜网夹层结构复合阻尼材料的动态力学曲线图；图3为实施例2制备的单层铜网夹层结构复合阻尼材料的结构示意图；其中1为铜网，2为环氧树脂接枝改性的聚氨酯高分子弹性体。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式的金属网夹层结构复合阻尼材料是由环氧树脂接枝改性的聚氨酯高分子弹性体与金属丝网复合而成，其中金属丝网为单层或多层；具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是金属丝网为黄铜网、紫铜网或钢网；其它与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是金属丝网的金属丝为平纹或斜纹编织；其它与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是金属丝网的目数为10～100目；其它与具体实施方式一至三之一相同。具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是金属丝网的金属丝的直径为0.06毫米～0.5毫米；其它与具体实施方式一至四之一相同。具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是弹性体的厚度按每层金属丝网1毫米～3厘米计；其它与具体实施方式一至五之一相同。具体实施方式七：具体实施方式一所述的金属网夹层结构复合阻尼材的制备方法，按以下步骤进行：一、金属网的预处理：将金属网浸于质量百分浓度为5％～20％的稀硫酸溶液中泡20～30min，除去油污，然后用质量百分浓度为5％NaCO3溶液中和，用水冲洗，再用丙酮浸泡1～2h，烘干；然后再浸于质量百分浓度为0.5％～2％的硅烷偶联剂溶液中浸泡2～4h以增加与树脂界面粘结作用，烘干；二、制备环氧树脂接枝改性的聚氨酯预聚体：将端羟基多元醇于在110℃条件下真空脱除水分，降温至50～60℃后滴加脂肪族二异氰酸酯，再升温至80～85℃并保持反应3～4h，得到聚氨酯预聚物；其中脂肪族二异氰酸与多元醇摩尔比为(2.2～2.3)：1；将环氧树脂E-51在110℃条件下真空脱除水分，加入到聚氨酯预聚物中，升温至120～130℃保持反应3～4小时，得环氧树脂接枝改性的聚氨酯预聚体；三、按质量百分比称取15％～25％二胺类扩链剂和75％～85％环氧树脂接枝改性的聚氨酯预聚体；然后将预聚体置于110～115℃的真空烘箱中抽真空处理20～30min，取出后加入二胺类扩链剂，再搅拌2～3min，再置于真空烘箱中抽真空2～3min，得到浇注液；四、将金属网放在模具中，四周固定使其各向张力相同,再将浇注液浇注在模腔中，然后在温度为95～120℃恒温干燥箱中固化20～24小时，得到金属网夹层结构复合阻尼材料。具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式七不同的是步骤一中所述的硅烷偶联剂为KH550、KH560或KH570；其它与具体实施方式七相同。具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式七或八不同的是步骤二中所述的端羟基多元醇为端羟基聚丁二烯(HTPB)、聚醚多元醇(PPG)或聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)；其它与具体实施方式六或七相同。具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式七至九之一不同的是步骤二中所述的脂肪族二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)；其它与具体实施方式七至九之一相同。具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式七至十之一不同的是步骤二中所述的二胺类扩链剂为3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷(MOCA)或2,4-二氨基-3,5-二甲硫基氯苯(TX-2)；其它与具体实施方式七至十之一相同。用以下实施例验证本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属网夹层结构复合阻尼材料，其特征在于该材料是由环氧树脂接枝改性的聚氨酯高分子弹性体与金属丝网复合而成，其中金属丝网为单层或多层。

【技术特征摘要】
1.一种金属网夹层结构复合阻尼材料，其特征在于该材料是由环氧树脂接枝改性的聚氨酯高分子弹性体与金属丝网复合而成，其中金属丝网为单层或多层。2.根据权利要求1所述的一种金属网夹层结构复合阻尼材料，其特征在于具金属丝网为黄铜网、紫铜网或钢网。3.根据权利要求1或2所述的一种金属网夹层结构复合阻尼材料，其特征在于金属丝网的金属丝为平纹或斜纹编织。4.根据权利要求1或2所述的一种金属网夹层结构复合阻尼材料，其特征在于金属丝网的目数为10～100目。5.根据权利要求1或2所述的一种金属网夹层结构复合阻尼材料，其特征在于金属丝网的金属丝的直径为0.06毫米～0.5毫米。6.制备权利要求1所述的一种金属网夹层结构复合阻尼材料的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：一、金属网的预处理：将金属网浸于质量百分浓度为5％～20％的稀硫酸溶液中泡20～30min，除去油污，然后用质量百分浓度为5％NaCO3溶液中和，用水冲洗，再用丙酮浸泡1～2h，烘干；然后再浸于质量百分浓度为0.5％～2％的硅烷偶联剂溶液中浸泡2～4h以增加与树脂界面粘结作用，烘干；二、制备环氧树脂接枝改性的聚氨酯预聚体：将端羟基多元醇于在110℃条件下真空脱除水分，降温至50～60℃后滴加脂肪族二异氰酸酯，再升温至80～85℃并保持反应3～4h，得到聚氨酯预聚物；其中脂肪族二异氰酸与多元醇摩尔比为(2.2～2.3)：1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓东，崔向红，苏桂明，李天智，姜海键，陈明月，方雪，
申请(专利权)人：黑龙江省科学院高技术研究院，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23