【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及非金属复合材料，具体而言，涉及一种复合材料、制备方法及应用。
技术介绍
1、阻尼材料是一种能够吸收振动机械能将其转化为其他形式的能量来降低噪声与振动，广泛用于减振降噪。由于海水环境的复杂性，用于水下装备的减振降噪材料不仅要具备优异的阻尼性能，还要具有优异的力学性能以确保水下装备的可靠性。相对于金属材料，非金属复合材料具有轻质高强、耐腐蚀、阻尼较高和可设计性强的优点，在水下装备上应用越来越广泛。
2、如公开号为cn115782328a的中国专利公开了一种阻尼复合板和制备方法，包括阻尼层和位于阻尼层两侧的约束层，所述阻尼层包括交替层压叠合的橡胶层和树脂层，所述树脂层包括如下重量百分数组分：高阻尼树脂35-45％，硫酸钡35-45％，酚醛树脂8-12％，石油树脂8-12％，所述高阻尼树脂为苯乙烯-异丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物或发泡聚氯乙烯。上述方案制备的阻尼复合板阻尼较高，但力学性能较低，弯曲强度仅为122mpa。
3、公开号为cn101704313a的中国专利公开了一种结构型高阻尼纤维增强复合材料，包括柔性阻尼复合材料中间层、刚性复合材料外层，均为增强纤维和树脂基体复合，增强纤维采用玄武岩纤维、高强或高模玻璃纤维的平纹、缎纹、斜纹织物；中间层的树脂基体采用柔性环氧树脂和普通环氧树脂按一定比例的配合物，外层树脂基体采用普通环氧树脂；柔性环氧树脂环氧值0.2～0.4，用橡胶弹性体、热塑性树脂、有机硅、热致液晶聚合物增韧改性。上述方案制备的复合材料的阻尼较高，力学性能良好，但需要高温后固化，工艺较为复杂
4、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术解决的问题是现有减振降噪材料无法兼顾阻尼性能与力学性能，且通常需要高温固化操作导致工艺难度大，不便于推广。
2、为解决上述问题，本专利技术提供一种复合材料，包括芯材和面层，所述面层位于所述芯材的至少一侧，所述芯材由下述重量份原料组成：柔性环氧树脂10～20份，刚性环氧树脂10～20份，环氧活性稀释剂10～20份，空心微珠50～80份，环氧固化剂5～15份，硅烷偶联剂0.1～3份，疏水型纳米二氧化硅0.01～1份，所述面层由下述重量份原料组成：乙烯基树脂30～70份，固化剂1～2份，所述固化剂为过氧化甲乙酮，异辛酸钴型促进剂0～2份，高强碳纤维织物30～70份。
3、优选的，所述面层位于所述芯材的两侧，所述面层、芯材共同形成夹心结构。所述面层的厚度为2-20mm，所述芯材的厚度为1-1000mm。
4、优选的，所述高强碳纤维织物为t300、t700和t800碳纤维织物中的任一种且采用缎纹或平纹或斜纹或双轴向形式编制，所述乙烯基树脂为粘度在100～400mpa.s的环氧改性乙烯基树脂。
5、优选的，所述柔性环氧树脂为玻璃化温度在0～25℃的环氧树脂，所述刚性环氧树脂为e54、e51或e44环氧树脂中的任一种，所述环氧固化剂为粘度在5～500mpa.s的胺类环氧固化剂，所述硅烷偶联剂为kh550和kh560中的至少一种。作为本专利技术的一个示例，所述柔性环氧树脂的型号为dyd505或der852。
6、优选的，所述空心微珠的粒径为0.1～5mm，所述疏水型纳米二氧化硅的粒径为1～50nm。
7、本专利技术还提供了一种复合材料的制备方法，包括如下步骤：s1、芯材的制备，s2、面层的制备；其中s1包括：
8、s11、将刚性环氧树脂、柔性环氧树脂和环氧活性稀释剂按比例加入真空分散罐中，600～1000r/min分散5～15min；
9、s12、加入硅烷偶联剂，在600～1000r/min分散5～15min；之后加入纳米二氧化硅，在600～1000r/min分散5～15min；再加入空心微珠，100～500r/min分散15-25min；
10、s13、静置消泡后，加入环氧固化剂，100～500r/min分散5～15min，然后注入模具中，常温固化至少24h后脱模形成预制浮力材料块。
11、优选的，s1还包括：s14、根据制品形状将浮力材料块进行下料、粘接和机加工。
12、优选的，s2包括：
13、s21、将芯材表面进行粗糙化处理以形成微流道，之后采用界面剂进行活化处理；作为本专利技术的一个示例，所述微流道采用机加工，砂纸打磨和涂界面剂等方式实现。
14、s22、将高强碳纤维织物采用正交方式铺敷在芯材表面，铺层厚度2mm～20mm，依次铺敷脱模布、导流介质、注胶管路和抽气管路，然后采用2～3层真空袋膜进行密封、保压；
15、s23、按照树脂：固化剂：促进剂＝100:2:0～2进行凝胶30～240min，之后进行树脂灌注，灌注完成后，常温固化至少24h后脱模；其中促进剂调整固化速度，不影响其他性能。
16、本专利技术还提供了所述复合材料在海洋装备领域的应用。
17、相对于现有技术，本专利技术所述复合材料、制备方法及应用具有如下有益效果：
18、(1)强度高，力学性能优异，满足水下装备使用要求；复合材料中面层的拉伸强度≥500mpa，拉伸模量≥50gpa，弯曲强度≥500mpa，弯曲模量≥50gpa；芯材的压缩强度≥40mpa，压缩模量≥1.5gpa；芯材和面层之间的界面粘合强度≥10mpa，材料破坏为主。
19、(2)阻尼性能优异，有利于水下装备减振降噪；复合材料中芯材的平均损耗因子(10～300hz)≥0.08(普通浮力材料仅为0.02)，面层的平均损耗因子(10～300hz)≥0.03。
20、(3)密度低，属于轻质材料，有利于水下装备减重，其中面层的密度≤1.6g/cm3，芯材的密度≤0.60g/cm3。
21、(4)耐压性能优异，可靠性高，经7000次0～4.5mpa水压交变试验后，复合材料的弯曲性能保留率≥85％，浮力材料的压缩性能保留率≥85％，界面粘合强度≥10mpa。
22、(5)海洋环境适应性好，在典型海域试验12个月后，复合材料的弯曲性能保留率≥85％，浮力材料压缩性能保留率≥85％，界面粘合强度≥10mpa。
23、(6)疲劳性能优异，芯材两侧设置面层的典型复合结构经疲劳试验100万次后，材料及界面均无破坏。
24、(7)工艺简便，适用于大型复杂结构水下装备制造，可以大面积推广应用；复合材料中芯材粘接加工、表面活化处理以及面层的真空辅助成型等工艺简便且完全不需要高温后固化，可用于大型复杂结构水下装备制造。
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1.一种复合材料，包括芯材和面层，其特征在于，所述面层位于所述芯材的至少一侧，所述芯材由下述重量份原料组成：柔性环氧树脂10～20份，刚性环氧树脂10～20份，环氧活性稀释剂10～20份，空心微珠50～80份，环氧固化剂5～15份，硅烷偶联剂0.1～3份，疏水型纳米二氧化硅0.01～1份，所述面层由下述重量份原料组成：乙烯基树脂30～70份，固化剂1～2份，所述固化剂为过氧化甲乙酮，异辛酸钴型促进剂0～2份，高强碳纤维织物30～70份。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述面层位于所述芯材的两侧，所述面层、芯材共同形成夹心结构。
3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述高强碳纤维织物为T300、T700和T800碳纤维织物中的任一种且采用缎纹或平纹或斜纹或双轴向形式编制，所述乙烯基树脂为粘度在100～400mpa.s的环氧改性乙烯基树脂。
4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述柔性环氧树脂为玻璃化温度在0～25℃的环氧树脂，所述刚性环氧树脂为E54、E51或E44环氧树脂中的任一种，所述环氧固化剂为粘度在5～
5.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于，所述空心微珠的粒径为0.1～5mm，所述疏水型纳米二氧化硅的粒径为1～50nm。
6.权利要求1-5任一项所述的复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、芯材的制备，S2、面层的制备；其中S1包括：
7.根据权利要求6所述的复合材料的制备方法，其特征在于，S1还包括:S14、根据制品形状将浮力材料块进行下料、粘接和机加工。
8.根据权利要求6所述的复合材料的制备方法，其特征在于，S2包括：
9.权利要求1-5任一项所述复合材料在海洋装备领域的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种复合材料，包括芯材和面层，其特征在于，所述面层位于所述芯材的至少一侧，所述芯材由下述重量份原料组成：柔性环氧树脂10～20份，刚性环氧树脂10～20份，环氧活性稀释剂10～20份，空心微珠50～80份，环氧固化剂5～15份，硅烷偶联剂0.1～3份，疏水型纳米二氧化硅0.01～1份，所述面层由下述重量份原料组成：乙烯基树脂30～70份，固化剂1～2份，所述固化剂为过氧化甲乙酮，异辛酸钴型促进剂0～2份，高强碳纤维织物30～70份。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述面层位于所述芯材的两侧，所述面层、芯材共同形成夹心结构。
3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述高强碳纤维织物为t300、t700和t800碳纤维织物中的任一种且采用缎纹或平纹或斜纹或双轴向形式编制，所述乙烯基树脂为粘度在100～400mpa.s的环氧改性乙烯基树脂。
4.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：张乐显，罗琦，吴医博，康逢辉，吴玉根，张毅，
申请(专利权)人：洛阳船舶材料研究所中国船舶集团有限公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：
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