本发明专利技术提供了一种具备良好性能的粘弹性阻尼材料及其制备方法。所述具备良好性能的粘弹性阻尼材料由A组分和B组分按照体积比1:0.8～1:1.1反应得到。A组份是由50～70份的低官能度多异氰酸酯和20～50份聚醚多元醇合成的半预聚物；B组份25～60份二胺类扩链剂，30～65份端氨基聚醚；B组分还包括导电碳纳米管，导电碳纳米管为改性后的碳纳米管；导电碳纳米管在粘弹性阻尼材料中的重量分数为5.5～7.0％。本发明专利技术所述的具备良好性能的粘弹性阻尼材料可以精准控制导电阻尼材料在渗流阈值区域内的导电性能突变。而且导电相能够形成完整的导电通道并有效的将电荷转化为热能而耗散，可现出一定的自适应阻尼控制性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料领域，具体涉及粘弹性阻尼材料，尤其涉及一种具备良好性能的粘弹性阻尼材料及其制备方法。
技术介绍
随着机械制造、交通运输和建筑施工行业的发展，各种大功率机械动力设备不断增加，其带来的振动和噪声危害也日益突出。振动不但会造成工程结构的损坏和寿命的降低，而且影响机械和仪器仪表的工作效率、工作质量和工作精度。此外，长期暴露在振动和噪声环境工作的人，会产生各种不适和多方面的病症。因此，控制振动和噪声是迫切需要解决的问题之一，必须采取相应的减振降噪措施加以控制。解决振动和噪声问题的方法很多，粘弹性阻尼材料是控制振动和噪声最有效的方法之一。粘弹性阻尼材料是一种具有减振降噪功能和一定密封性的特种材料，可以广泛用于飞机、船舶、车辆以及各种机械的减振和降噪。当振动或噪音由基体传递到高分子材料时，机械振动将被化为大分子链或链段的运动，通过分子间的内摩擦力把力学能转化为热能，起到阻尼效果。一般在玻璃化转变温度附近，链段能充分运动，但又跟不上，所以滞后现象严重，阻尼效果好，在玻璃化转变区内将出现一个内耗的极大值，一般玻璃化转变温域愈大，温域值与环境愈符合，其阻尼效果愈好。填料是组成阻尼材料的重要组成部分，对其阻尼性能的影响极其重大。由于填料间的相互摩擦及填料与高分子间的摩擦作用，限制了分子的运动，增加了应力与应变之间的相位滞后，大幅度地提高了损耗模量和损耗角正切，而储能模量增加幅度也较大，通常能使互穿聚合物网络IPN材料的玻璃化转变温度向高温方向移动，扩大了阻尼温域。而且，无论填料的活性如何，都能减弱分子间的交联缠结，降低交联密度，使阻尼因子变大。专利技术专利申请200910017943.4公开了“一种喷涂聚氨酯-脲阻尼减振降噪材料”。所述喷涂型聚氨酯-脲阻尼减振降噪防护材料由等体积的A、R两组分组成，经高压撞击混合设备混合后喷涂到混凝土底材上，瞬间就形成一层性能优异的阻尼减振降噪防护涂层。所述A组分为异氰酸酯与聚合物多元醇生成的半预聚体；R组分为端氨、羟基聚醚、二胺类扩链剂和助剂形成的混合物。该材料具有固化速度快、粘弹性好、强度大、阻尼减振降噪性能优异等优点，能够在复杂、恶劣环境条件下高效率施工。然而，该阻尼材料不具备电学性能，而且其可用阻尼温度区域较窄，仅为_5°C?45°C。与常规填料不同的是，功能填料通过自身种类、大小、用量以及结构形态对高分子材料的阻尼性能产生影响。例如，通过引入导电相，除了粘弹性导电阻尼材料的阻尼损耗因子增大外，阻尼材料电学性能的质变同样是导电相使得阻尼材料的应用领域得到极大拓展的主要贡献。专利技术专利ZL200810226184.8公开了 “一种压电导电环氧树脂复合阻尼材料及其制备方法”。所述环氧树脂复合阻尼浆料包含有以下组分:环氧树脂100重量份数、橡胶3?60重量份数、压电填料5?80重量份数、导电填料3?30重量份数。其中环氧树脂预聚物为双酚A型环氧树脂；橡胶为常温下为液态的橡胶；压电填料为平均粒径在2?8 μπι的压电陶瓷；导电填料为碳系导电材料。将包括以上所述各组分在内的组分按所述含量充分混合均匀并加入固化剂固化，得到环氧树脂阻尼复合材料。本专利技术的压电导电环氧树脂复合阻尼材料具有优良的消除噪声、振动和防静电等阻尼效应。然而，由于其导电性能有限，在电学性能参数要求较高的
一一如复合阻尼钢板的焊接、精密阻尼器机械零件的成型加工等，该压电导电环氧树脂复合阻尼材料无法达到使用性能技术指标。此外，该阻尼材料的阻尼机理为机械能-电能-热能的转换机制，在拉伸或压缩受力状态下阻尼效果尚佳，而在剪切或扭转受力状态下则阻尼作用相对受限。
技术实现思路
本专利技术提供了一种具备良好性能的粘弹性阻尼材料及其制备方法。本专利技术所述的具备良好性能的粘弹性阻尼材料可以精准控制导电阻尼材料在渗流阈值区域内的导电性能突变。此外，本专利技术所述的粘弹性阻尼材料中，导电相能够形成完整的导电通道并有效的将电荷转化为热能而耗散，可现出一定的自适应阻尼控制性。本专利技术的技术方案:具备良好导电性能的粘弹性阻尼材料，由Α组分和Β组分按照体积比1:0.8?1:1.1反应得到；所述A组份按重量份数计，是由50?70份的低官能度多异氰酸酯和20?50份聚醚多元醇合成的半预聚物；所述B组份按重量份数计，包括25?60份二胺类扩链剂和30?65份端氨基聚醚；所述B组分还包括导电碳纳米管，所述导电碳纳米管为改性后的碳纳米管；所述导电碳纳米管在粘弹性阻尼材料中的重量分数为5.5?7.0%。所述粘弹性导电阻尼材料的异氰酸酯指数在0.9?1.2之间。本专利技术通过控制导电填料的添加含量，使阻尼材料的电学性能与阻尼性能均大幅提升。其中，所述导电碳纳米管的改性方法包括以下步骤:①配制体积浓度为20%?40%的聚乙烯吡咯烷酮溶液，并将重量分数为0.1%?0.5%的碳纳米管加入溶液中；②超声处理15-30min后，稀释、离心、冲洗后，干燥并研磨，得到改性后的碳纳米管。所述碳纳米管是电导率为1.0 X 10 2?1.0 X 10 2S/cm的单壁碳纳米管或多壁碳纳米管；所述单壁碳纳米管的外径< 3nm，长度为1?20 μ m ;所述多壁碳纳米管的外径为10?120nm，长度为1?20 μ m。其中，所述半预聚物的游离异氰酸酯基的含量在10?18%之间；所述低官能度多异氰酸酯的官能度为1?2.4，所述聚醚多元醇的官能度为2?4，所述聚醚多元醇的羟基当量为700?2800 ;所述二胺类扩链剂的官能度是2，所述端氨基聚醚的官能度为2?4。优选的是，所述低官能度多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、亚苯基碳化二亚胺-脲酮亚胺改性的4，4’ - 二苯基甲烷二异氰酸酯、多亚甲基二异氰酸酯、多苯基多异氰酸酯、4，4’ - 二苯基甲烷二异氰酸酯、高2，4’ - 二苯基甲烷二异氰酸酯、环己二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和对四甲基苯亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种。所述聚醚多元醇为聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚丙三醇醚、聚季戊四醇醚、聚四氢呋喃醚二醇、聚ε -己内酯二醇端羟基聚丁二烯、蓖麻油中的一种或多种。优选的是，所述二胺类扩链剂为二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺、Ν，Ν’ - 二烷基甲基二胺、Ν，Ν’ - 二烷基苯二胺和3，3’ - 二氯，4，4’ - 二氨基二苯甲烷中的一种或几种；所述端氨基聚醚是含聚氧化乙烯或氧化丙烯主链的端氨基聚醚。所述Β组份还包括1?30份颜料、1-5份表面活性剂1?30份惰性填料及1?30份助剂；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)中的一种；所述填料是碳酸钙、石英粉、钛白粉、陶土、蛭石粉、云母粉、重晶石、滑石粉和玻璃鳞片中的一种或几种；所述助剂为稀释剂、分散剂、防沉降剂、阻燃剂、防霉剂、抗静电剂、流平剂、偶联剂、水解稳定剂、催化剂、光稳定剂、抗氧剂、消泡剂和增塑剂中的一种或几种。具备良好导电性能的粘弹性阻尼材料的制备方法，包括以下几个步骤:①制备A组份:室温下，在队氛围中将精确计量的聚醚多元醇滴加到定量低官能度多异氰酸酯中，缓慢升温至65?75°C，保持2?3h ;再次升温至75?95°C，保持0.2?0.7h，冷却至室温，得到A组份；②制本文档来自技高网...
【技术保护点】
具备良好导电性能的粘弹性阻尼材料，由A组分和B组分按照体积比1:0.8～1:1.1反应得到；所述A组份按重量份数计，是由50～70份的低官能度多异氰酸酯和20～50份聚醚多元醇合成的半预聚物；所述B组份按重量份数计，包括25～60份二胺类扩链剂，30～65份端氨基聚醚；其特征在于：所述B组分还包括导电碳纳米管，所述导电碳纳米管为改性后的碳纳米管。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄微波，马衍轩，吕平，胡晓，马明亮，冯超，万菲，卢桂霞，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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