[发明专利]一种高阻尼环氧树脂复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高阻尼环氧树脂复合材料的制备方法，具体讲是一种具有可设计且共固化成型的高阻尼环氧树脂复合材料的制备方法。

背景技术

阻尼复合材料是一种能吸收振动机械能，并将其转化为其他形式能量(如热能、电能、磁能、声能等)的功能复合材料，已广泛应用于导弹、卫星、飞机、舰船、汽车工业等许多领域，是有效控制其振动和噪声的途径之一。

阻尼复合材料按其基体的不同主要分为树脂基阻尼复合材料、金属基阻尼复合材料和金属-树脂复合阻尼材料。其中，树脂基阻尼材料因其树脂基体的粘弹特性，能够有效吸收振动能，且又具有轻质高强、耐蚀性、施工简便等特点，已成为阻尼复合材料研究领域的一个热点。

在众多树脂基体中，环氧树脂以其优异的物理化学性能，在航空航天领域和诸多民用方面得到了广泛的应用。环氧树脂基复合材料具有粘弹性树脂基体的阻尼性能，且界面的存在也提高了复合材料的阻尼性能，此外其基体阻尼性能可调节性强，易加工、成本低，这些优点使得它在阻尼材料领域愈来愈受到重视。

目前，国内外对于高阻尼性能环氧树脂复合材料的研究较广泛，但大多加工工艺较为复杂，实施具有一定难度。如：公开号为CN101392090A的中国专利申请公布了一种压电导电环氧树脂复合阻尼材料及其制备方法，是将不同导电填料进行酸化和表面处理，并与其它填料混合后，加入到环氧树脂中加热搅拌混合而成。公开号为CN101323697A的中国专利申请提供了一种环氧树脂基压电复合阻尼材料及其制备方法，将填料经过混合、分散、然后加入固化剂、混合均匀、浇注固化成型；上述两种方法工艺烦琐，生产效率低，所用的填料在混料过程中，易产生粉尘污染。

此外， 公开号为CN101786356A的中国专利申请公布了一种共固化高阻尼复合材料的制备方法，是将橡胶阻尼层材料与碳纤维/环氧树脂预浸料复合，然后采用热压罐工艺共固化制备而成。该方法成本高、成型效率低且成型尺寸易受热压罐尺寸等因素的影响，其使用范围受到限制，在民用领域难于推广应用。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种工艺简单、制造成本低、生产效率高且对环境无污染的高阻尼环氧树脂复合材料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种高阻尼环氧树脂复合材料的制备方法，包括阻尼涂料、纤维织物、环氧树脂和固化剂；其步骤如下：

1）用阻尼涂料涂覆所述纤维织物构成阻尼铺层后, 置于室温下24h干燥；其中，阻尼涂料的涂层厚度为0.1mm-0.3mm；

2）将步骤1）得到的阻尼铺层以对称形式穿插于若干层纤维织物中形成层叠状的阻尼增强材料层；其中，阻尼铺层的层数与纤维织物的层数比为1∶1-6；

3）取环氧树脂和固化剂以100∶28-32的质量比例混合，经高速搅拌均匀后，得到VARI用树脂体系备用；

4）将步骤2）的阻尼增强材料层平铺于预制的模具中，采用VARI工艺将步骤3）的VARI用树脂体系灌注于该阻尼增强材料层上与其复合成型；

5）经步骤4）成型的复合材料置于80℃-100℃温度下固化8h-15h，然后冷却至室温后，脱模即成型为所述高阻尼环氧树脂复合材料。

上述步骤1）所用的阻尼涂料为具有减振吸音效果的涂料，该阻尼涂料的比重为1.2-1.8，损耗因数大于0.15，耐温大于或等于80℃；所述的纤维织物为玻璃纤维织物或碳纤维织物；构成阻尼铺层的厚度为0.6mm-1.3mm。

上述的VARI用树脂体系的粘度在25℃下小于300mpas。

上述的阻尼增强材料层与VARI树脂体系的质量比为6-7.5∶2.5-4。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果如下：1）本发明采用将干燥后的阻尼铺层与未涂覆阻尼涂料的纤维织物按预先设计顺序铺放至模具当中形成阻尼增强材料层；按配方比例称取定量环氧树脂和固化剂混合均匀成树脂体系；采用VARI工艺将树脂体系与模具中铺放的阻尼增强材料层复合，使树脂体系完全浸透于该阻尼增强材料层中；再按照预先设定的温度、时间进行固化，即制成本发明所述的环氧树脂高阻尼复合材料。与传统的方法相比，其工艺简单、易操作、成型效率高、成本低、无污染。2）所制备的阻尼复合材料可以通过阻尼铺层与纤维织物夹设方式的变化调节该阻尼复合材料的阻尼性能，可设计性强。3）由于采用了共固化成型，该阻尼环氧树脂复合材料在使用过程中不易剥离，与传统的环氧树脂复合材料相比，其常温阻尼因子可提高近11倍。因而适于在交通运输、建筑、能源等民用领域的减震降噪工程中推广和应用。