[发明专利]一种环氧树脂基压电阻尼复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种环氧树脂基压电阻尼复合材料，其特征是所述复合材料由压电陶瓷、导电炭黑、环氧树脂组成，将它们利用二次浇注实现一体成型；所引入的压电陶瓷分别集中于所述复合材料的上下部分，在成型过程中自然沉降，形成带有梯度分布的夹层结构；该复合材料由以下步骤的方法制成的：

1)将压电陶瓷粉过筛，得到325～7000目的过筛压电陶瓷粉；

2)将过筛后的压电陶瓷粉与导电炭黑分别加入到硅烷偶联剂的乙醇溶液中，进行表面处理，然后过滤干燥，得到改性的压电陶瓷粉与改性的导电炭黑；

3)将表面改性后的压电陶瓷粉按所述环氧树脂基压电阻尼复合材料的所有组分的总质量的40～85％与环氧树脂混合，再按环氧树脂质量的0.5％加入导电炭黑，并在室温下机械搅拌，然后将搅拌的物料置于超声波振荡仪中振荡，得到混合料；

4)将混合料加入胺类固化剂，搅拌均匀后将其浇注于模具中至1/2～2/3满，待其凝胶；

5)重复步骤3)得到相同含量的混合料，然后向其加入与步骤4)相同的胺类固化剂，经搅拌均匀后将以上模具进行二次浇注至满，并于常温下固化，再升温至120℃后固化，然后随炉冷却，脱模后打磨，得到所述环氧树脂基压电阻尼复合材料。

2.如权利要求1所述的环氧树脂基压电阻尼复合材料，其特征是所述压电陶瓷为锆钛酸铅、钛酸铅、三元系压电陶瓷、无铅压电陶瓷K_1-xNa_xNbO₃中的一种或几种，分子式中0.1＜x＜1。

3.如权利要求1所述的环氧树脂基压电阻尼复合材料，其特征是所述的环氧树脂是液态缩水甘油醚型环氧树脂，其由多元酚或多元醇与环氧氯丙烷为原料经缩聚反应而制备的。

4.如权利要求3所述的环氧树脂基压电阻尼复合材料，其特征是所述的液态缩水甘油醚型环氧树脂是双酚A二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、双酚S二缩水甘油醚型中的一种，或多种。

5.如权利要求1所述的环氧树脂基压电阻尼复合材料，其特征是所述的胺类固化剂是多乙烯多胺、聚醚胺中的一种，或多种。

6.如权利要求5所述的环氧树脂基压电阻尼复合材料，其特征是所述的多乙烯多胺采用二乙烯三胺、三乙烯四胺中的一种，或多种。

7.一种制备权利要求1至6中任一权利要求所述环氧树脂基压电阻尼复合材料的方法，其特征是采用以下步骤的方法：

1)将压电陶瓷粉过筛，得到325～7000目的过筛压电陶瓷粉；

2)将过筛后的压电陶瓷粉与导电炭黑分别加入到硅烷偶联剂的乙醇溶液中，进行表面处理，然后过滤干燥，得到改性的压电陶瓷粉与改性的导电炭黑；

3)将表面改性后的压电陶瓷粉按所述环氧树脂基压电阻尼复合材料的所有组分的总质量的40～85％与环氧树脂混合，再按环氧树脂质量的0.5％加入导电炭黑，并在室温下机械搅拌，然后将搅拌的物料置于超声波振荡仪中振荡，得到混合料；

4)将混合料加入胺类固化剂，搅拌均匀后将其浇注于模具中至1/2～2/3满，待其凝胶；

5)重复步骤3)得到相同含量的混合料，然后向其加入与步骤4)相同的胺类固化剂，经搅拌均匀后将以上模具进行二次浇注至满，并于常温下固化，再升温至120℃后固化，然后随炉冷却，脱模后打磨，得到所述环氧树脂基压电阻尼复合材料，该复合材料具有梯度夹层结构。

8.如权利要求7所述的环氧树脂基压电阻尼复合材料的制备方法，其特征是将搅拌的物料置于超声波振荡仪中振荡过程中，采用的工艺条件是：温度为90℃，频率为60～90Hz，振荡时间为3～4个小时。

9.如权利要求7所述的环氧树脂基压电阻尼复合材料的制备方法，其特征是于常温下固化3～4个小时。

10.如权利要求7所述的环氧树脂基压电阻尼复合材料的制备方法，其特征是在升温至120℃后的固化过程中，固化时间为2～3个小时。