[发明专利]一种片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料及其制备方法

摘要

一种片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料及其制备方法，属于压电阻尼复合材料制备领域。首先利用水热法制备片状氧化锌，并用偶联剂对其处理，另一方面将聚偏氟乙烯（PVDF）粉末溶解在其良溶剂中，然后将二者混合通过热压成型的方法制备出片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料。其利用PVDF的压电性使机械振动更多的转化为了电能，提高了材料的阻尼效果，防止了传统阻尼材料易产生的热失效问题，且由于片状ZnO的引入有效的提高了其力学性能和压电性能，进而也使其阻尼效果得以改善。此外该方法产品性能稳定，易工业化生产，可广泛用于制备桥梁汽车的减振制品及吸波防腐涂料等。

主权项

1.一种片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料制备方法，其特征在于，阻尼材料由质量分数为5%~30%经偶联剂处理后的片状ZnO和70%~95%的PVDF所组成；片状ZnO为边长0.5～6μm，厚度0.1～1μm的类六边型片状粉末；偶联剂为3‑氨丙基三乙氧基硅烷、3‑氨丙基三甲氧基硅烷、3‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3‑巯基丙基三乙氧基硅烷、3‑巯基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯、双‑（γ‑三乙氧基硅基丙基）四硫化物、十七氟癸基三甲氧基硅烷、硬脂酸中的一种；偶联剂用量为片状ZnO质量的0.1~5%；所述阻尼材料制备方法包括以下步骤：（1）片状ZnO的制备：将0.1mol/L的六亚甲基四胺和醋酸锌溶液以体积比为1:1的比例进行混合，保持反应温度为80～90℃，并控制体系的pH值在8～9之间，反应5～10小时；反应后的产物经离心机分离，并利用丙酮和水洗涤分别冲洗3遍后，60～70℃条件下烘干3～8小时，制得片状ZnO；（2）片状ZnO的预处理：将占片状ZnO质量0.1~10%的偶联剂溶解在大量的丙酮溶液中，然后将制得的片状ZnO放入该含有偶联剂的丙酮溶液中，在20~35kHz频率条件下，超声分散0.5～1小时，然后再将分散产物60℃条件下烘干12小时，制得经偶联剂处理后的片状ZnO；（3）片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料的制备：首先在20～30℃条件下将PVDF溶解在溶剂中，然后逐渐将经偶联剂处理后的片状ZnO加入到含有PVDF的溶液中，并且剧烈搅拌，混合均匀后，将其倒入带有排气装置的模具中，并在120～160℃，20MPa条件下热压0.5～2小时；（4）片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料的极化处理：将热压后的产物进行喷金处理，干燥后放入80～110℃的硅油中进行极化，极化电场强度为5～10kV/mm，极化时间为10～30分钟，得到极化后的片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料。