高阻尼組合物、其制備方法及由其得到的制品的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高阻尼組合物、其制備方法及由其得到的制品。更具體地，本發(fā)明涉及 一種溫域范圍廣且與金屬基材、約束層有很好的附著強度的高阻尼組合物、其制備方法及 由其得到的制品。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003] 減震材料廣泛應(yīng)用在汽車工業(yè)、建筑工程、機械工業(yè)、兵器工業(yè)、航天航空工業(yè)或 艦船等領(lǐng)域中。特別在航空領(lǐng)域中，輪盤、渦輪盤、機匣、飛機機體等均屬薄壁構(gòu)件，在復(fù)雜 的載荷狀態(tài)下，很容易發(fā)生強烈震動，某些情況下甚至發(fā)生失穩(wěn)。在高頻激勵下產(chǎn)生局部震 動很容易導(dǎo)致薄壁構(gòu)件的高周疲勞的迅速累積，引起疲勞損傷破壞。目前，解決阻尼問題 主要采用兩種方案：自由層阻尼（FLD)和約束層阻尼（CLD)。自由層阻尼涉及在待被阻尼 的表面或粘附體上直接涂覆粘彈性層。CLD是將粘彈性阻尼材料粘合在本體金屬板和剛度 較大的約束層金屬板之間，當(dāng)結(jié)構(gòu)彎曲變形時，金屬板與約束層相對滑動，粘彈性阻尼材料 產(chǎn)生剪切應(yīng)變使一部分機械能損耗的結(jié)構(gòu)。FLD是將一定厚度粘彈性阻尼材料直接粘覆在 本體金屬板上，當(dāng)基板發(fā)生彎曲震動時，阻尼層一起震動，在阻尼層內(nèi)部產(chǎn)生拉壓變形而耗 能，從而起到減震降噪的作用。從上述兩種阻尼材料結(jié)構(gòu)看，粘彈性阻尼材料應(yīng)具備與金屬 基材、約束層有很好的附著強度(不用膠粘劑）；還要具備寬頻域減震降噪功能，以及較寬的 溫域?，F(xiàn)有技術(shù)中，阻尼材料的分解溫度一般小于l〇〇°C，并不能滿足高溫工作環(huán)境。
[0004] 因此，非常需要開發(fā)具有較寬溫域的粘彈性阻尼材料，其能在100-300°C保持良好 的阻尼功能，并可在高溫下工作較長時間，此外，還需與金屬基材、約束層有很好的附著強 度。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決上述問題，本發(fā)明的一個方面提供一種高阻尼組合物，其含有端羥基聚 ^甲基硅氧烷、烷基硅油以及催化劑。
[0007] 在一種實施方式中，所述高阻尼組合物，還含有苯基硅樹脂。
[0008] 在一種實施方式中，所述的高阻尼組合物，還含有MQ硅樹脂。
[0009] 在一種實施方式中，所述的高阻尼組合物，還含有改性氧化石墨烯，所述改性氧化 石墨烯由環(huán)氧硅烷偶聯(lián)劑、氧化石墨烯及氨基封端磺化聚酰亞胺制備得到。
[0010] 本發(fā)明的另一個方面提供一種高阻尼組合物的制備方法，包括：提供上述的組分， 使其相互接觸，并加熱得到。
[0011] 本發(fā)明的另一個方面提供一種高阻尼制品，包括：外層的約束層；中層的阻尼層， 所述阻尼層含有所述的高阻尼組合物；以及外層的基材。
[0012] 本發(fā)明的另一個方面提供一種所述高阻尼制品的制備方法，包括： (a) 在約束層的一側(cè)涂覆偶聯(lián)劑溶液并干燥， (b) 在步驟（a)所得的約束層的含有偶聯(lián)劑的一側(cè)和/或基材的一側(cè)涂覆所述的高阻 尼組合物，以及 (c) 使步驟（b)所得的約束層的含有高阻尼組合物的一側(cè)與基材的不含高阻尼組合物 的一側(cè)接觸，然后固化得到高阻尼制品； 或使步驟（b)所得的約束層的含有高阻尼組合物的一側(cè)與基材的含有高阻尼組合物的 一側(cè)接觸，然后固化得到高阻尼制品； 或使步驟（a)所得的約束層的含有偶聯(lián)劑的一側(cè)與基材的含有高阻尼組合物的一側(cè)接 觸，然后固化得到高阻尼制品。
[0013] 在一種實施方式中，所述偶聯(lián)劑為咪唑系硅烷偶聯(lián)劑。
[0014] 本發(fā)明的另一個方面提供一種制品，所述制品含有所述的高阻尼組合物。
[0015] 本發(fā)明的另一個方面提供所述的高阻尼組合物在汽車工業(yè)、建筑工程、機械工業(yè)、 兵器工業(yè)、航天航空工業(yè)或艦船領(lǐng)域中的應(yīng)用。
[0016] 參考以下詳細說明更易于理解本申請的上述以及其他特征、方面和優(yōu)點。
[0017]
【具體實施方式】
[0018] 參選以下本發(fā)明的優(yōu)選實施方法的詳述以及包括的實施例可更容易地理解本公 開內(nèi)容。在以下說明書和權(quán)利要求書中會提及大量術(shù)語，這些術(shù)語被定義為具有以下含義。
[0019] 單數(shù)形式包括復(fù)數(shù)討論對象，除非上下文中另外清楚地指明。
[0020] "任選的"或者"任選地"是指其后描述的事項或事件可以發(fā)生或不發(fā)生，而且該描 述包括事件發(fā)生的情形和事件不發(fā)生的情形。
[0021] 說明書和權(quán)利要求書中的近似用語用來修飾數(shù)量，表示本發(fā)明并不限定于該具體 數(shù)量，還包括與該數(shù)量接近的可接受的而不會導(dǎo)致相關(guān)基本功能的改變的修正的部分。相 應(yīng)的，用"大約"、"約"等修飾一個數(shù)值，意為本發(fā)明不限于該精確數(shù)值。在某些例子中，近 似用語可能對應(yīng)于測量數(shù)值的儀器的精度。在本申請說明書和權(quán)利要求書中，范圍限定可 以組合和/或互換，如果沒有另外說明這些范圍包括其間所含有的所有子范圍。
[0022] 為了解決上述問題，本發(fā)明的一個方面提供一種高阻尼組合物，其含有端羥基聚 ^甲基硅氧烷、烷基硅油以及催化劑。
[0023] 用于本申請的端羥基聚二甲基硅氧烷并無特別限制，可以為市售的或?qū)嶒灪铣?的，但優(yōu)選地，所述端羥基聚二甲基硅氧烷為直鏈二羥基聚二甲基硅氧烷； 更優(yōu)選地，所述端羥基聚二甲基硅氧烷為α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷，其可優(yōu)選地 通過以下方法制備： 在約0. 09MPa~-0. 06MPa減壓條件下，加熱約50~300mPa · s低粘度的二羥基聚二 甲基硅氧烷，加熱溫度范圍是約180°C~220°C，攪拌，當(dāng)產(chǎn)物粘度達到預(yù)定值時立即加入 二氧化碳干冰降溫到約80°C~100°C，終止反應(yīng)，制得粘度約500000~9, 00, OOOmPa *s的 α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷。
[0024] 用于本申請的烷基硅油也無特別限制，可以為市售的或?qū)嶒灪铣傻?，可以選自甲 基硅油、甲基含氫硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅 油、甲基乙烯基硅油、甲基羥基硅油、乙基含氫硅油以及長鏈烷基硅油（支鏈碳原子數(shù)大于 8)中的任意一種或多種；優(yōu)選地，本申請的烷基硅油選自甲基含氫硅油、甲基乙烯基硅油以 及長鏈烷基硅油中的任意一種或多種；更優(yōu)選地，本申請的烷基硅油為長鏈烷基硅油，其可 優(yōu)選地通過以下方法制備： 在一個大氣壓下，將α-十四碳烯或α-十二碳烯加入到反應(yīng)釜中，升溫到約70°C，滴 加催化劑，約15分鐘后，滴加含氫硅油，溫度控制在約140°C，反應(yīng)約6小時，檢測殘余含氫 量合格后，降溫到約60°C，開真空拔除低沸物，真空度約-0.1 Mpa，拔低約3小時，得到合格 產(chǎn)品。
[0025] 用于本申請的催化劑為過渡金屬有機化合物，優(yōu)選為含鉑金屬有機化合物，更優(yōu) 選為鉑乙烯基硅氧烷螯合物催化劑、氯鉑酸的醇改性螯合物催化劑、氯鉑酸乙烯螯合物催 化劑中的一種。
[0026] 用于本申請的高阻尼組合物中，以端羥基聚二甲基硅氧烷為約100重量份計，烷 基硅油和催化劑的含量分別為約10~80重量份以及約0. 001~1重量份。
[0027] 在一種實施方式中，所述高阻尼組合物，還含有苯基硅樹脂。
[0028] 用于本申請的苯基硅樹脂并無特別限制，可以為市售的或?qū)嶒灪铣傻?。以端羥基 聚二甲基硅氧烷為約100重量份計，所述苯基硅樹脂的含量為約10~80重量份。
[0029] 在一種實施方式中，所述的高阻尼組合物，還含有MQ硅樹脂。
[0030] 用于本申請的MQ硅樹脂并無特別限制，可以為市售的或?qū)嶒灪铣傻?。以端羥基聚 二甲基硅氧烷為約100重量份計，所述MQ硅樹脂的含量為約20~80重量份。
[0031] 在一種實施方式中，所述的高阻尼組合物，還含有改性氧化石墨烯，所述改性氧化 石墨烯由環(huán)氧硅烷偶聯(lián)劑、氧化石墨烯及氨基封端磺化聚酰亞胺制備得到，其具體制備方 法優(yōu)選為： (1) 環(huán)氧硅烷改性磺化聚酰亞胺預(yù)聚物的制備 在完全干燥的三口燒瓶中加入1摩爾的磺化二胺、酚類溶劑和質(zhì)子化保護試劑，在惰 性氣體保護下攪拌，當(dāng)磺化二胺完全溶解后，加入0. 8~0. 98摩爾的二酐和2. 0~4. 0摩 爾的催化劑，在室溫下攪拌約30min后，加熱至約75~85°C，反應(yīng)約3. 5~4. 5h，再在約 175~185°C下，反應(yīng)約3. 5~4. 5h ;反應(yīng)結(jié)束后，降至室溫，把溶液倒入甲醇中，有沉淀析 出；用甲醇反復(fù)洗滌去除溶劑后過濾后，于真空烘箱中約50°C下烘干約22~24h，即得氨基 封端的磺化聚酰亞胺預(yù)聚物； 在完全干燥的三口燒瓶中加入氨基封端磺化聚酰亞胺預(yù)聚物10份，環(huán)氧型硅烷偶聯(lián) 劑1~30份以