一种受磁场控制阻尼显著变化的粘弹性材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于粘弹性材料技术领域，具体设及一种受磁场控制阻巧显著变化的粘弹 性材料。
【背景技术】
[0002] 现在，在大到飞机的大结构，W及小到电子产品的微小结构中，振动都被给予高度 关注。因为振动无处不在，并且会带来一系列的问题。在结构中振动会导致稳定性变差，位 置控制失效，耐用性（特别是疲劳耐久性）降低，结构故障W及可靠性和性能下降。此外， 振动和噪声常常连在一起，振动可引起噪声（是一种无规律不协调的振动），噪声又可W转 化为振动，因此，振动和噪声的危害与治理是密切相关的。
[0003] 粘弹性阻巧材料在工程应用中经常使用，W减少结构组件的振动水平。由于高分 子材料（橡胶、塑料）特殊的结构和阻巧机理，所W其损耗因子很高，应用非常广泛，因此高 分子材料常被用于阻巧材料的首选材料。然而，减振系统在服役过程中结构、载荷W及阻巧 材料本身的老化会导致系统参数的变化，该就要求阻巧材料需要有适应性，才能得到很好 的减振降噪效果。同时，减振系统的阻巧特性强烈依赖于振动和噪声的频率，而普通减振系 统是被动减振，无法适应振动和噪声频率的变化，该将使得普通减振系统只能对高于自身 一定的频率干扰进行有效的隔离控制，而对低于或接近其频率的干扰甚至会产生放大的效 应，尤其是在隔减振系统的共振区。因此，需找一种能够根据应用环境变化而智能调节的阻 巧材料变得非常迫切。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种阻巧受磁场调控的粘弹性材料。
[0005] 本发明的技术方案一种受磁场控制阻巧显著变化的粘弹性材料，由多元醇、磁性 颗粒、二异氯酸醋、补强剂、有机金属催化剂、促进剂、稳定剂制备而成；
[0006] 所述多元醇为聚二醇、1,2-丙二醇、1,4-了二醇、了二締多元醇或藍麻油中的至 少一种.
[0007] 所述磁性颗粒为球状幾基铁粉和/或树枝状幾基铁粉；
[000引所述二异氯酸醋为二苯基甲烧二异氯酸醋MDI、甲苯二异氯酸醋TDI、对苯二异氯 酸醋PPDI、1，5-蒙二异氯酸醋NDI，六甲基二异氯酸醋皿I、二甲基联苯二异氯酸醋TODI、异 佛尔酬二异氯酸醋IPDI中的至少一种；
[0009] 所述补强剂为云母、硫酸领、云母粉、高岭±、娃酸巧、蒙脱±或娃灰石中的至少一 种；
[0010] 所述有机金属催化剂为二月桂酸二了基锡、二月桂酸二辛基锡、二新癸酸二甲基 锡或辛酸亚锡中的至少一种；
[0011] 所述促进剂为十八醇和/或液体石蜡；
[0012] 所述稳定剂为=氧化二铁、四氧化=铁、=氧化二铭、四氧化=铅、氧化锋或二氧 化铁中的至少一种。
[0013] 具体的，所述各原料的重量百分比如下；多元醇11%~75%，幾基铁粉10%~ 80 %，二异氯酸醋1 %~6. 5 %，补强剂7 %~20 %，有机金属催化剂0. 1 %~0. 35 %，促进 剂0. 1 %~0. 4%，稳定剂0. 1 %~0. 3%。
[0014] 优选的，所述各原料的重量百分比如下；多元醇22. 4%，幾基铁粉60%，二异氯酸 醋2 %，补强剂15 %，有机金属催化剂0. 2 %，促进剂0. 3 %，稳定剂0. 1 %。
[0015] 具体的，所述球状幾基铁粉的粒径为0. 5~27 ym，树枝状铁粉的长径比为20~ 60 〇
[0016] 优选的，所述粘弹性材料由藍麻油、球形幾基铁粉、二苯基甲烧二异氯酸醋MDI、云 母、辛酸亚锡、十八醇和氧化锋制备而成。
[0017] 具体的，所述的粘弹性材料在磁感应强度0~1T下，损耗因子为0.07521~ 2. 8325,零场剪切模量（剪切模量是剪切应力与应变的比值，零场剪切模量是指磁感应强 度为0时的剪切模量）为3. 82X 1〇-4~5. 136X 10 -3MPa。
[0018] 本发明还提供了所述粘弹性材料的制备方法，包括如下步骤：
[0019] a、将多元醇在温度为90~130°C、真空度-0.1 MPa下干燥30~60分钟；
[0020] b、向步骤a中按设定的重量百分比加入磁性颗粒和补强剂揽拌均匀后，按设定的 重量百分比加入二异氯酸醋和有机金属催化剂，加热到80~90°C持续揽拌反应10~20分 钟；
[0021]C、向步骤b中按设定的重量百分比加入促进剂和稳定剂，再次揽拌均匀后在温度 为80~100°C反应20~30分钟，在温度为75~85°C、压强为-0.1 MPa下反应100~120 分钟，取出在室温下放置3~5天，受磁场控制阻巧显著变化的粘弹性材料样品就制取完 成。
[002引具体的，步骤a的操作如下；将多元醇在温度为110°C、真空度-0. 1M化下干燥45 分钟。
[0023] 具体的，步骤b中，加热到85°C持续揽拌15分钟。
[0024] 具体的，步骤C的操作如下；向步骤b中按设定的重量百分比加入促进剂和稳定 剂，再次揽拌均匀后在温度为90°C反应25分钟，在温度为80°C、压强为-0.1 MI^a下反应110 分钟，取出在室温下放置4天，受磁场控制阻巧显著变化的粘弹性材料样品就制取完成。
[0025] 本发明的聚氨醋主基采用多元醇和二异氯酸醋，由多元醇和二异氯酸醋反应生成 的聚氨醋基体，制备的粘弹性材料具有初始模量小的优点，由此可W使制成的粘弹性阻巧 材料在施加磁场后模量变化梯度较大，故具有较好的可调性；同时聚氨醋本身具有良好的 阻巧特性，该也是增加粘弹性阻巧材料的耗能性能的重要原因之一。磁性材料选择磁导率 较高的球状和树枝状幾基铁粉（球状粒径0. 5~27 ym，树枝状长径比20~60)，从而获 得较大的磁化率，W提高材料的可调性。补强剂采用云母，硫酸领，高岭±，娃酸巧，蒙脱±， 娃灰石，中的一种或者混合物，该些添加剂具有高初性，耐磨、抗弯，它们的添加可W使混炼 胶的阻巧性能有大幅度的提高。另外，选用=氧化二铁，四氧化=铁，=氧化二铭，四氧化= 铅，氧化锋，二氧化铁中的一种或者两种W上的混合物作为稳定剂，该稳定剂的加入明显改 善了该粘弹性材料的稳定性能，并且没有发现对其性能有不利影响。
[0026] 本发明的有益效果；相比于其他非极化材料，受磁场控制的粘弹性材料具有性质 随磁场可迅速、不断和可逆改变的特性。因而在减振降噪领域提供着更多潜在的可行解决 方案。其能够根据具体应用环境的变化而调节自身阻巧大小，同时在每一个具体的阻巧值 下面能有一定的温度稳定性。本发明的受磁场控制阻巧显著变化的粘弹性材料配方，通过 对基体材料和不同添加剂的选用及添加剂量的控制，优选出各种成分的最佳配合比，用此 配方制备而成的粘弹性材料，在25°C下，随着磁场从0变化到1T，其损耗因子变化范围可从 0. 07521至1]2. 8325,剪切储能模量可达2. 939MPa，同时在25°C~80°C范围内，其损耗因子有 很好的温度稳定性。本发明粘弹性材料是一种通过高粘度聚合物凝胶作为基体，可W克服 铁磁颗粒沉降的新型受磁场控制阻巧显著变化的粘弹性材料。作为磁流变液和磁流变弹性 体的中间系统，该种材料的优点在于，能控制初始粘度，增强了系统的稳定性。智能粘弹性 材料隔减振装置可W通过外加可控磁场改变自身刚度而改变自振特性，从而在大范围调整 材料的损耗因子，该样可W在更宽的频域范围内进行隔减振控制，可W根据时变动力系统 的动力特性实时改变隔减振装置的刚度和阻巧特性，W避开隔减振系统的共振区。该粘弹 性材料可调性很好，能根据减隔振装置的需求，能在需要高损耗能力、大损耗因子的减振模 式下工作，也可W在需要小损耗因子的隔振模式下工作。本发明W提高粘弹性材料损耗因 子和可调性为着眼点，制备出具有良好耗能能力和可调性的粘弹性材料。该粘弹性材料可 用于车辆、机械、航空、航天、船舶与海岸及±木等领域振动、冲击及噪声控制隔离装置。
【附图说明】
[0027] 图1本发明受磁场控制阻巧显著变化的粘弹性材料
[002引图2按实施例1制备的不同含量的受磁场控制阻巧显著变化的粘弹性材料的损耗 因子随磁场的变化
[0029] 图3按实施例1制备的含量为60wt%的样品在不同磁场下损耗因子随温度的变化
[0030] 图4按实施例5的试剂比例，采用不同试剂制备的4个样品损耗因子随磁场的变 化
[0031] 图5按实施例3的试剂比例，采用不同试剂制备的4个样品损耗因子随磁场的变 化
[0032] 图6球状铁粉和树枝状铁粉的微观形貌图
[0033] 图7流变仪测试原理示意；图中标记；1-导磁材料，2-磁场，3-试样，4-线圈，5-旋 转平板。
【具体实施方式】
[0034] 下述实施例中的原料中重量均为運量百分比X化G。
[0035] 实施例1制备粘弹性材料
[0036] 本实施例的受磁场控制阻巧显著变化的粘弹性材料，制备原料按重量百分比包括 W下组份；多元醇（藍麻油）22. 4 %，幾基铁粉（球状和树枝状按2:1混合）60 %，二异氯酸 醋（二苯基