一种声阻抗梯度渐进透声材料及其制备方法与流程

本发明涉及高分子材料，是一种声阻抗梯度渐进透声材料及其制备方法。

背景技术：

1、超声波技术在各行各业有着广泛的应用，尤其是在工业无损检测和医疗领域，超声波仪器设备的核心部件是超声换能器，他是将电能转化成超声波，超声波进而作用于被测物体，实现对被测物体的检测。由于超声波发生器件与被测物体的声阻抗差异较大，这样会造成超声波能量的损失，使检测灵敏度下降，因此在超声波发生器件和被测物体间添加声阻抗匹配层是必要的，并且声阻抗要均匀梯度变化，这样可以实现超声换能器功率最大化输出。

2、常规的声阻抗匹配层采用高阻抗的金属粉末颗粒和低阻抗的环氧树脂或其它胶粘剂进行不同比例的混合粘接而组成，或者将拥有不同阻抗值的材料逐层粘接制成。以上方法获得的声阻抗匹配层存在金属粉末颗粒与有机胶粘剂混合困难、无机相与有机相界面融合不匹配、制成的材料加工打磨困难，逐层粘结时胶粘剂层的阻抗不能良好过渡等问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种声阻抗梯度渐进透声材料及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有方法存在界面融合不匹配、制成的材料加工打磨困难，逐层粘结时胶粘剂层的阻抗不能良好过渡的问题。

2、本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种声阻抗梯度渐进透声材料，原料按重量份数含有苯乙烯50份至90份、第一交联剂1份至35份、第二交联剂7份至24份、引发剂；引发剂为苯乙烯、第一交联剂和第二交联剂总质量的10%至15%。

3、下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

4、上述第一交联剂为二乙烯基苯。

5、上述第二交联剂为丙烯酸酯类交联剂。

6、上述第二交联剂为二丙烯酸-1、4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯和甲醛丙烯酸酯中的一种以上。

7、上述引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化氢异丙苯或过氧化苯甲酰。

8、本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种声阻抗梯度渐进透声材料的制备方法，按下述步骤进行：第一步，将苯乙烯、第一交联剂、第二交联剂和引发剂按不同比例混合成四份，得到第一混料、第二混料、第三混料和第四混料；第二步，将第一混料加入模具中并置于水浴中加热聚合，依次在25℃下保持5h，在30℃下保持5h，在40℃下保持6h，在50℃下保持5h，得到第一聚合层；第三步，将第二混料加入模具中的第一聚合层上继续聚合，按第二步中的聚合温度进行聚合，聚合后在第一聚合层上得到第二聚合层；第四步，将第三混料加入模具中的第二聚合层上继续聚合，按第二步中的聚合温度进行聚合，聚合后在第二聚合层上得到第三聚合层；第五步，将第四混料加入模具中的第三聚合层上继续聚合，按第二步中的聚合温度进行聚合，当反应温度至50℃时，继续升高温度，在70℃下保持5h，在100℃下保持5h后关闭加热，自然冷却后脱模得到声阻抗梯度渐进透声材料。

9、下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：

10、上述第一混料中，原料按重量份数含有苯乙烯90份、第一交联剂1份至3份、第二交联剂7份至9份、引发剂；引发剂为苯乙烯、第一交联剂和第二交联剂总质量的10%至15%。

11、上述第二混料中，原料按重量份数含有苯乙烯83份、第一交联剂4份至7份、第二交联剂10份至13份、引发剂；引发剂为苯乙烯、第一交联剂和第二交联剂总质量的10%至15%。

12、上述第三混料中，原料按重量份数含有苯乙烯67份、第一交联剂10份至18份、第二交联剂15份至23份、引发剂；引发剂为苯乙烯、第一交联剂和第二交联剂总质量的10%至15%。

13、上述第四混料中，原料按重量份数含有苯乙烯50份、第一交联剂26份至35份、第二交联剂15份至24份、引发剂；引发剂为苯乙烯、第一交联剂和第二交联剂总质量的10%至15%。

14、本发明根据交联热固性聚合物采用不同的交联剂和不同比例材料的声阻抗不同的特性，同时，聚合物主体成分间又有良好的相容性，可以实现不同聚合物层的自然融合与过渡；另外，聚合物本体聚合时流动性会变差，这样可以实现逐层聚合时各层分子扩散受限而又保证了每层的独立性，实现阻抗梯度渐进，制备出声阻抗均匀梯度变化、易于加工成型的声阻抗梯度渐进透声材料。

技术特征：

1.一种声阻抗梯度渐进透声材料，其特征在于原料按重量份数含有苯乙烯50份至90份、第一交联剂1份至35份、第二交联剂7份至24份、引发剂；引发剂为苯乙烯、第一交联剂和第二交联剂总质量的10%至15%。

2.根据权利要求1所述的一种声阻抗梯度渐进透声材料，其特征在于第一交联剂为二乙烯基苯。

3.根据权利要求1或2所述的一种声阻抗梯度渐进透声材料，其特征在于第二交联剂为丙烯酸酯类交联剂。

4.根据权利要求3所述的一种声阻抗梯度渐进透声材料，其特征在于第二交联剂为二丙烯酸-1、4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯和甲醛丙烯酸酯中的一种以上。

5.根据权利要求1或2所述的一种声阻抗梯度渐进透声材料，其特征在于引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化氢异丙苯或过氧化苯甲酰。

6.一种根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种声阻抗梯度渐进透声材料的制备方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，将苯乙烯、第一交联剂、第二交联剂和引发剂按不同比例混合成四份，得到第一混料、第二混料、第三混料和第四混料；第二步，将第一混料加入模具中并置于水浴中加热聚合，依次在25℃下保持5h，在30℃下保持5h，在40℃下保持6h，在50℃下保持5h，得到第一聚合层；第三步，将第二混料加入模具中的第一聚合层上继续聚合，按第二步中的聚合温度进行聚合，聚合后在第一聚合层上得到第二聚合层；第四步，将第三混料加入模具中的第二聚合层上继续聚合，按第二步中的聚合温度进行聚合，聚合后在第二聚合层上得到第三聚合层；第五步，将第四混料加入模具中的第三聚合层上继续聚合，按第二步中的聚合温度进行聚合，当反应温度至50℃时，继续升高温度，在70℃下保持5h，在100℃下保持5h后关闭加热，自然冷却后脱模得到声阻抗梯度渐进透声材料。

7.根据权利要求6所述的一种声阻抗梯度渐进透声材料的制备方法，其特征在于第一混料中，原料按重量份数含有苯乙烯90份、第一交联剂1份至3份、第二交联剂7份至9份、引发剂；引发剂为苯乙烯、第一交联剂和第二交联剂总质量的10%至15%。

8.根据权利要求6所述的一种声阻抗梯度渐进透声材料的制备方法，其特征在于第二混料中，原料按重量份数含有苯乙烯83份、第一交联剂4份至7份、第二交联剂10份至13份、引发剂；引发剂为苯乙烯、第一交联剂和第二交联剂总质量的10%至15%。

9.根据权利要求6所述的一种声阻抗梯度渐进透声材料的制备方法，其特征在于第三混料中，原料按重量份数含有苯乙烯67份、第一交联剂10份至18份、第二交联剂15份至23份、引发剂；引发剂为苯乙烯、第一交联剂和第二交联剂总质量的10%至15%。

10.根据权利要求6或7或8或9所述的一种声阻抗梯度渐进透声材料的制备方法，其特征在于第四混料中，原料按重量份数含有苯乙烯50份、第一交联剂26份至35份、第二交联剂15份至24份、引发剂；引发剂为苯乙烯、第一交联剂和第二交联剂总质量的10%至15%。

技术总结
本发明涉及高分子材料技术领域，是一种声阻抗梯度渐进透声材料及其制备方法；该声阻抗梯度渐进透声材料原料按重量份数含有苯乙烯50份至90份、第一交联剂1份至35份、第二交联剂7份至24份、引发剂；引发剂为苯乙烯、第一交联剂和第二交联剂总质量的10%至15%。本发明根据交联热固性聚合物采用不同的交联剂和不同比例材料的声阻抗不同的特性，同时，聚合物主体成分间又有良好的相容性，可以实现不同聚合物层的自然融合与过渡。另外，聚合物本体聚合时流动性会变差，这样可以实现逐层聚合时各层分子扩散受限而又保证了每层的独立性，实现阻抗梯度渐进，制备出声阻抗均匀梯度变化、易于加工成型的声阻抗梯度渐进透声材料。

技术研发人员：孔晶晶
受保护的技术使用者：深圳科瑞沃科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12