專利名稱：一種硅發(fā)泡膠組合物及其制備方法、一種硅發(fā)泡膠和一種超聲波傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅發(fā)泡膠組合物及其制備方法、一種硅發(fā)泡膠和一種超聲波傳感
O
背景技術(shù)：
在超聲波傳感器中，由于壓電元件的振動(dòng)，外殼底面產(chǎn)生振動(dòng)，放射超聲波信號(hào)， 碰到障礙物后，被該障礙物反射，返回至同一超聲波傳感器中，從而用于檢測(cè)障礙物。一般情況下，超聲波傳感器外殼振動(dòng)時(shí)，外殼內(nèi)部也會(huì)產(chǎn)生超聲波信號(hào)，造成內(nèi)部泄漏振動(dòng)能量，外殼會(huì)產(chǎn)生高次亂真振動(dòng)，即使壓電元件不再振動(dòng)，外殼振動(dòng)仍會(huì)持續(xù)，稱之為混響。如果混響持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，壓電元件因混響而產(chǎn)生的超聲波信號(hào)，會(huì)干擾甚至淹沒由障礙物反射的超聲波信號(hào)，使得無(wú)法檢測(cè)到由障礙物反射的超聲波或檢測(cè)數(shù)據(jù)有誤?，F(xiàn)有技術(shù)中為減低混響，一般采用在超聲波傳感器內(nèi)部使用吸聲材料來(lái)吸收外殼內(nèi)部的超聲波信號(hào)，例如可以采用吸音海綿和氈木。但是吸音海綿和氈木制備工藝復(fù)雜且產(chǎn)品一致性差，成本高，超聲波傳感器的余振仍較大。例如CN2828838Y中公開了一種超聲波接收發(fā)送器，采用由硅發(fā)泡體等構(gòu)成的吸聲材料放置在壓電元件上，另外還采用硅材料、 聚氨酯材料構(gòu)成的密封劑充填外殼的底筒狀通道內(nèi)。CN1880570A中公開了一種復(fù)合纖維的硅膠發(fā)泡層材料，包括100重量份的聚硅氧聚合物、10-70重量份的補(bǔ)強(qiáng)型填充劑(SiO2)、1-10重量份的偶氮類發(fā)泡劑、1-10重量份的架橋劑、1-5重量份的硅烷處理劑、1-8重量份的短鏈末端含氫氧基的二甲基硅油以及輕質(zhì)碳酸鈣。將該硅膠發(fā)泡層材料中采用大量補(bǔ)強(qiáng)型填充劑，需通過(guò)高溫蒸氣硫化才能得到硅膠發(fā)泡層；另外發(fā)泡、架橋反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，硅膠發(fā)泡層制備工藝復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中硅發(fā)泡膠制備工藝復(fù)雜、超聲波傳感器余震較大的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明提供了一種硅發(fā)泡膠組合物，以硅發(fā)泡膠組合物的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述硅發(fā)泡膠組合物中含有以下組分聚二甲基硅氧烷45-80% ；二甲基硅油10-45% ；硅微粉5-30% ；硅樹脂0.5-2%;偶聯(lián)劑1-10% ；4,4'-氧代雙苯磺酰胼0.5-3%;偶氮二甲酰胺0.5-3%;助泡劑0.5-3%。
本發(fā)明提供了所述硅發(fā)泡膠組合物的制備方法，包括先將4，4' _氧代雙苯磺酰胼(OBSH)、偶氮二甲酰胺(AC)和助泡劑混合得到起泡混合物，然后將聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、硅樹脂、硅微粉、偶聯(lián)劑和起泡混合物混合均勻，即可得到所述硅發(fā)泡膠組合物。本發(fā)明還提供了一種硅發(fā)泡膠，所述硅發(fā)泡膠由本發(fā)明提供的硅發(fā)泡膠組合物 100-140°C下直接加熱8-25分鐘即可得到。本發(fā)明最后提供了一種超聲波傳感器，包括殼體和與該殼體開口密封連接的減震金屬座體，所述殼體底面固定裝有壓電陶瓷片，在壓電陶瓷片與減震金屬座體之間填充有減震吸音材料，所述壓電陶瓷片接有信號(hào)傳輸線；所述減震吸音材料為本發(fā)明提供的硅發(fā)泡膠。本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，合理調(diào)節(jié)硅發(fā)泡膠組合物中各種組分的種類及含量在本發(fā)明限定的范圍內(nèi)，使本發(fā)明的硅發(fā)泡膠組合物以聚二甲基硅氧烷和二甲基硅油為主體，采用雙組分發(fā)泡劑(0BSH+AC)進(jìn)行發(fā)泡，使得本發(fā)明的硅發(fā)泡膠組合物僅需直接加熱即可得到硅發(fā)泡膠，工藝大大簡(jiǎn)化。采用本發(fā)明的硅發(fā)泡膠的超聲波傳感器余震小、阻抗低，超聲波傳感器的的靈敏度高。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供了一種硅發(fā)泡膠組合物，以硅發(fā)泡膠組合物的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述硅發(fā)泡膠組合物中含有以下組分聚二甲基硅氧烷45-80% ；
二甲基硅油10-45% ；
硅微粉5-30% ；
硅樹脂0. 5-2% ；
偶聯(lián)劑1-10% ；
OBSH0. 5-3% ；
AC0. 5-3% ；
助泡劑0. 5-3% ο優(yōu)選情況下，以硅發(fā)泡膠組合物的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述硅發(fā)泡膠組合物含有以下組分聚二甲基硅氧烷55-70% ；二甲基硅油20-35% ；硅微粉5-15% ；硅樹脂0.5-1.5%;偶聯(lián)劑1-5% ；OBSH0.5-1.5%;AC0.5-1.5%;助泡劑0.5-2%。本發(fā)明的硅發(fā)泡膠組合物中采用雙組份發(fā)泡劑，即采用OBSH與AC的混合物。所述助泡劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的各種助泡劑，例如可以選自尿素類、磷酸酯類和有機(jī)酸類中的一種或多種。更優(yōu)選情況下，為提高硅發(fā)泡膠組合物的發(fā)泡效率，0BSH、AC、助泡劑的質(zhì)量比為 1 0. 5-2 0. 5-2。
本發(fā)明中，所述聚二甲基硅氧烷為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種聚二甲基硅氧烷。 優(yōu)選情況下，為了控制硅發(fā)泡膠組合物體系的粘度，所述聚二甲基硅氧烷的數(shù)均分子量為 1000-8000。所述二甲基硅油用于增強(qiáng)硅發(fā)泡膠的力學(xué)性能。優(yōu)選情況下，為了控制硅發(fā)泡膠組合物體系的粘度，所述二甲基硅油的粘度為l-20cps。本發(fā)明中，所述硅發(fā)泡膠組合物以聚二甲基硅氧烷和二甲基硅油為主體，易于控制硅發(fā)泡膠的粘度，從而增強(qiáng)硅發(fā)泡膠的流動(dòng)性。所述硅微粉粒徑較小，比表面積大，用于提高硅發(fā)泡膠的強(qiáng)度。為了提高硅發(fā)泡膠組合物的均勻性，優(yōu)選情況下，所述硅微粉的平均粒徑為0. 2-5 μ m。所述硅樹脂為本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的各種聚硅氧烷聚合物，例如可以直接采用廣州四?；び邢薰旧a(chǎn)的1153硅樹脂。所述偶聯(lián)劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，例如可以采用硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑和/或鋁酸酯偶聯(lián)劑。本發(fā)明中，所述偶聯(lián)劑可直接采用商購(gòu)產(chǎn)品，例如直接采用南京奧城化工有限公司生產(chǎn)的KH550。本發(fā)明提供了所述鬼發(fā)泡膠組合物的一種制備方法，包括先將OBSH、AC和助泡劑混合得到起泡混合物，然后將聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、硅樹脂、硅微粉、偶聯(lián)劑和起泡混合物混合均勻，即可得到所述硅發(fā)泡膠組合物。優(yōu)選情況下，0BSH、AC與助泡劑混合的時(shí)間為2_10分鐘，聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、硅樹脂、硅微粉、偶聯(lián)劑和起泡混合物混合的時(shí)間為10-30分鐘。本發(fā)明還提供了一種硅發(fā)泡膠，所述硅發(fā)泡膠由本發(fā)明提供的硅發(fā)泡膠組合物直接加熱得到，加熱溫度為100-140°C，加熱時(shí)間為8-25分鐘。本發(fā)明中，優(yōu)選對(duì)硅發(fā)泡膠組合物中的組分及含量進(jìn)行適當(dāng)選擇，因此制備本發(fā)明的硅發(fā)泡膠工藝簡(jiǎn)單，只需直接將所述硅發(fā)泡膠組合物加熱即可得到，而無(wú)需進(jìn)行硫化等工藝，且整個(gè)工藝時(shí)間僅需10-30分鐘，大大縮短工藝時(shí)間。本發(fā)明最后提供了一種超聲波傳感器，包括殼體和與該殼體開口密封連接的減震金屬座體，所述殼體底面固定裝有壓電陶瓷片，在壓電陶瓷片與減震金屬座體之間填充有減震吸音材料，所述壓電陶瓷片接有信號(hào)傳輸線；所述減震吸音材料為本發(fā)明提供的硅發(fā)泡膠。本發(fā)明中，所述超聲波傳感器的殼體、減震金屬座體以及壓電陶瓷片的結(jié)構(gòu)和材料為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，此處不贅述。所述減震金屬座體上設(shè)有通孔，通孔內(nèi)填充有絕緣材料，信號(hào)傳輸線穿過(guò)所述絕緣材料通到外部。本發(fā)明中，所述超聲波傳感器的減震吸音材料采用本發(fā)明提供的硅發(fā)泡膠，能有效減弱超聲波傳感器的混響，降低余震，從而提高超聲波傳感器的測(cè)量精度。所述減震吸音材料的厚度不小于0. 4mm,減震金屬座體的厚度不小于0. 4mm。以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的硅發(fā)泡膠組合物及其制備方法、硅發(fā)泡膠和超聲波傳感器作進(jìn)一步地說(shuō)明。實(shí)施例及對(duì)比例中所采用的原料均由商購(gòu)得到。實(shí)施例1(1)硅發(fā)泡膠組合物中各組分配比(質(zhì)量比)如表1所示； (2)先將OBSH、AC和助泡劑按配比依次加入研缽中，均勻混合6分鐘得到起泡混合物；然后按配比將聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、硅樹脂、硅微粉、偶聯(lián)劑加入攪拌筒，攪拌下加入氣泡混合物，加完后繼續(xù)攪拌15分鐘，得到本實(shí)施例的硅發(fā)泡膠組合物，記為Z1。(3)將Zl填入超聲波傳感器壓電陶瓷片上方，轉(zhuǎn)入烘箱中120°C下加熱20分鐘， 得到本實(shí)施例的超聲波傳感器Si。實(shí)施例2-5采用與實(shí)施例1相同的步驟進(jìn)行，不同之處在于步驟(1)中，硅發(fā)泡膠組合物配方(質(zhì)量比)如下表1所示表 權(quán)利要求
1. 一種硅發(fā)泡膠組合物，以硅發(fā)泡膠組合物的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述硅發(fā)泡膠組合物中含有以下組分聚二甲基硅氧烷二甲基硅油硅微粉硅樹脂偶聯(lián)劑4,4'-氧代雙苯磺酰胼偶氮二甲酰胺助泡劑45-80% 10-45% 5-30% ； 0. 5-2% 1-10% ； 0. 5-3% 0. 5-3% 0. 5-3%,
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅發(fā)泡膠組合物，其特征在于，以硅發(fā)泡膠組合物的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述硅發(fā)泡膠組合物含有以下組分聚二甲基硅氧烷55-70% ；二甲基硅油20-35% ；硅微粉5-15% ；硅樹脂0.5-1.5%;偶聯(lián)劑1-5% ；4,4'-氧代雙苯磺酰胼0.5-1.5%;偶氮二甲酰胺0.5-1.5%;助泡劑0.5-2%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅發(fā)泡膠組合物，其特征在于，4，4'-氧代雙苯磺酰胼、 偶氮二甲酰胺、助泡劑的質(zhì)量比為1 0.5-2 0.5-2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅發(fā)泡膠組合物，其特征在于，所述二甲基硅油的粘度為 l_20cpso
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅發(fā)泡膠組合物，其特征在于，所述硅微粉的平均粒徑為 0. 2-5 μ m0
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅發(fā)泡膠組合物，其特征在于，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或多種；所述助泡劑為尿素類、磷酸酯類和有機(jī)酸類中的一種或多種。
7.權(quán)利要求1所述的硅發(fā)泡膠組合物的制備方法，包括先將4，4'-氧代雙苯磺酰胼、 偶氮二甲酰胺和助泡劑混合得到起泡混合物，然后將聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、硅樹脂、硅微粉、偶聯(lián)劑和起泡混合物混合均勻，即可得到所述硅發(fā)泡膠組合物。
8.一種硅發(fā)泡膠，所述硅發(fā)泡膠由權(quán)利要求1所述的硅發(fā)泡膠組合物100-140°C下加熱8-25分鐘得到。
9.一種超聲波傳感器，包括殼體和與該殼體開口密封連接的減震金屬座體，所述殼體底面固定裝有壓電陶瓷片，在壓電陶瓷片與減震金屬座體之間填充有減震吸音材料，所述壓電陶瓷片接有信號(hào)傳輸線；其特征在于，所述減震吸音材料為權(quán)利要求8所述的硅發(fā)泡膠。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超聲波傳感器，其特征在于，所述減震吸音材料的厚度不小于0. 4mm，減震金屬座體的厚度不小于0. 4mm。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種硅發(fā)泡膠組合物，以硅發(fā)泡膠組合物的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述硅發(fā)泡膠組合物中含有以下組分聚二甲基硅氧烷45-80％；二甲基硅油10-45％；硅微粉5-30％；硅樹脂0.5-2％；偶聯(lián)劑1-10％；4，4′-氧代雙苯磺酰肼0.5-3％；偶氮二甲酰胺0.5-3％；助泡劑0.5-3％。本發(fā)明還提供了所述硅發(fā)泡膠組合物的制備方法，以及由該硅發(fā)泡膠組合物制備得到的硅發(fā)泡膠和含有該硅發(fā)泡膠的超聲波傳感器。本發(fā)明的超聲波傳感器余震小，阻抗低，超聲波傳感器靈敏度高。
文檔編號(hào)G01D5/48GK102260409SQ201010190259
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2010年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月29日
發(fā)明者周直發(fā), 周維, 羅迪恬 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司