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一种舰船专用减振降噪材料及其制备方法

文献发布时间:2023-06-19 16:09:34



技术领域

本发明涉及减振噪降涂层材料技术领域,特别涉及一种舰船专用减振降噪材料及其制备方法。

背景技术

舰船振动及噪声主要由其自身设备工作时以及外界风浪等拍击船体发出的不同频率和不同强度的声音无规律地组合而成。舰船航行中产生的振动与噪声不仅严重降低乘坐的舒适性,影响船员休息,而且降低舰船的技术性能,使机械结构产生疲劳损坏、仪器仪表工作发生异常等。由于舰船制造工业生产发展的特殊要求,设法降低舰船的振动和噪声是研究的一个重点。减振降噪采取的技术措施一般有两种:一是设法降低噪声源本身的噪声和振动强度,二是用阻尼和吸声材料使振动和噪声能量耗散,从而限制振动和噪声在结构和空气中的传递。目前,采用阻尼材料治理振动和噪声实施起来比较方便,是目前普遍应用的减振降噪手段。

阻尼材料是利用高分子聚合物的粘弹性而制备的一种新型功能材料,当高分子材料在玻璃化转变温度范围内,具有非常好的动态力学损耗性能,能够很好地将振动和噪音等形式机械能转变为热能释放,以达到减少振幅、降低振动和噪音的目的。舰船上阻尼材料常以自由阻尼结构和约束阻尼结构两种结构形式存在(如图1所示),自由阻尼材料通过将其直接粘贴或喷涂在需要减振降噪处理的结构物上以达到减振降噪的目的。约束阻尼材料则是在自由阻尼材料的外面再附加一层模量较高的约束层材料,其阻尼性能大大优于自由阻尼涂料。申请号为CN91115484.7(专利名称为构成约束阻尼结构的阻燃阻尼涂料层)、申请号为CN93117379.1(专利名称为构成约束阻尼结构的阻尼涂料层)和申请号为CN21151187428.3(专利名称为一种舰船专用复合阻尼涂料及其制备方法)的中国专利,均由阻尼层和约束层两部分组成。

在实际应用中目前的约束结构阻尼涂料主要存在以下问题:(1)阻尼性能主要取决于阻尼层在玻璃化转变区范围内的粘滞损耗,受环境温度及振动频率的影响很大,因此单一型号阻尼材料很难满足目前舰船设计中,对于阻尼材料在-11℃~61℃温度范围内复合损耗因数tanδ≥1.15的要求;(2)当前的阻尼材料对于中、低频振动,特别是11Hz以下的低频率减振效果一般,而此频率下的低频振动严重影响船体结构安全及设备的正常运行,并危害工作人员的身体健康;(3)目前的阻尼层多为双组份聚氨酯类材料,其操作期受温度影响很大,夏季高温季节很容易出现材料操作期过短导致胶化浪费,施工时需要多次配料非常不方便;(4)在夏季高温高湿环境下,易出现厚涂发泡、鼓包问题,影响阻尼材料对于基材的附着力,特别是当涂层设计厚度大于21mm时很容易出现涂层脱落问题。(5)约束层设计厚度较厚,一般需要分两道或多道施工且船体增重明显。这是因为,根据约束阻尼材料的基本设计原理,约束层的作用是将阻尼层的受力状态由拉伸模式转变为剪切模式,为最大限度的提高阻尼层的减振降噪效果,约束层的刚度对于材料的阻尼性能影响很大,在约束层弹性模量一定时,必须通过提高约束层的厚度来提高约束层的刚度。目前的实际应用中,约束阻尼材料与钢板厚度之比一般为2:1,其中,约束阻尼材料中的约束层与阻尼层厚度比约为11:1,按照基材厚度为6mm来计算,约束层的厚度至少要达到11mm,这势必会增加船体的重量及施工难度。

发明内容

鉴于此,有必要提供一种舰船专用减振降噪材料及其制备方法,以全部或部分解决现有约束结构阻尼涂料中存在的上述问题。

为实现上述目的,本发明采用下述技术方案:

本发明提供一种舰船专用减振降噪材料,包括阻尼层和约束层,所述阻尼层的厚度为1.8-1.2mm,所述约束层与所述阻尼层的厚度比为(2-4):1;其中,

所述阻尼层为单组份无溶剂聚氨酯脲体系,包括如下重量份数的原料:具有非对称结构的二异氰酸酯111-151份与含有庞大或多侧基基团的低分子量多元醇211-411份合成的预聚物,5-11份分散剂,2-11份第一消泡剂,51-151份片状云母粉,5-11份四针状氧化锌晶须,1-2份附着力促进剂,51-111份压电陶瓷微粉,5-11份碳纳米管,1-2份杀菌防霉剂,1.15-1.1份稳定剂,1.1-1.2份水解促进剂,1-1.5份催化剂,51-111份潜固化剂,11-51份抗流挂助剂;所述预聚物的—NCO含量为4.1-6.1%;

所述约束层为双组份无溶剂环氧树脂涂料,包括如下重量份数的原料:

A组分:121-211份低分子量液体环氧树脂,111-151份低分子量海因环氧树脂,51-111份活性稀释剂,3-8份触变型润湿分散剂,11-31份第二消泡剂,41-81份阻燃剂,31-61份抑烟剂,11-21份触变剂,1-2份增强短纤维,21-51份中空微珠,2-5份杀菌防霉剂,1-3份抗氧剂;

B组分:111-211份改性固化剂,1-5份消泡剂,1-11份触变剂;

所述A组分和B组分的用量根据控制环氧基与活泼氢的摩尔比为1.95-1.15的设计进行配比。

优选地,所述具有非对称结构的二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、反丁烯二酸二乙酯二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯和四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。

优选地,所述含有庞大或多侧基基团的低分子量多元醇为脂肪族聚氧化丙烯多元醇、脂肪族二聚体二醇及二聚体聚酯二醇、腰果酚多元醇和聚烯烃多元醇中的至少一种;其分子量为611-3111,官能度为2-3。

优选地,所述分散剂为高分子量聚羧酸盐类分散剂,所述高分子量聚羧酸盐类分散剂包括Tego 618、Disponer914、BYK114;

所述第一消泡剂为非硅聚合物型消泡剂,所述非硅聚合物型消泡剂包括Tego921、BYK151、BYK152、BYK154、德谦Defom3511;

所述片状云母粉为采用水洗法工艺制备的云母粉,细度为61-325目,径厚比≥11;

所述四针状氧化锌晶须的纯度>99%,针体长度为5-11um,针体根部直径为1.5um,晶体结构为单晶结构;

所述附着力促进剂为含环氧基硅烷偶联剂,所述含环氧基硅烷偶联剂包括γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷;

所述压电陶瓷微粉为锆钛酸铅微粉,其纯度≥99.9%;

所述碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管,其纯度≥98%;

所述稳定剂为磷酸或苯甲酰氯;

所述水解促进剂为酒石酸或水杨酸;

所述催化剂为环保有机羧酸金属盐类催化剂,所述环保有机羧酸金属盐类催化剂为异辛酸铋,或异辛酸锌,或两者的复配物;

所述潜固化剂为双噁唑烷、醛亚胺和酮亚胺中的一种或两者的复配物,其活泼氢当量为121-141;

所述抗流挂助剂为气相二氧化硅,其比表面积为211-381m

优选地,所述杀菌防霉剂为异噻唑啉酮类杀菌防霉剂,所述异噻唑啉酮类杀菌防霉剂包括2-甲基-4异噻唑林-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑林-3-酮、4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮、N-正丁基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、2-辛基-4-异噻唑林-3-酮、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮。

优选地,所述低分子量液体环氧树脂为低分子量双酚A型环氧树脂E51、E54及双酚F型环氧树脂中的一种或几种。

优选地,所述低分子量海因环氧树脂为广州太吉新材料有限公司的HY171,或湖北锡太化工有限公司的MHR-171,其环氧值为1.7-1.74。

优选地,所述活性稀释剂为苄基缩水甘油醚;

所述触变型润湿分散剂为高分子量聚羧酸与有机硅复配物,所述高分子量聚羧酸与有机硅复配物包括德谦914s、迪高618s、BYK114s;

所述第二消泡剂为有机类消泡剂,所述有机类消泡剂包括迪高Tego911、FoamexN、毕克化学的BYK141、BYK166N、BYK128;

所述触变剂为有机膨润土、气相二氧化硅和改性聚酰胺蜡中的至少一种;

所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁和可膨胀石墨中的至少一种;

所述抑烟剂为氧化锌、氧化铁和硼酸锌中的至少一种;

所述增强短纤维为木质纤维、高硅氧纤维和碳纤维中的一种,其长度≤1mm,长径比≥21;

所述中空微珠为空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠和空心酚醛微珠中的一种或几种的复配物,其真实密度ρ≤1.8g/cm3,抗压强度≥51MPa;

所述抗氧剂为抗氧剂1111、抗氧剂245、抗氧剂5157、抗氧剂1135、抗氧剂3114和抗氧剂1331中的一种或几种的复配物;

所述改性固化剂为无溶剂腰果酚改性酚醛胺,在25℃时的粘度≤3111cps,所述无溶剂腰果酚改性酚醛胺包括卡德莱公司的GX-6127、NX-6654、NX-6119、Ultra LITE2119HSF、LITE 2111LV、NC-541。

本发明还提供一种如上所述的舰船专用减振降噪材料的制备方法,包括以下步骤:

先清洁干燥基材,然后在基材上涂覆所述阻尼层,待所述阻尼层完全干燥后再涂覆所述约束层,两涂层完全干燥后得到所述舰船专用减振降噪材料。

优选地,所述阻尼层的制备过程如下:

将所述含有庞大或多侧基基团的低分子量多元醇、片状云母粉、分散剂、第一消泡剂、四针状氧化锌晶须、压电陶瓷微粉、碳纳米管、抗流挂助剂、催化剂加入到反应釜中,边搅拌边升温到111℃-121℃,真空脱水3小时,真空度控制在1.1MPa;然后将物料降温到51℃后加入所述具有非对称结构的二异氰酸酯,升温至85-95℃,保温2小时后,降温至45-51℃后加入剩余的原料后,搅拌分散21-41min即可用41目滤网过滤出料;

所述约束层的制备过程如下:

按重量比称取各原料组分并混合均匀,分别得到所述A组分和B组分,再将所述A组分和B组分按用量比混合均匀。

本发明的舰船专用减振降噪材料,具有如下有益效果:

(a)约束层轻质高强,其弹性模量E≥5GPa,密度ρ≤1.2kg/m

(b)阻尼性能对于温度不敏感,在-11℃~61℃内其复合损耗因子均在1.15以上,可满足不同船体不同部位的使用要求,对1-1111Hz频率范围内的振动及噪声具有非常优异的控制效果,材料自身损耗因子tanδmax≥1.7。

(c)施工性能优异,刮涂性好。约束层采用刮涂施工一次刮涂不流挂施工厚度可达41mm,可满足不同设计厚度约束结构的设计要求,施工效率高。

(d)阻尼层为单组份无溶剂聚氨酯体系,既可以刮涂施工又可以喷涂施工,一次施工不流挂厚度可达1mm,高温高湿环境下厚涂不起泡,对基材的附着力可达5MPa。

(e)约束层通过添加各种功能填料及科学的超分子结构设计,使其具有良好的隔音、吸音性能,既可以阻隔水流冲击船体及螺旋桨运行时产生的辐射噪声,又可以消除舱内设备引起的混响噪声。

(f)具有优异的阻燃性能,氧指数≥35,燃烧过程发烟量低。

(g)具有良好的耐介质性和防腐性能,中性盐雾测试可达15111h。

(h)具有良好的耐冲击性能,可以避免船体设备安装过程对于涂层的撞击破坏。

(i)具有优异的广谱抗霉菌性,可以防止高湿环境下由于微生物降解而导致涂层脱落开裂。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是自由阻尼结构和约束阻尼结构复合的复合阻尼结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种舰船专用减振降噪材料,包括阻尼层和约束层,所述阻尼层的厚度为1.8-1.2mm,所述约束层与所述阻尼层的厚度比为(2-4):1,即总涂层厚度控制在2.4-6mm。

其中,所述阻尼层为单组份无溶剂聚氨酯脲体系,配方表如下表1所示:

表1阻尼层配方组成

其中,所述约束层为双组份无溶剂环氧树脂涂料,配方表如下表2和表3所示:

表2约束层A组分组成成分

表3约束层B组分组成成分

使用时,所述A组分和B组分的用量根据控制环氧基与活泼氢的摩尔比为1.95-1.15的设计进行配比。

对于阻尼层,具有非对称结构的二异氰酸酯111-151份与含有庞大或多侧基基团的低分子量多元醇211-411份合成的预聚物,其NCO百分含量为4.1~6.1之间,预聚物与潜固化剂是按照异氰酸酯指数1.4-1.7进行配比的。

其中,具有非对称结构的二异氰酸酯,选择如甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、三甲基六亚甲基二异氰酸酯(TMHDI)、反丁烯二酸二乙酯二异氰酸酯(FDI)、赖氨酸二异氰酸酯(LDI)、甲基环己基二异氰酸酯(HTDI)、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)中一种或几种的混合物。

多元醇为含有庞大/多量侧基的低分子量脂肪族聚氧化丙烯多元醇、脂肪族二聚体二醇及二聚体聚酯二醇、腰果酚多元醇、聚烯烃多元醇中的一种或两者的混合物,其分子量在611-3111之间,其官能度在2-3之间。其中,聚氧化丙烯多元醇有DL1111、TMN3151D、PPG611等等,脂肪族二聚体二醇及二聚体聚酯二醇如英国Croda公司生产的Pripol2131、Pripol2133、法国SEPPIC公司生产的二聚酸聚酯多元醇SIMULSOL 245。

分散剂为高分子量聚羧酸盐类分散剂,如Tego 618、Disponer914、BYK114等。第一消泡剂为非硅聚合物型消泡剂如Tego921、BYK151、BYK152、BYK154、德谦Defom3511等。片状云母粉为水洗法工艺制备的云母粉,细度在61-325目之间,径厚比≥11。四针状氧化锌晶须其纯度>99%,针体长度5um-11um,针体根部直径1.5um,晶体结构为单晶结构,具有极高的力学强度和弹性模量,高效、广谱、持久的抗菌和环境净化作用。

附着力促进剂为含环氧基硅烷偶联剂,如γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷,γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷,β-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷。压电陶瓷粉为锆钛酸铅微粉,其纯度≥99.9%。碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管,其纯度≥98%。

杀菌防霉剂为异噻唑啉酮类杀菌防霉剂如2-甲基-4异噻唑林-3-酮(MIT)、5-氯-2-甲基-4-异噻唑林-3-酮(CIT)、4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮(DCOIT)、N-正丁基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BBIT)、2-辛基-4-异噻唑林-3-酮(OIT)、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)中的一种或复配物。

稳定剂为磷酸、苯甲酰氯中的一种,水解促进剂为酒石酸或水杨酸中的一种。催化剂为环保有机羧酸金属盐类催化剂异辛酸铋、异辛酸锌及两者的复配物,如美国领先化学的BiCAT8118、BiCAT8118、BiCAT8124,法国OMG Borchers公司的Kat22、Kat24。潜固化剂为双噁唑烷、醛亚胺、酮亚胺中的一种或两者的复配物,其活泼氢当量为121-141。抗流挂助剂为气相二氧化硅,其比表面积为211-381m

对于约束层,低分子量液体环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51、E54及双酚F型环氧树脂中的一种或几种,如南亚128、南亚127、南亚127E、南亚171,美国陶氏化学DER331、DER331、DER332等。低分子量海因环氧树脂,其环氧值为1.7-1.74,如广州太吉新材料有限公司的HY171,湖北锡太化工有限公司的MHR-171。活性稀释剂为苄基缩水甘油醚。触变型润湿分散剂为高分子量聚羧酸与有机硅复配物,如德谦914s、迪高618s、BYK114s等。消泡剂为有机类消泡剂,如迪高Tego911、Foamex N,毕克化学的BYK141、BYK166N、BYK128等。触变剂为有机膨润土、气相二氧化硅、改性聚酰胺蜡中的一种或几种。

阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、可膨胀石墨中的一种或几种的复配物。抑烟剂为氧化锌、氧化铁、硼酸锌中的一种或几种的复配物。增强短纤维为木质纤维、高硅氧纤维、碳纤维中的一种,其长度≤1mm,长径比≥21。中空微珠为空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠、空心酚醛微珠中的一种或几种的复配物,其真实密度ρ≤1.8g/cm

本发明还提供一种如上所述的舰船专用减振降噪材料的制备方法,包括以下步骤:

先清洁干燥基材,然后在基材上涂覆所述阻尼层,待所述阻尼层完全干燥后再涂覆所述约束层,两涂层完全干燥后得到所述舰船专用减振降噪材料。

其中,所述阻尼层的制备过程如下:

将所述含有庞大或多侧基基团的低分子量多元醇、片状云母粉、分散剂、第一消泡剂、四针状氧化锌晶须、压电陶瓷微粉、碳纳米管、抗流挂助剂、催化剂加入到反应釜中,边搅拌边升温到111℃-121℃,真空脱水3小时,真空度控制在1.1MPa;然后将物料降温到51℃后加入所述具有非对称结构的二异氰酸酯,升温至85-95℃,保温2小时后,降温至45-51℃后加入剩余的原料后,搅拌分散21-41min即可用41目滤网过滤出料;

所述约束层的制备过程如下:

按重量比称取各原料组分并混合均匀,分别得到所述A组分和B组分,再将所述A组分和B组分按用量比混合均匀。

实施例1

(1)阻尼层的制备

将411份多元醇TMN3151D、151份片状云母粉、11份分散剂Tego 618、11份消泡剂德谦Defom3511、8份四针状氧化锌晶须、111份压电陶瓷微粉、5份碳纳米管、21份抗流挂助剂气相二氧化硅H311、1.5份催化剂Kat22加入到反应釜中,边搅拌边升温到111℃-121℃,真空脱水3小时,真空度控制在1.1MPa;然后将物料降温到51℃后加入151份异氟尔酮二异氰酸酯,升温至85-95℃,保温2小时后,降温至45-51℃后加入2份附着力促进剂β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2份杀菌防霉剂2-甲基-4异噻唑林-3-酮(MIT)、1.1份稳定剂磷酸,1.2份水解促进剂水杨酸、111份潜固化剂酮亚胺潜固化剂后,搅拌分散41min,即可用41目滤网过滤出料。

(2)约束层的制备

(a)约束层A组分的制备

按照重量比依次将211份128环氧树脂、151份海因环氧树脂,81份活性稀释剂、3份触变型润湿分散剂BYK114s、5份消泡剂BYK166N、41份阻燃剂氢氧化铝、61份抑烟剂硼酸锌、15份触变剂有机膨润土、2份增强短纤维高硅氧纤维、45份空心玻璃微珠、5份杀菌防霉剂4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮(DCOIT)、1份抗氧剂245、1份抗氧剂1111加入到混合机,混合搅拌均匀即可出料。

(b)约束层B组分的制备

按照重量比将111份GX-6127、1份消泡剂tego911加入到高速分散机搅拌罐中,搅拌混合均匀。

使用时按照重量比A组分:B组分=7:1,混合均匀即可。

(3)舰船专用减振降噪材料的制备

先清洁干燥基材,然后在基材上涂覆阻尼层,待阻尼层完全干燥后再涂覆约束层,两涂层完全干燥后得到舰船专用减振降噪材料。其中,阻尼层的涂覆厚度为1.1mm,约束层的涂覆厚度为2.1mm。

本实施例1所制备的舰船专用新型减振降噪材料的主要指标如表4所示:

表4实施例1所制备的舰船专用减振降噪材料的性能测试结果

实施例2

(1)阻尼层的制备

将291份多元醇Pripol2133、111份片状云母粉、5份分散剂德谦914、11份消泡剂Tego921、11份四针状氧化锌晶须、86份压电陶瓷微粉、11份碳纳米管、11份抗流挂助剂气相二氧化硅德固萨A381加入到反应釜中,边搅拌边升温到111℃-121℃,真空脱水3小时,真空度控制在1.1MPa;然后将物料降温到51℃后加入111份甲苯二异氰酸酯,升温至85-95℃,保温2小时后,降温至45-51℃后加入1份附着力促进剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,1份杀菌防霉剂N-正丁基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BBIT)、1.15份稳定剂苯甲酰氯,1.1份水解促进剂酒石酸、51份潜固化剂醛亚胺潜固化剂后,搅拌分散41min,即可用41目滤网过滤出料。

(2)约束层的制备

(a)约束层A组分的制备工艺

按照重量比依次将121份127环氧树脂、111份海因环氧树脂、111份活性稀释剂、3份分散剂德谦914s、31份消泡剂BYK128、81份阻燃剂氢氧化镁、31份抑烟剂氧化锌,25份触变剂气相二氧化硅H211,2份增强短纤维碳纤维、45份空心陶瓷微珠、2份杀菌防霉剂2-甲基-4异噻唑林-3-酮(MIT)、3份抗氧剂1135加入到混合机,混合搅拌均匀即可出料。

(b)约束层B组分的制备工艺

按照重量比将151份NX-6654、1份消泡剂Foamex N、5份触变剂气相二氧化硅H311加入到高速分散机搅拌罐中,搅拌混合均匀。

使用时按照重量比A组分:B组分=11:1,混合均匀即可。

(3)舰船专用减振降噪材料的制备

先清洁干燥基材,然后在基材上涂覆阻尼层,待阻尼层完全干燥后再涂覆约束层,两涂层完全干燥后得到舰船专用减振降噪材料。其中,阻尼层的涂覆厚度为1mm,约束层的涂覆厚度为3.1mm。

本实施例2所制备的舰船专用新型减振降噪材料的主要指标如表5所示:

表5实施例2所制备的舰船专用减振降噪材料的性能测试结果

实施例3

(1)阻尼层的制备

将211份多元醇SIMULSOL 245、112份片状云母粉、8份分散剂TEGO618、6份消泡剂BYK152、5份四针状氧化锌晶须、51份压电陶瓷微粉、6份碳纳米管、41份抗流挂助剂气相二氧化硅H211、1.2份催化剂BiCAT8118加入到反应釜中,边搅拌边升温到111℃-121℃,真空脱水3小时,真空度控制在1.1MPa;然后将物料降温到51℃后加入128份三甲基六亚甲基二异氰酸酯,升温至85-95℃,保温2小时后,降温至45-51℃后加入1.6份附着力促进剂γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、2份杀菌防霉剂1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)、1.18份稳定剂磷酸,1.15份水解促进剂水杨酸、111份双噁唑烷潜固化剂后,搅拌分散31min,即可用41目滤网过滤出料。

(2)约束层的制备

(a)约束层A组分的制备工艺

按照重量比依次将171份171环氧树脂、121份海因环氧树脂、61份活性稀释剂、3份分散剂Tego618s、21份消泡剂BYK141、81份阻燃剂氢氧化镁、31份抑烟剂氧化锌,25份触变剂气相二氧化硅H211,1.5份增强短纤维木质纤维、31份空心酚醛微珠、1.8份杀菌防霉剂5-氯-2-甲基-4-异噻唑林-3-酮(CIT)、1份抗氧剂5157加入到混合机,混合搅拌均匀即可出料。

(b)约束层B组分的制备工艺

按照重量比将211份Ultra LITE 2119HSF、2份消泡剂BYK166N、11份触变剂改性聚酰胺蜡加入到高速分散机搅拌罐中,搅拌混合均匀。

使用时按照重量比A组分:B组分=8:1,混合均匀即可。

(3)舰船专用减振降噪材料的制备

先清洁干燥基材,然后在基材上涂覆阻尼层,待阻尼层完全干燥后再涂覆约束层,两涂层完全干燥后得到舰船专用减振降噪材料。其中,阻尼层的涂覆厚度为1.2m,约束层的涂覆厚度为4mm。

本实施例3所制备的舰船专用新型减振降噪材料的主要指标如表6所示:

表6实施例3所制备的舰船专用减振降噪材料的性能测试结果

实施例4

(1)阻尼层的制备

将185份多元醇DL1111、131份片状云母粉、6份分散剂BYK114、6份消泡剂BYK152、4份四针状氧化锌晶须、85份压电陶瓷微粉、7.6份碳纳米管、15份抗流挂助剂气相二氧化硅A381、1.1份催化剂BiCAT8118加入到反应釜中,边搅拌边升温到111℃-121℃,真空脱水3小时,真空度控制在1.1MPa;然后将物料降温到51℃后加入131份四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯,升温至85-95℃,保温2小时后,降温至45-51℃后加入1.1份附着力促进剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、2份杀菌防霉剂2-辛基-4-异噻唑林-3-酮(OIT)、1.16份稳定剂苯甲酰氯,1.11份水解促进剂酒石酸、71份醛亚胺潜固化剂后,搅拌分散31min,即可用41目滤网过滤出料。

(2)约束层的制备

(a)约束层A组分的制备工艺

按照重量比依次将151份171环氧树脂、151份海因环氧树脂、41份活性稀释剂、6份分散剂德谦914s、15份消泡剂BYK141、5份消泡剂Tego911、31份阻燃剂氢氧化镁、41份阻燃剂氢氧化铝、21份抑烟剂氧化锌、11份抑烟剂硼酸锌,18份触变剂气相二氧化硅H311,1.1份增强短纤维木质纤维、21份空心玻璃微珠、2.1份杀菌防霉剂5-氯-2-甲基-4-异噻唑林-3-酮(CIT)、1份抗氧剂1111加入到混合机,混合搅拌均匀即可出料。

(b)约束层B组分的制备工艺

按照重量比将161份NC-541、2份消泡剂BYK141、5份触变剂气相二氧化硅H311加入到高速分散机搅拌罐中,搅拌混合均匀。

使用时按照重量比A组分:B组分=7:1,混合均匀即可。

(3)舰船专用减振降噪材料的制备

先清洁干燥基材,然后在基材上涂覆阻尼层,待阻尼层完全干燥后再涂覆约束层,两涂层完全干燥后得到舰船专用减振降噪材料。其中,阻尼层的涂覆厚度为1mm,约束层的涂覆厚度为3.5mm。

本实施例4所制备的舰船专用新型减振降噪材料的主要指标如表7所示:

表7实施例4所制备的舰船专用减振降噪材料的性能测试结果

本发明的舰船专用减振降噪材料,具有如下有益效果:

(a)约束层轻质高强,其弹性模量E≥5GPa,密度ρ≤1.2kg/m

(b)阻尼性能对于温度不敏感,在-11℃~61℃内其复合损耗因子均在1.15以上,可满足不同船体不同部位的使用要求,对1-1111Hz频率范围内的振动及噪声具有非常优异的控制效果,材料自身损耗因子≥1.7。

(c)施工性能优异,刮涂性好。约束层采用刮涂施工一次刮涂不流挂施工厚度可达41mm,可满足不同设计厚度约束结构的设计要求,施工效率高。

(d)阻尼层为单组份无溶剂聚氨酯体系,既可以刮涂施工又可以喷涂施工,一次施工不流挂厚度可达1mm,高温高湿环境下厚涂不起泡,对基材的附着力可达5MPa。

(e)约束层通过添加各种功能填料及科学的超分子结构设计,使其具有良好的隔音、吸音性能,既可以阻隔水流冲击船体及螺旋桨运行时产生的辐射噪声,又可以消除舱内设备引起的混响噪声。

(f)具有优异的阻燃性能,氧指数≥35,燃烧过程发烟量低。

(g)具有良好的耐介质性和防腐性能,中性盐雾测试可达15111h。

(h)具有良好的耐冲击性能,可以避免船体设备安装过程对于涂层的撞击破坏。

(i)具有优异的广谱抗霉菌性,可以防止高湿环境下由于微生物降解而导致涂层脱落开裂。

以上仅为本发明的较佳实施例而已,仅具体描述了本发明的技术原理,这些描述只是为了解释本发明的原理,不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进,及本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其他具体实施方式,均应包含在本发明的保护范围之内。

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