[發明專利]一種耐壓輕質背襯材料及制造方法

有效

• 申請號: 201810317547.2
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108641286B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 胡健輝;趙歡;王敏慧;張鴻磊;沈明杰
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二六研究所
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K13/04;C08K7/28;C08K5/12;C08K5/06;C08K3/22;C08K3/013
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

本發明公開了一種耐壓輕質背襯材料及制備方法，所述背襯材料包括以下質量份數的各組分：環氧樹脂80?100份、增塑劑8?15份、固化劑5?10份、稀釋劑5?10份、空心玻璃微珠10?30份、陶瓷粉80?100份、氧化鋁粉80?100份、硅烷偶聯劑3?8份。通過合理搭配不同屬性的填料和固化劑，提高材料的耐壓、耐水、隔聲去耦和增大帶寬的特性。所得背襯材料可應用于各類高頻水聲換能器中。

技術領域

本發明涉及一種適用于高頻換能器的耐壓輕質背襯材料及制造方法。

背景技術

海洋是資源和能源的寶庫，尤其在深海領域，蘊藏著豐富的各種金屬礦產資源、石油、天然氣、可燃冰以及深海生物基因資源等。目前，深海勘探、開發主要以深潛技術為基礎，利用各類潛器和水下機器人等深海進行觀察、測量和取樣。高頻聲納換能器基陣是各類潛器、水下機器人等深潛裝備的主要觀測工具，而耐壓背襯材料又是高頻聲納換能器基陣的關鍵材料，對高頻聲納換能器的耐壓極限起決定性作用。

背襯材料主要有兩大類，一類是高密度的金屬為主的材料，耐壓強度高，但重量大、成本高，加工不方便。另一類是低密度的發泡材料，主要由聚氨酯泡沫、環氧泡沫或其它發泡塑料，雖然成本低，但是耐壓強度低、吸水率高、使用可靠性低。近些年出現了高強度的固體浮力材料，以環氧樹脂為粘接劑、大量填充空心玻璃微珠及添加劑復合而成的輕質浮力材料，在高靜壓使用條件下可取代普通發泡材料。這類高強度的固體浮力材料都為型材，通過機械加工后才可使用，不適用于復雜換能器形狀條件下的應用。此外高強度的固體浮力材料密度過低，限制了換能器帶寬，對固體浮力材料改性成為適用于高頻換能器的背襯材料。

發明內容

針對現有技術中的不足，本發明的目的是提供一種耐壓輕質背襯材料及制備方法，通過合理搭配不同屬性的填料和固化劑，提高材料的耐壓、耐水、隔聲去耦和增大帶寬的特性。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明提供了一種耐壓輕質背襯材料，包括以下質量份數的各組分：

優選地，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯與二甘醇的混合物。其作用是增強環氧樹脂的韌性和抗沖擊性。

更優選地，所述鄰苯二甲酸二丁酯與二甘醇的混合比例為8:5。

優選地，所述固化劑為甲基咪唑，可以是液態的咪唑溶液，也可以是固態的。固態咪唑使用前需加熱融化；

所述的硅烷偶聯劑為KH560。

優選地，所述稀釋劑為環氧丙烷丁基醚、環氧丙烷苯基醚、三環氧丙烷丙基醚的至少一種。

優選地，所述空心玻璃微珠的粒徑為20μm-300μm，可降低材料密度、增強背襯材料的隔聲作用。

優選地，所述陶瓷粉為壓電陶瓷粉末，密度2.5g/cm³到4.0g/cm³,粒徑50μm-500μm。

優選地，所述氧化鋁粉的粒徑50μm-500μm，可增強材料對聲波的吸收。

本發明還提供了一種耐壓輕質背襯材料的制備方法，包括以下步驟：

將環氧樹脂、增塑劑分別預熱半小時后，再與稀釋劑、空心玻璃微珠、陶瓷粉、氧化鋁粉和硅烷偶聯劑混合并充分攪拌5-10min，然后將所得混合物1和固化劑混合進行真空攪拌，所得混合物2置于模具中真空加熱固化制成耐壓背襯材料。

優選地，所述預熱的溫度為60-80℃；所述真空攪拌采用的轉速為500r/min-1000r/min，攪拌時間為10-20min。

優選地，所述加熱固化步驟中，先在溫度為40℃-50℃條件下恒溫24小時，然后溫度調至70℃-80℃恒溫4小時。