[發明專利]一種艦船專用減振降噪材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202210573144.0
• 申請日: 2022-05-25
• 公開（公告）號: CN114806376A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 王寶柱;王偉;溫喜梅;王德威;邵春妍;李燦剛
• 申請（專利權）人: 青島愛爾家佳新材料股份有限公司
• 主分類號: C09D175/04
• 分類號: C09D175/04;C09D163/00;C09D5/18;C09D5/14;C09D5/08;C09D7/61
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 孟潔

本發明提供一種艦船專用減振降噪材料，屬于減振噪降涂層材料技術領域，包括阻尼層和約束層，阻尼層為單組份無溶劑聚氨酯脲體系材料，原料包括具有非對稱結構的二異氰酸酯與含有龐大或多側基基團的低分子量多元醇合成的預聚物、潛固化劑、片狀云母粉、氧化鋅晶須、壓電陶瓷微粉、碳納米管等；約束層為雙組份無溶劑環氧樹脂涂料，A組分包括低分子量液體環氧樹脂、低分子量海因環氧樹脂、活性稀釋劑等；B組分包括改性固化劑及助劑。本發明還提供了上述艦船專用減振降噪材料的制備方法。本發明的艦船專用減振降噪材料，約束層輕質高強，在?11℃～61℃內其復合損耗因子均在1.15以上，對1?1111Hz頻率范圍內的振動及噪聲具有非常優異控制效果。

技術領域

本發明涉及減振噪降涂層材料技術領域，特別涉及一種艦船專用減振降噪材料及其制備方法。

背景技術

艦船振動及噪聲主要由其自身設備工作時以及外界風浪等拍擊船體發出的不同頻率和不同強度的聲音無規律地組合而成。艦船航行中產生的振動與噪聲不僅嚴重降低乘坐的舒適性，影響船員休息，而且降低艦船的技術性能，使機械結構產生疲勞損壞、儀器儀表工作發生異常等。由于艦船制造工業生產發展的特殊要求，設法降低艦船的振動和噪聲是研究的一個重點。減振降噪采取的技術措施一般有兩種：一是設法降低噪聲源本身的噪聲和振動強度，二是用阻尼和吸聲材料使振動和噪聲能量耗散，從而限制振動和噪聲在結構和空氣中的傳遞。目前，采用阻尼材料治理振動和噪聲實施起來比較方便，是目前普遍應用的減振降噪手段。

阻尼材料是利用高分子聚合物的粘彈性而制備的一種新型功能材料，當高分子材料在玻璃化轉變溫度范圍內，具有非常好的動態力學損耗性能，能夠很好地將振動和噪音等形式機械能轉變為熱能釋放，以達到減少振幅、降低振動和噪音的目的。艦船上阻尼材料常以自由阻尼結構和約束阻尼結構兩種結構形式存在(如圖1所示)，自由阻尼材料通過將其直接粘貼或噴涂在需要減振降噪處理的結構物上以達到減振降噪的目的。約束阻尼材料則是在自由阻尼材料的外面再附加一層模量較高的約束層材料，其阻尼性能大大優于自由阻尼涂料。申請號為CN91115484.7(專利名稱為構成約束阻尼結構的阻燃阻尼涂料層)、申請號為CN93117379.1(專利名稱為構成約束阻尼結構的阻尼涂料層)和申請號為CN21151187428.3(專利名稱為一種艦船專用復合阻尼涂料及其制備方法)的中國專利，均由阻尼層和約束層兩部分組成。

在實際應用中目前的約束結構阻尼涂料主要存在以下問題：(1)阻尼性能主要取決于阻尼層在玻璃化轉變區范圍內的粘滯損耗，受環境溫度及振動頻率的影響很大，因此單一型號阻尼材料很難滿足目前艦船設計中，對于阻尼材料在-11℃～61℃溫度范圍內復合損耗因數tanδ≥1.15的要求；(2)當前的阻尼材料對于中、低頻振動，特別是11Hz以下的低頻率減振效果一般，而此頻率下的低頻振動嚴重影響船體結構安全及設備的正常運行，并危害工作人員的身體健康；(3)目前的阻尼層多為雙組份聚氨酯類材料，其操作期受溫度影響很大，夏季高溫季節很容易出現材料操作期過短導致膠化浪費，施工時需要多次配料非常不方便；(4)在夏季高溫高濕環境下，易出現厚涂發泡、鼓包問題，影響阻尼材料對于基材的附著力，特別是當涂層設計厚度大于21mm時很容易出現涂層脫落問題。(5)約束層設計厚度較厚，一般需要分兩道或多道施工且船體增重明顯。這是因為，根據約束阻尼材料的基本設計原理，約束層的作用是將阻尼層的受力狀態由拉伸模式轉變為剪切模式，為最大限度的提高阻尼層的減振降噪效果，約束層的剛度對于材料的阻尼性能影響很大，在約束層彈性模量一定時，必須通過提高約束層的厚度來提高約束層的剛度。目前的實際應用中，約束阻尼材料與鋼板厚度之比一般為2:1，其中，約束阻尼材料中的約束層與阻尼層厚度比約為11：1，按照基材厚度為6mm來計算，約束層的厚度至少要達到11mm，這勢必會增加船體的重量及施工難度。

發明內容

鑒于此，有必要提供一種艦船專用減振降噪材料及其制備方法，以全部或部分解決現有約束結構阻尼涂料中存在的上述問題。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：