一種異形面包覆消聲層材料及制備方法
【專利摘要】本發明介紹了一種異形面包覆消聲層材料及制備方法，其特征是：消聲層材料選用雙組分室溫固化聚氨酯澆注料，消聲層澆注工藝采用薄形襯殼模具現場澆注，成型工藝采用雙組份中溫澆注現場室溫固化工藝，消聲層添加吸聲阻尼材料其厚度為40～60mm的任意幾何形狀，中間夾有二層銅絲網結構，大小可依據殼體尺寸而定，中間無接縫線，聚氨酯消聲層表面再噴涂一層聚氨酯蒙皮保護涂層。本發明提供的一種異形面包覆消聲層材料及制備方法，適用于現行有外覆消聲性能要求的船舶如潛艇的二端、二側下部及底部段位置多變異形面結構件消聲層的覆貼，對提高船舶整體水聲吸聲性能更加完善，是具有應用價值的發明。
【專利說明】一種異形面包覆消聲層材料及制備方法 【技術領域】：
[〇〇〇1] 本發明涉及到一種水聲吸聲新材料的制備技術，確切的說是一種適用于潛水船舶 和水下探測器等有高性能吸聲要求，而且異形面構造比較復雜無法直接采用消聲瓦包覆的 應用領域。 【背景技術】：
[0002] 消聲瓦是一種對水下移動船舶控制降噪最為有效地降低船舶外測噪聲的方法，消 聲瓦的降噪原理是將水下聲源與海水之間產生阻抗匹配，使聲波能夠在消聲瓦內進行聲能 轉換吸收，和消聲瓦彈性體材料的阻尼作用及消聲瓦內聲孔錐型腔的結構一起配合，使噪 聲聲波發生波形及能量的轉換，從而使聲波衰減直至完成吸收；消聲瓦的水聲降噪與一般 低潛水位水聲降噪的區別在于：消聲瓦的水聲降噪必須兼顧3MPa水壓的工況條件，吸聲層 的耐壓變形因素，因此限制了很多水聲吸聲材料的應用條件。
[0003] 國內目前通常采用的水聲吸聲方法是在船舶圓型外殼面外覆一層平板橡膠消聲 瓦，標準消聲瓦的面積為0.5平方米，通過彎曲粘接及螺絲固定貼覆的方法，在船舶外殼平 坦表面形成一個具有水聲吸聲功能的聲阻尼區域，來達到船舶聲隱身的目的。
[0004] 現有橡膠消聲瓦在實際使用中存在的問題：船舶有很多突出構件及異形面殼體， 采用目前通常使用的厚型半硬質橡膠瓦無法包覆，因此形成很多吸聲效果的可滲透區域， 目前的狀態是很多船舶的異形面構造為裸露殼體，具備吸聲功能，達不到船舶整體聲隱身 的效果。
[0005] 經過相關消聲瓦專利及文獻查閱，未見有相似的材料技術及成型工藝應用報道。
【發明內容】
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[0006] 本發明所要解決的技術問題是：在船舶底部及左右二側異形面構造處增加可以現 場施工的吸聲層，改善局部吸聲性能，使得船舶整體聲隱身性能的效果得到良好保障。
[0007] 本發明采用的解決問題的技術方案是：吸聲層材料采用聚氨酯澆注材料，模具采 用薄板襯殼模具，澆注工藝采用雙組分聚氨酯中溫模具連續澆注成型；澆注料采用室溫固 化工藝。聚氨酯吸聲層材料不但具有耐水壓力抗變形能力，而且具有良好的吸聲效能。
[0009] 本發明的實施步驟如下：
[0010] 聚氨酯澆注料的制備材料配方：A組份原料準備，將MDI、TDI異氰酸酯10-30%、分 子量Μ = 2000-3000的聚醚多元醇80-65%、采用預聚合工藝，制得異氰酸酯為4. 5-9%的 預聚體；再添加助劑10-5%，在高速分散機條件下配成Α組份，過濾后備用；Β組份原料準 備，將端氨基聚醚15-20%、聚醚二元醇5-10%、聚醚三元醇30-9 %、液體胺擴鏈劑7-12%、 固體胺擴鏈劑10-20 %、吸聲填充料20-10 %、聚氨酯色漿5-8 %、助劑5-10 %、催化劑3-1 % 等在高速分散條件下，配成混合胺值在14-30%的B組份，過濾后備用。
[〇〇11] 所述的A組份中的異氰酸酯選自以下一種或幾種混合：甲苯二異氰酸酯、2,4-二 苯基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯等；所述的聚醚多元醇主 要為分子量為1000-3000的聚醚二元醇；所述的助劑主要為碳酸酯類稀釋劑、芳烴類降黏 劑。
[0012] 所述的B組份中的胺類擴鏈劑選自以下一種或幾種混合；二甲硫基甲苯二胺 E-300、N，N-二烷基苯二胺、MOCA、TX-2、WH-6200等；所述的B組份中的端氨基聚醚為 D-2000、D-403 ;所述的B組份中的端羥基聚醚為高活性聚醚、高羥值聚醚N204、N210等；所 述的B組份中的助劑為：降黏劑、抗氧化劑、光穩定劑、消泡劑、抗沉降劑；所述的B組份中 的色漿為以端氨基聚醚為D-2000做樹脂的聚氨酯專用色漿；所述的B組份中的催化劑為環 保型的有機鉍、有機鋅、有機鈀液體。
[0013] 聚氨酯澆注機準備：采用雙組份專用聚氨酯澆注機澆注，具有可隨意移動和現場 澆注的特點。澆注機的主要性能指標，適用供料比例A組份：B組份=2?6 : 1、混合總供 料量0· 5?L 5kg/min、原料加熱50?70°C、靜態真空脫泡壓力-0· 095MPa/0. 5?L 0小 時、A/B雙組份供料采用柱塞泵，比例的輸出量校對誤差應該小于3%。
[0014] 模具的準備：模具的規格隨異形面的構造形成40?60mm的薄鋼板彎曲包覆襯殼 夾層模具；一次澆注面積小于3平方米，一塊大面積可以分成幾次澆注大部件包覆可以采 用分部件包覆，襯殼薄鋼板與潛艇外殼的連接和澆注間隙的控制采用螺絲套管方式；襯殼 模具外表面貼可以包覆若干塊娃橡膠電加熱帶加熱，控制溫度55?60°C，固化時間12小 時，可以加快襯殼模具的脫模時間。
[0015] 模具成型澆注：將調整好澆注比例后的聚氨酯澆注機直接對接襯殼模具澆注口， 控制好澆注供料速度和澆注口的移動速度，直至滿澆注口溢出；將澆注后的模具在室溫 15-30°C放置48小時后取出脫模；模具襯殼薄鋼板拆除采用旋下螺絲套管后將襯殼薄鋼板 模具分塊拆除，脫模應采用真空多吸盤輔助機構。
[0016] 聚氨酯吸聲層室溫固化：將脫模后的聚氨酯吸聲層制品在15?30°C條件下固化7 天后使用。
[0017] 聚氨酯消聲層表面缺陷修補：模具廢邊和突出點用削刀削平，螺絲套管孔和深凹 坑用聚氨酯修補料修補。
[0018] 消聲層表面噴涂聚氨酯彈性保護層：在包覆的聚氨酯消聲層表面用溶劑清洗后， 涂一層基面粘合劑，表干后再噴涂4mm聚氨酯蒙皮保護層。
[0019] 本發明采用上述制備方法，獲得聚氨酯消聲層的材料力學性能和吸聲性能比較如 下： 材料性能測試表1
【權利要求】
1. 一種異形面包覆消聲層材料及制備方法，其特征是：聚氨酯消聲層制備采用襯殼模 具現場澆注工藝，材料選用雙組分室溫固化聚氨酯澆注料，消聲層內部為厚度為40?60_ 的任意幾何形狀，中間夾有二層銅絲網結構，大小可依據殼體尺寸而定，中間無接縫線，表 面再噴涂一層聚氨酯蒙皮保護涂層。
2. 根據權利要求書1所述一種異形面包覆消聲層材料及制備方法，其特征是：材料由 雙組份聚氨酯澆注材料組成，其中A組份組成為：異氰酸酯10?30%、聚醚二元醇80? 65%、助劑10?5% ;B組份組成為：液體胺擴鏈劑7?12%、固體胺擴鏈劑10?20%、端 氨基聚醚15?20%、聚醚三元醇30?9%、聚醚二元醇5?10%、助劑5?10%、催化劑 1?3 %、吸聲填充料20?10 %、聚氨酯色漿5?8 %。采用雙組份聚氨酯中溫澆注現場室 溫固化工藝，吸聲層采用在無聲腔孔中間夾有二層60?80目銅絲網結構。
3. 根據權利要求書1所述一種異形面包覆消聲層材料及制備方法，其特征是：按本制 備方法獲得的聚氨酯消聲層，其性能滿足如下技術指標。 聚氨酯消聲層的材料性能表1
聚氨酯消聲層的吸聲性能（系數）表2
4. 根據權利要求書1所述一種異形面包覆消聲層材料及制備方法，其特征是：適用于 現行有外覆消聲性能要求的船舶如潛艇的前后二端、左右二側下部及底部段位置異形面結 構件消聲層的覆貼。
【文檔編號】B29C39/10GK104085063SQ201410279638
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月19日 優先權日:2014年6月19日
【發明者】柴華敏, 丁雄, 姚中恒, 錢學偉, 朱守御, 吳劍晴 申請人:上海瑞義聚氨酯科技有限公司