一种异形面包覆消声层材料及制备方法
【专利摘要】本发明介绍了一种异形面包覆消声层材料及制备方法，其特征是：消声层材料选用双组分室温固化聚氨酯浇注料，消声层浇注工艺采用薄形衬壳模具现场浇注，成型工艺采用双组份中温浇注现场室温固化工艺，消声层添加吸声阻尼材料其厚度为40～60mm的任意几何形状，中间夹有二层铜丝网结构，大小可依据壳体尺寸而定，中间无接缝线，聚氨酯消声层表面再喷涂一层聚氨酯蒙皮保护涂层。本发明提供的一种异形面包覆消声层材料及制备方法，适用于现行有外覆消声性能要求的船舶如潜艇的二端、二侧下部及底部段位置多变异形面结构件消声层的覆贴，对提高船舶整体水声吸声性能更加完善，是具有应用价值的发明。
【专利说明】一种异形面包覆消声层材料及制备方法 【技术领域】：
[〇〇〇1] 本发明涉及到一种水声吸声新材料的制备技术，确切的说是一种适用于潜水船舶 和水下探测器等有高性能吸声要求，而且异形面构造比较复杂无法直接采用消声瓦包覆的 应用领域。 【背景技术】：
[0002] 消声瓦是一种对水下移动船舶控制降噪最为有效地降低船舶外测噪声的方法，消 声瓦的降噪原理是将水下声源与海水之间产生阻抗匹配，使声波能够在消声瓦内进行声能 转换吸收，和消声瓦弹性体材料的阻尼作用及消声瓦内声孔锥型腔的结构一起配合，使噪 声声波发生波形及能量的转换，从而使声波衰减直至完成吸收；消声瓦的水声降噪与一般 低潜水位水声降噪的区别在于：消声瓦的水声降噪必须兼顾3MPa水压的工况条件，吸声层 的耐压变形因素，因此限制了很多水声吸声材料的应用条件。
[0003] 国内目前通常采用的水声吸声方法是在船舶圆型外壳面外覆一层平板橡胶消声 瓦，标准消声瓦的面积为0.5平方米，通过弯曲粘接及螺丝固定贴覆的方法，在船舶外壳平 坦表面形成一个具有水声吸声功能的声阻尼区域，来达到船舶声隐身的目的。
[0004] 现有橡胶消声瓦在实际使用中存在的问题：船舶有很多突出构件及异形面壳体， 采用目前通常使用的厚型半硬质橡胶瓦无法包覆，因此形成很多吸声效果的可渗透区域， 目前的状态是很多船舶的异形面构造为裸露壳体，具备吸声功能，达不到船舶整体声隐身 的效果。
[0005] 经过相关消声瓦专利及文献查阅，未见有相似的材料技术及成型工艺应用报道。
【发明内容】
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[0006] 本发明所要解决的技术问题是：在船舶底部及左右二侧异形面构造处增加可以现 场施工的吸声层，改善局部吸声性能，使得船舶整体声隐身性能的效果得到良好保障。
[0007] 本发明采用的解决问题的技术方案是：吸声层材料采用聚氨酯浇注材料，模具采 用薄板衬壳模具，浇注工艺采用双组分聚氨酯中温模具连续浇注成型；浇注料采用室温固 化工艺。聚氨酯吸声层材料不但具有耐水压力抗变形能力，而且具有良好的吸声效能。
[0009] 本发明的实施步骤如下：
[0010] 聚氨酯浇注料的制备材料配方：A组份原料准备，将MDI、TDI异氰酸酯10-30%、分 子量Μ = 2000-3000的聚醚多元醇80-65%、采用预聚合工艺，制得异氰酸酯为4. 5-9%的 预聚体；再添加助剂10-5%，在高速分散机条件下配成Α组份，过滤后备用；Β组份原料准 备，将端氨基聚醚15-20%、聚醚二元醇5-10%、聚醚三元醇30-9 %、液体胺扩链剂7-12%、 固体胺扩链剂10-20 %、吸声填充料20-10 %、聚氨酯色浆5-8 %、助剂5-10 %、催化剂3-1 % 等在高速分散条件下，配成混合胺值在14-30%的B组份，过滤后备用。
[〇〇11] 所述的A组份中的异氰酸酯选自以下一种或几种混合：甲苯二异氰酸酯、2,4-二 苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等；所述的聚醚多元醇主 要为分子量为1000-3000的聚醚二元醇；所述的助剂主要为碳酸酯类稀释剂、芳烃类降黏 剂。
[0012] 所述的B组份中的胺类扩链剂选自以下一种或几种混合；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组份中的端氨基聚醚为 D-2000、D-403 ;所述的B组份中的端羟基聚醚为高活性聚醚、高羟值聚醚N204、N210等；所 述的B组份中的助剂为：降黏剂、抗氧化剂、光稳定剂、消泡剂、抗沉降剂；所述的B组份中 的色浆为以端氨基聚醚为D-2000做树脂的聚氨酯专用色浆；所述的B组份中的催化剂为环 保型的有机铋、有机锌、有机钯液体。
[0013] 聚氨酯浇注机准备：采用双组份专用聚氨酯浇注机浇注，具有可随意移动和现场 浇注的特点。浇注机的主要性能指标，适用供料比例A组份：B组份=2?6 : 1、混合总供 料量0· 5?L 5kg/min、原料加热50?70°C、静态真空脱泡压力-0· 095MPa/0. 5?L 0小 时、A/B双组份供料采用柱塞泵，比例的输出量校对误差应该小于3%。
[0014] 模具的准备：模具的规格随异形面的构造形成40?60mm的薄钢板弯曲包覆衬壳 夹层模具；一次浇注面积小于3平方米，一块大面积可以分成几次浇注大部件包覆可以采 用分部件包覆，衬壳薄钢板与潜艇外壳的连接和浇注间隙的控制采用螺丝套管方式；衬壳 模具外表面贴可以包覆若干块娃橡胶电加热带加热，控制温度55?60°C，固化时间12小 时，可以加快衬壳模具的脱模时间。
[0015] 模具成型浇注：将调整好浇注比例后的聚氨酯浇注机直接对接衬壳模具浇注口， 控制好浇注供料速度和浇注口的移动速度，直至满浇注口溢出；将浇注后的模具在室温 15-30°C放置48小时后取出脱模；模具衬壳薄钢板拆除采用旋下螺丝套管后将衬壳薄钢板 模具分块拆除，脱模应采用真空多吸盘辅助机构。
[0016] 聚氨酯吸声层室温固化：将脱模后的聚氨酯吸声层制品在15?30°C条件下固化7 天后使用。
[0017] 聚氨酯消声层表面缺陷修补：模具废边和突出点用削刀削平，螺丝套管孔和深凹 坑用聚氨酯修补料修补。
[0018] 消声层表面喷涂聚氨酯弹性保护层：在包覆的聚氨酯消声层表面用溶剂清洗后， 涂一层基面粘合剂，表干后再喷涂4mm聚氨酯蒙皮保护层。
[0019] 本发明采用上述制备方法，获得聚氨酯消声层的材料力学性能和吸声性能比较如 下： 材料性能测试表1
【权利要求】
1. 一种异形面包覆消声层材料及制备方法，其特征是：聚氨酯消声层制备采用衬壳模 具现场浇注工艺，材料选用双组分室温固化聚氨酯浇注料，消声层内部为厚度为40?60_ 的任意几何形状，中间夹有二层铜丝网结构，大小可依据壳体尺寸而定，中间无接缝线，表 面再喷涂一层聚氨酯蒙皮保护涂层。
2. 根据权利要求书1所述一种异形面包覆消声层材料及制备方法，其特征是：材料由 双组份聚氨酯浇注材料组成，其中A组份组成为：异氰酸酯10?30%、聚醚二元醇80? 65%、助剂10?5% ;B组份组成为：液体胺扩链剂7?12%、固体胺扩链剂10?20%、端 氨基聚醚15?20%、聚醚三元醇30?9%、聚醚二元醇5?10%、助剂5?10%、催化剂 1?3 %、吸声填充料20?10 %、聚氨酯色浆5?8 %。采用双组份聚氨酯中温浇注现场室 温固化工艺，吸声层采用在无声腔孔中间夹有二层60?80目铜丝网结构。
3. 根据权利要求书1所述一种异形面包覆消声层材料及制备方法，其特征是：按本制 备方法获得的聚氨酯消声层，其性能满足如下技术指标。 聚氨酯消声层的材料性能表1
聚氨酯消声层的吸声性能（系数）表2
4. 根据权利要求书1所述一种异形面包覆消声层材料及制备方法，其特征是：适用于 现行有外覆消声性能要求的船舶如潜艇的前后二端、左右二侧下部及底部段位置异形面结 构件消声层的覆贴。
【文档编号】B29C39/10GK104085063SQ201410279638
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】柴华敏, 丁雄, 姚中恒, 钱学伟, 朱守御, 吴剑晴 申请人:上海瑞义聚氨酯科技有限公司