一种减振降噪约束阻尼板制造方法及减振降噪约束阻尼板与流程

本发明涉及航空领域减振降噪
技术领域：
，特别是涉及一种减振降噪约束阻尼板制造方法及减振降噪约束阻尼板。
背景技术：
：飞机在飞行过程中，壁板结构承受着来自动力系统以及气流脉动等产生的振动载荷。在振动激励下，壁板这类典型薄壳结构会产生振动和噪声，影响到舱室内的舒适性；减振阻尼材料多为橡胶类或者树脂类阻尼材料，通过附加约束层(多为铝箔或复合材料)以及胶层的方式，附着在机身结构上，以起到减振隔声的效果。专利cn105269882中提到了一种轻质约束阻尼板的制造方法，其采用碳纤维板代替金属约束层进行质量减轻，但碳纤维的应用大大增加了约束阻尼板的成本；专利cn104532739、cn106592343中涉及地铁减振降噪的设计方法，由于材料适应性等问题不满足航空工业的使用需求；专利cn103935373涉及一种隔声减振的高速列车地板结构，但结构较为复杂，工艺较难控制。市场上现有的约束阻尼产品采用树脂等材料，其重量大，不满足航空使用需求。同时目前采用的约束层存在粘结层设计问题，容易出现边部脱粘和约束阻尼板更换困难等。现有的约束阻尼板应用于航空环境中时存在以下问题：a)环境适应性弱。很难满足航空通常规定的-55℃～80℃高低温环境、gjb150.10规定的192h霉菌试验环境。b)成本高或质量重。约束阻尼板的大阻尼效果来自于较厚的阻尼层，现有技术没有对约束层和阻尼层的最佳厚度比进行设计。c)粘结层设计不当。更换困难或者周边脱粘，导致阻尼材料失效或者腐蚀老化。d)加工复杂。加工成本较高，供货周期较长。因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种减振降噪约束阻尼板制造方法来克服或至少减轻现有技术的中的至少一个上述缺陷。为实现上述目的，本发明提供一种减振降噪约束阻尼板制造方法，所述减振降噪约束阻尼板制造方法包括如下步骤：对约束层进行表面阳极化处理；对约束层的橡胶粘结面进行表面喷砂处理，处理后的约束层进行金属清洗剂清洗；设计粘弹性阻尼材料；在约束层的橡胶粘结面喷涂粘结剂，将粘弹性阻尼材料在约束层上进行压片，之后将约束层以及粘弹性阻尼材料进行高温硫化加工，从而形成组合层；将组合层进行预定时间的放置之后对粘弹性阻尼材料表面进行清洗、干燥后进行粘结层布置，从而形成减振降噪约束阻尼板。优选地，所述设计粘弹性阻尼材料包括：添加6～21份的二硫化钼、云母、强威粉、蛭石粉多层片状结构的混合物于粘弹性材料中形成高阻尼粘弹性阻尼层。优选地，所述制作粘弹性阻尼层进一步包括：向所述粘弹性材料中中添加5～30份a0-80极性小分子。优选地，所述制作粘弹性阻尼层进一步包括：向所述粘弹性材料中添加0.1至1份防霉剂。优选地，所述防霉剂为以吡唑类、噻唑类和呲啶类的混合物按1:1:1比例混合制成防霉剂。优选地，所述在约束层的橡胶粘结面喷涂粘结剂具体为：在约束层的橡胶粘结面喷涂罗门哈斯粘结剂。优选地，所述预定时间为24小时以上。优选地，所述将硫化后的材料进行预定时间的放置之后对粘弹性阻尼材料进行清洗具体为：将硫化后的材料进行预定时间的放置之后对橡胶表面进行丙酮清洗。优选地，所述在所述结合层上进行粘结层的铺设具体为：以高强度的环氧类胶层以肋加固或点加固的形式对粘弹性阻尼材料周边和内部进行粘结加固，以丙烯酸类胶层对粘弹性阻尼材料整个平面进行铺置，从而形成所述粘结层。本申请还提供了一种减振降噪约束阻尼板，所述减振降噪约束阻尼板采用如上所述的减振降噪约束阻尼板制造方法制成。本申请的减振降噪约束阻尼板制造方法具有以下有益效果：a)满足航空使用标准。阻尼层材料具有隔声、减振、降噪等效果，通过具有阻燃，满足耐高低温、霉菌、盐雾、湿热环境的特点。b)阻尼的可设计。添加二硫化钼、云母、强威粉、蛭石粉及极性小分子ao-80的混合物，使其满足特定的环境使用需求。c)质量轻。本发明寻求最优约束层和阻尼层厚度比，在提供同等减振效果的前提下降低约束阻尼板的面密度，实现了约束阻尼板材料的轻质性。d)粘结设计。通过不同强度的环氧类胶层、丙烯酸类胶层以肋加固、点加固的形式进行粘结层设计，在避免阻尼约束层周边脱粘的同时方便阻尼约束层的更换。附图说明图1是根据本发明第一实施例的减振降噪约束阻尼板制造方法的流程示意图。图2为本申请的减振降噪约束阻尼板的结构示意图。图3为本发明的粘结层的铺置图。图4是本申请第一实施例的效果对比图。图5是本申请第二实施例的效果对比图。图6是本申请第三实施例的效果对比图。图7是本申请中添加ao-80后的阻尼性能变化示意图。附图标记：1约束层3粘结层2粘弹性阻尼层具体实施方式为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，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更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。图1是根据本发明第一实施例的减振降噪约束阻尼板制造方法的流程示意图。图2为本申请的减振降噪约束阻尼板的结构示意图。图3为本发明的粘结层的铺置图。图4是本申请第一实施例的效果对比图。图5是本申请第二实施例的效果对比图。图6是本申请第三实施例的效果对比图。图7是本申请中添加ao-80后的阻尼性能变化示意图。如图2所示的减振降噪约束阻尼板制造方法包括如下步骤：对约束层进行表面阳极化处理；对约束层的橡胶粘结面进行表面喷砂处理，处理后的约束层进行金属清洗剂清洗；设计粘弹性阻尼材料；在约束层的橡胶粘结面喷涂粘结剂，将粘弹性阻尼材料在约束层上进行压片，之后将约束层以及粘弹性阻尼材料进行高温硫化加工，从而形成组合层；将组合层进行预定时间的放置之后对粘弹性阻尼材料表面进行清洗、干燥后进行粘结层布置，从而形成减振降噪约束阻尼板。在本实施例中，所述设计粘弹性阻尼材料包括：添加6～21份的二硫化钼、云母、强威粉、蛭石粉多层片状结构的混合物于粘弹性材料中形成高阻尼粘弹性阻尼层。在本实施例中，所述制作粘弹性阻尼层进一步包括：向所述粘弹性材料中中添加5～30份a0-80极性小分子。在本实施例中，所述制作粘弹性阻尼层进一步包括：向所述粘弹性材料中添加0.1至1份防霉剂。在本实施例中，所述防霉剂为以吡唑类、噻唑类和呲啶类的混合物按1:1:1比例混合制成防霉剂。在本实施例中，所述在约束层的橡胶粘结面喷涂粘结剂具体为：在约束层的橡胶粘结面喷涂罗门哈斯粘结剂。在本实施例中，所述预定时间为24小时以上。在本实施例中，所述将硫化后的材料进行预定时间的放置之后对粘弹性阻尼材料进行清洗具体为：将硫化后的材料进行预定时间的放置之后对橡胶表面进行丙酮清洗。在本实施例中，所述在所述结合层上进行粘结层的铺设具体为：以高强度的环氧类胶层以肋加固或点加固的形式对粘弹性阻尼材料周边和内部进行粘结加固，以丙烯酸类胶层对粘弹性阻尼材料整个平面进行铺置，从而形成所述粘结层。本申请还提供了一种减振降噪约束阻尼板，所述减振降噪约束阻尼板采用如上所述的减振降噪约束阻尼板制造方法制成。本申请的减振降噪约束阻尼板制造方法具有以下有益效果：a)满足航空使用标准。阻尼层材料具有隔声、减振、降噪等效果，通过具有阻燃，满足耐高低温、霉菌、盐雾、湿热环境的特点。b)阻尼的可设计。添加二硫化钼、云母、强威粉、蛭石粉及极性小分子ao-80的混合物，使其满足特定的环境使用需求。c)质量轻。本发明寻求最优约束层和阻尼层厚度比，在提供同等减振效果的前提下降低约束阻尼板的面密度，实现了约束阻尼板材料的轻质性。d)粘结设计。通过不同强度的环氧类胶层、丙烯酸类胶层以肋加固、点加固的形式进行粘结层设计，在避免阻尼约束层周边脱粘的同时方便阻尼约束层的更换。本申请还提供了一种减振降噪约束阻尼板，所述减振降噪约束阻尼板采用如上所述的减振降噪约束阻尼板制造方法制成。下面以举例的方式对本申请进行进一步详细阐述。可以理解的是，该举例并不构成对本申请的任何限制。实施例1参考图2，约束层厚度1mm，粘弹性阻尼材料厚度1mm，约束层为航空铝材，粘弹性阻尼材料为丁基橡胶，粘结层为环氧类和丙烯酸类胶层，粘结层胶层布置如图3(a)所示。其中粘弹性阻尼材料配比：丁基橡胶：100，炭黑50；201树脂10；硬脂酸1，氧化锌5，ao-805，二硫化钼0.1、云母2、强微粉2、蛭石粉2；添加rha0.1。按照相关标准进行测试，霉菌试验192h后，减振降噪约束阻尼板表面为0级。同时满足-55℃～80℃使用。减振降噪约束阻尼板面密度4.4kg/m2。对实施例1减振降噪约束阻尼板进行拉伸模态下dma测试，实例1减振降噪约束阻尼板最佳使用频率为-29℃，最大损耗因子为0.39,参考图4。表1实例1与国外某产品性能对比实施例2参考图2，约束层厚度0.5mm，粘弹性阻尼材料厚度1mm，约束层为航空铝材，粘弹性阻尼材料为丁基橡胶，粘结层为环氧类和丙烯酸类胶层，粘结层胶层布置如图3(b)所示。其中粘弹性阻尼材料配比：丁基橡胶：100，炭黑50；201树脂10；硬脂酸1，氧化锌5，ao-8010，二硫化钼0.5、云母5、强微粉5、蛭石粉5；添加rha0.5。按照相关标准进行测试，霉菌试验192h后，减振降噪约束阻尼板表面为0级。同时满足-55℃～80℃使用。减振降噪约束阻尼板面密度2.8kg/m2。对实施例2减振降噪约束阻尼板进行拉伸模态dma测试，实例2减振降噪约束阻尼板最佳使用频率为-26℃，最大损耗因子为0.43,参考图5。表2实例2与国外某产品性能对比实施例3：参考图2，约束层厚度0.5mm，粘弹性阻尼材料厚度2mm，约束层为航空铝材，阻尼层为溴化丁基橡胶，粘结层为环氧类和丙烯酸类胶层，粘结层胶层布置如图3(b)所示。参见图7，其中粘弹性阻尼材料配比：丁基橡胶：100，炭黑50；201树脂10；硬脂酸1，氧化锌5，ao-8020，二硫化钼1、云母10、强微粉5、蛭石粉5；添加rha0.5。按照相关标准进行测试，霉菌试验192h后，减振降噪约束阻尼板表面为0级。同时满足-55℃～80℃环境的使用，减振降噪约束阻尼板面密度3.3kg/m2。对实施例3减振降噪约束阻尼板与国外某产品的dma测试对比，实例3减振降噪约束阻尼板最佳使用频率为-20℃，最大损耗因子为0.50,参考图6。表3实例3与国外某产品性能对比本申请的减振降噪约束阻尼板约束层厚度为0.5mm～1.5mm，阻尼层厚度为0.5mm～3mm，约束层为航空铝材或钛合金，阻尼层材料为硅橡胶、丁基橡胶、溴化丁基材料等；粘结层为环氧类和丙烯酸类胶层。在一个实施例中，约束层(航空铝材)经表面阳极化处理；阻尼层(橡胶材料)通过添加6～21份的二硫化钼、云母、强威粉、蛭石粉的混合物，这种多层的结构容易在材料的内部形成空间阻隔，阻碍分子链的运动，从而增大材料的阻尼，片状结构均为纳米级，其中二硫化钼结构较小，其余三种结构大小相当，二硫化钼与其余几种片状助剂以约1：10的分额配比，实现以不同结构、大小的片状结构阻尼剂进行协同阻尼设计；添加5～30份a0-80极性小分子进行阻尼层材料的最佳使用温度与最佳使用频率的设计，ao-80添加可以使材料的最佳使用温度向高温方向移动，根据室温等效机理，可使最佳使用频率向低频方向移动；按照标准中规定的菌种有黑曲霉、杂色曲霉、球毛壳霉，绳状青霉，黄曲霉。为提高产品的防霉性，以吡唑类、噻唑类和呲啶类的混合物按1:1:1比例混合制成防霉剂，添加0.1～1份进行粘弹性阻尼材料的防霉菌性能设计，具体效果见实例1～3。约束层橡胶粘结面进行表面喷砂处理，处理后的约束层进行金属清洗剂清洗；然后在约束层表面喷涂罗门哈斯粘结剂，对粘弹性阻尼层进行压片处理，之后平铺在铝板上进行高温硫化加工。硫化后的材料进行24h放置，对橡胶表面进行丙酮清洗、干燥后进行粘结层布置。粘结层按图3所示两种方式以不同强度的胶层进行铺置，以高强度的环氧类胶层以肋加固或点加固的形式对周边和内部进行粘结加固，以强度适中的丙烯酸类胶层对橡胶整个平面进行铺置。本申请应用于航空领域的减振降噪约束阻尼板，包括约束层、粘弹性阻尼层(粘弹性阻尼材料)、粘结层。约束层和和粘弹性阻尼层均具有良好的耐三防性能，粘弹性阻尼层材料具有高阻尼和较宽的温频特性，具有良好的高低温、高振动环境适应性；约束层和粘弹性阻尼层以不同的厚度比进行组合，满足不同的环境使用要求；采用粘结层加固技术增强约束阻尼板的粘结性能，粘结层具有较大的粘结强度以及方便更换等优点。3)创新点与有益效果本发明具有以下有益效果：a)满足航空使用标准。粘弹性阻尼材料具有隔声、减振、降噪等效果，通过具有阻燃，满足耐高低温、霉菌、盐雾、湿热环境的特点。b)阻尼的可设计。添加二硫化钼、云母、强威粉、蛭石粉及极性小分子ao-80的混合物，使其满足特定的环境使用需求。c)质量轻。本发明寻求最优约束层和阻尼层厚度比，在提供同等减振效果的前提下降低约束阻尼板的面密度，实现了约束阻尼板材料的轻质性。d)粘结设计。通过不同强度的环氧类胶层、丙烯酸类胶层以肋加固、点加固的形式进行粘结层设计，在避免阻尼约束层周边脱粘的同时方便阻尼约束层的更换。本申请的粘弹性阻尼材料以硅橡胶、丁基橡胶等粘弹性体为基体，辅以助剂改性，使阻尼材料在-55℃～80℃范围内均可正常使用，满足高环境适应性要求；通过添加不同大小片状阻尼助剂及ao-80极性小分子，实现对材料阻尼的可设计，使其满足最佳使用频率和最佳使用温度要求；通过设计粘弹性阻尼材料与约束层厚度比例寻求阻尼最优化；通过不同粘结强度的粘结层以肋加固或点加固形式进行设计，延长使用寿命同时方便约束层更换。最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页12