一种舰船专用复合阻尼涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及阻尼复合材料技术领域，具体而言，涉及一种舰船专用复合阻尼涂料 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 阻尼材料是利用高分子聚合物在玻璃化转变温度范围内，能够有效地将振动和噪 音等形式的机械能转变为热能释放，以达到减少振幅、降低振动和噪音的目的。常见的阻尼 材料主要有各种阻尼涂料和阻尼胶板两大类，阻尼涂料的优点在于不受基材形状和平整度 的影响，可在各种复杂形状的基材表面施工，缺点是施工效率较低。阻尼胶板的优点是施工 方便，在平整基材料表面的施工效率高，缺点是不适合在形状复杂基材表面施工。
[0003] 舰船噪声主要由其自身设备工作时以及外界风浪等拍击船体发出的不同频率和 不同强度的声音无规律地组合而成。船体振动会带来以下几个方面的不利影响：①不利于 人体健康和工作效率；②不利于船体寿命和结构安全；③不利于机电设备正常工作。
[0004] 此外，船舶噪声也会给人带来烦躁情绪，影响工作效率，严重时也会危及生命安 全，所以必须采用各种有效措施来减振降噪。因此，在舰船上采用阻尼材料对其进行阻尼处 理具有重要意义。
[0005] 在舰船行业，已申请的阻尼材料专利有2项，分别为《构成约束阻尼结构的阻燃阻 尼涂料层》（专利公告号为CN1021490C)和《构成约束结构的阻尼涂料层》（专利公告号为 CN1037976C)〇
[0006] 但是上述两项专利中介绍的阻尼涂料存在如下缺点：（1)含有已被国际海事禁用 的石棉成分，阻燃剂成分中含有已被禁止的氯化石蜡、十溴联苯醚、八溴联苯醚等卤素阻燃 剂；（2)采用了聚硫橡胶这种具有强烈臭气味道的材料作为增韧剂，严重影响到了施工人 员的健康和船内空气的质量；（3)材料的粘度大，施工性能较差，施工效率很低；(4)厚涂施 工容易流挂；（5)材料的阻尼温域范围较窄，复合损耗因子η仍较低，在温度-l〇°C~50°C 内为0. 2~0. 35,不能满足当前大型舰船高速航行时的减振降噪要求。
【发明内容】
[0007] 针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种适合于舰船专用的复合阻尼涂 料及其制备方法，该涂料采用约束阻尼结构，主要用于降低舰艇结构振动和噪声，可提高其 隐身能力、战术性能和舒适性能。此外，该材料还具有优异的隔声、防腐性能和耐介质性能。
[0008] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0009] -种舰船专用复合阻尼涂料，包括阻尼层和约束层，所述阻尼层为双组份无溶剂 聚氨酯涂料，所述阻尼层包括如下重量份数的原料：
[0010] 甲组分：由多异氰酸酯和聚合物多元醇合成的异氰酸酯预聚物；
[0011] 乙组分：扩链剂100-200份、分散剂5-10份、消泡剂1-5份、催化剂0. 2-1. 0份、阻 尼填料300-500份和颜料10-20份；
[0012] 甲组分和乙组分的重量比为6-12 :1 ;
[0013] 所述约束层为双组份无溶剂环氧树脂涂料，所述约束层包括如下重量份数的原 料：
[0014] A组分：液体环氧树脂200-300份、活性稀释剂0-80份、分散剂5-15份、消泡剂 5-10份、阻燃剂70-120份、触变剂10-25份、滑石粉150-250份、硅灰石粉50-150份、重钙 150-250 份；
[0015] B组分：改性固化剂200-300份、消泡剂1-5份、触变剂5-15份；
[0016] A组分和B组分的重量比为10-11 :1。
[0017] 进一步，所述异氰酸酯预聚物的一NC0含量为2. 0-5.0%，所述多异氰酸酯为多 亚甲基多苯基多异氰酸酯（PAPI)、甲苯二异氰酸酯（TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI)、 1，6_六亚甲基二异氰酸酯（HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯 (XDI)、三甲基六亚甲基二异氰酸酯（TMDI)、甲基环己基二异氰酸酯（HTDI)、二环己基甲烷 二异氰酸酯（HMDI)、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯（TMXDI)中一种或多种。
[0018] 进一步，所述聚合物多元醇为聚醚多元醇、聚酯二元醇中一种或多种，并且分子量 为 400-3000,如聚氧化丙烯二醇N210、N220、N330、N204 ;聚ε-己内酯二醇Placeel205、 PlaCeel220 ;所述扩链剂为1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、一缩二乙二醇、甘油、 1，2, 6-己三醇、甲基丙二醇中的一种或多种，所述阻尼填料为云母粉、玻璃鳞片或片状氧化 铁红中的一种或多种，粒径范围为60-325目。
[0019] 进一步，所述催化剂为有机金属盐类、有机金属胺类催化剂中的一种或两种的复 配物，例如美国空气化学DabcoK-15、DabcoT-9、DabcoT-12。使用该种催化剂的目的不仅是 催化异氰酸酯预聚物与扩链剂的交联反应，而且还具有防止异氰酸酯与水分反应而发泡的 作用。
[0020] 进一步，所述颜料为钛白粉、炭黑或酞青绿；分散剂为脂肪酸衍生物、聚羧酸盐、聚 氨酯共聚物、高分子磷酰胺中的一种或多种，如Teg〇685、BYK110等；消泡剂为聚醚改性有 机硅、氟硅氧烷、有机聚合物中的一种或多种，如Tego900、BYK141、BYK066N等。消泡剂除了 具有消泡的效果外，还具有降低生产过程体系粘度的作用。
[0021] 进一步，所述触变剂为改性膨润土、气相二氧化硅、氢化蓖麻油中的一种或多种。
[0022] 进一步，所述液体环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AD型环 氧树脂、海因型环氧树脂中的一种或多种。
[0023] 进一步，所述活性稀释剂为缩水甘油醚、缩水甘油酯中的一种或两种；所述阻燃剂 为无卤液体磷酸酯类阻燃剂，如三甲苯基磷酸酯、三辛基磷酸酯、苯基异丙苯基磷酸酯、甲 苯基二苯基磷酸酯，氨基多聚磷酸酯等，阻燃剂在本发明中不仅达到阻燃的效果，还与触变 剂等其他助剂相互配合，效果协同。
[0024] 进一步，所述滑石粉的粒径范围为325目-1250目；所述重钙的粒径范围为325 目-1250目。
[0025] 进一步，所述改性固化剂为改性芳香胺、改性酚醛胺、改性脂肪胺、改性脂环胺中 的一种或多种。
[0026] 另，本发明还提供一种如上述的舰船专用复合阻尼涂料的制备方法，包括：
[0027] 阻尼层甲组分的制备：将多异氰酸酯加热到50~60°C，向其中滴加聚合物多元 醇，边搅拌边保持上述温度范围；滴加完毕后将温度上升到80~90°C，保温反应2~3h，将 温度降到40~50°C，得到阻尼层甲组分；
[0028] 阻尼层乙组分的制备：依次将扩链剂、分散剂、消泡剂和催化剂加入到混合机中， 预混15~20min;将阻尼填料、颜料加入到混合机中混合lh，得到阻尼层乙组分；
[0029] 阻尼层由甲组分和乙组分混合得到；
[0030] 约束层A组分的制备：首先依次将液体环氧树脂、活性稀释剂、分散剂、消泡剂、阻 燃剂、触变剂加入到混合机，混合搅拌匀匀；然后依次加入滑石粉、硅灰石粉、重钙搅拌至混 合均匀，得到约束层A组分；
[0031] 约束层B组分的制备：将改性固化剂、消泡剂、触变剂加入到分散机搅拌罐中，搅 拌混合均匀，得到约束层B组分；
[0032] 约束层由A组分和B组分混合得到。
[0033] 本发明的有益效果如下：
[0034] (1)不含溶剂，安全环保，对环境无污染；
[0035] (2)阻尼层温域宽，复合损耗因子η在温度_30°C~+60°C内为0·25~0·40;
[0036] (3)施工性能优异，刮涂性好，施工方便；
[0037] (4)可厚涂施工，立面一次厚涂30mm不流挂，施工效率高；
[0038] (5)对各种基材均具有良好的附着力；
[0039] (6)可设计性强，既可通过调整配方中原材料的组分来调整材料的性能，又可以通 过调整阻尼层和约束层的厚度，满足不同的使用要求。
[0040] 本发明的配方中阻尼层的分散剂、消泡剂、催化剂、阻尼填料和颜料相互配合，效 果协同，约束层中的A组分和B组分效果协同，使本发明的复合阻尼涂料粘度适合，具有良 好的刮涂性，便于施工，同时又能够厚涂，立面一次厚涂30mm不流挂，而现有的复合阻尼涂 料一次涂超过5_就会出现流挂，并且本发明得到的阻尼层温域宽，阻尼效果好。
【具体实施方式】
[0041] 为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明的技术方案进 行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动 的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0042] 实施例一：
[0043] -种舰船专用复合阻尼涂料，包括阻尼层和约束层，所述阻尼层为双组份无溶剂 聚氨酯涂料，所述阻尼层包括如下重量份数的原料：
[0044] 甲组分：由多异氰酸酯和聚合物多元醇合成的异氰酸酯预聚物；
[0045] 所述异氰酸酯预聚物的一NC0含量为2. 0-5.0%，所述多异氰酸酯为多亚甲基多 苯基多异氰酸酯（PAPI)、甲苯二异氰酸酯（TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI)、1，6-六亚 甲基二异氰酸酯（HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯（XDI)、三甲 基六亚甲基二