CN110809378A - 一种阻尼/隔热结构及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阻尼/隔热结构及其制备方法和应用，属于电子元器件的防护技术领域，特别涉及一种用于保护核心元器件的阻尼/隔热复合功能结构制备方法。该阻尼/隔热结构用于对核心元器件进行防护，该结构从内到外包括聚氨酯阻尼层、约束壳体、隔热层、外壳和防热层。制备方法包括阻尼层材料的合成及灌封成型、隔热瓦结构的加工成型、约束壳体和外壳的制备、多层结构的装配连接密封及防热涂层的制备。本发明通过多层结构的叠加及层间的密封连接，实现了核心元件在短时高温或瞬时剧烈冲击振动环境下的正常工作，具有体积小、耐烧蚀、耐高温、防水性能好、抗振动冲击能力强的特点。

Description

一种阻尼/隔热结构及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种阻尼/隔热结构及其制备方法和应用，属于电子元器件的防护技术领域，特别涉及一种用于保护核心元器件的阻尼/隔热复合功能结构制备方法。
背景技术
在航空航天、船舶舰艇、高速列车等领域，为保障电子元器件、数据记录器等精密仪器件在复杂工作环境或高温、冲击等剧烈突发状况下能继续正常工作一段时间以记录信息数据，需要在这些核心元器件的外侧增加防护结构。
此类产品目前基本为国外进口，一方面，为达到抗冲击和隔热性能指标，通常需要包覆较厚的外层材料，导致防护结构整体体积和质量较大，不利于产品的装配及使用；另一方面，进口产品的结构、材料及制备工艺处于技术封锁状态，产品的采购及使用容易受限，甚至影响上述领域产品的发展。
因此有必要设计阻尼/隔热多层复合结构和材料，使其在体积减小的同时，具有良好的密封防水、耐温和抗冲击等性能。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种阻尼/隔热结构及其制备方法和应用，该结构为一种隔热性能好，抗振动抗冲击且具有一定密封性的阻尼隔热复合结构。
本发明的技术解决方案是：
一种阻尼/隔热结构，该阻尼/隔热结构用于对核心元器件进行防护，该结构从内到外包括聚氨酯阻尼层、约束壳体、隔热层、外壳和防热层；
所述的聚氨酯阻尼层的原料包括MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)、蓖麻油、扩链剂和催化剂，以MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)和蓖麻油的总质量为100份计算，催化剂的质量份数为0～1.0份，扩链系数为0.85～0.95；MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)和蓖麻油的总质量中，MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)的质量百分含量为30％～60％，蓖麻油的质量百分含量为40％～70％；
所述的扩链剂为聚醚多元醇N210、聚醚多元醇N303或MOCA中的一种；
所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、二丁基氧化锡或二硫醇二辛基锡中的至少一种；
所述的约束壳体的材料为高强度合金，优选30CrMnSiA或0Cr17Ni4Cu4Nb，约束壳体的内型面与待防护核心元器件的外型面一致，约束壳体的内型面与待防护核心元器件的外型面的距离为3～5mm；
所述的隔热层由厚度为30～50mm轻质刚性陶瓷隔热瓦加工而成，隔热层的内型面与约束壳体的外型面一致；隔热层材料包括陶瓷纤维、淀粉、烧结助剂和遮光剂，其中所述陶瓷纤维由质量百分数为50％～100％的石英纤维和0～50％莫来石纤维组成，烧结助剂为氮化棚，氮化棚质量为陶瓷纤维质量的0.01％～15％，淀粉质量为陶瓷纤维质量的0.05％～15％，遮光剂为碳化硅，碳化硅质量为陶瓷纤维质量的0～20％。
所述的外壳为高强度合金，优选30CrMnSiA或0Cr17Ni4Cu4Nb；外壳的内型面与隔热层的外型面一致；
所述的防热层的原料包括A组分、B组分和C组分，其中，A组分包括苯基聚硅氧烷和填料，B组分为正硅酸四乙酯，C组分为促进剂，以苯基聚硅氧烷的质量份数为100份计算，填料的质量份数为10～50份，正硅酸四乙酯的质量份数为4～10份，促进剂的质量份数为0.4～1.6份；
所述的填料为白炭黑、炭黑、氧化铁红、氧化铝、氢氧化铝或硅微粉中的至少一种；
所述的促进剂为二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡或硅烷偶联剂中的至少一种；
约束壳体和隔热层之间通过胶粘剂进行粘接；
隔热层和外壳之间通过胶粘剂进行粘接；
所述的胶粘剂的原料包括组分a、组分b和组分c，组分a包括室温硫化硅橡胶和填料，组分b为硅油，组分c为促进剂，以室温硫化硅橡胶的质量份数为100份计算，填料的质量份数为140～240份，硅油的质量份数为48～72份，促进剂的质量份数为2.0～2.8；将胶粘剂的原料进行混合后得到胶粘剂；
所述的填料为白炭黑、炭黑、氧化铁红、氧化铝、氧化锌或硅微粉中的至少一种；
所述的促进剂为二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡或硅烷偶联剂中的至少一种。
一种阻尼/隔热结构的制备方法，该方法制备的阻尼/隔热结构用于对核心元器件进行防护，该方法的步骤包括：
(1)将聚氨酯阻尼层的原料进行混合，得到聚氨酯阻尼材料料浆；
(2)将待防护的核心元器件安装在约束壳体内，在待防护的核心元器件与约束壳体之间的空腔中浇注步骤(1)得到的聚氨酯阻尼材料料浆，固化；
(3)步骤(2)中的固化完成后，在约束壳体的外表面涂覆胶粘剂，在隔热层的内表面涂覆胶粘剂，然后将外表面涂覆胶粘剂的约束壳体放置到内表面涂覆胶粘剂的隔热层的空腔内，室温固化3～5天；
(4)步骤(3)中的固化完成后，在隔热层的外表面涂覆胶粘剂，在外壳的内表面涂覆胶粘剂，然后将外表面涂覆胶粘剂的隔热层放置到内表面涂覆胶粘剂的外壳的空腔内，室温固化3～5天，固化完成后对外壳进行表面处理；
(5)将防热层的原料进行混合，得到防热层的料浆；
(6)步骤(4)中的固化完成后，将步骤(5)得到的防热层的料浆涂覆在外壳的外表面，室温固化3～5天，防热层的厚度为3～6mm。
所述的步骤(2)中，将待防护的核心元器件安装在约束壳体内时，通过固定装置定位于约束壳体的中央，保证待防护的核心元器件任意位置不接触约束壳体；浇注时分两步进行，第一步，将聚氨酯阻尼材料料浆注入约束壳体的底端1/4～1/2处，在60～80℃下进行固化8～16h，拆除固定装置；第二步，继续在约束壳体内浇注聚氨酯阻尼材料料浆至聚氨酯阻尼材料料浆覆盖全部待防护的核心元器件，在60～80℃下进行固化8～16h；
所述的步骤(4)中，对外壳进行表面处理的方法为采用吹砂的方法对外壳的表面进行糙化处理，吹砂压力为0.05～0.1MPa，砂粒径为16～40目。
一种阻尼/隔热结构的应用，该阻尼/隔热结构用于对核心元器件进行防护。
所述的核心元器件为电子元器件或数据记录器。
本发明具有如下有益效果：
(1)本发明采用浇注型高阻尼聚氨酯材料，对于不同外形结构的元器件均可依靠聚氨酯的流动性实现完全包覆，将元器件整体密封在约束壳体内，通过阻尼材料达到对元器件的减振抗冲击作用；另一方面，聚氨酯材料绝缘性良好，具有优良的耐油、耐老化性能，对电子类元器件电性能没有影响。
(2)本发明采用的低导热率的隔热瓦材料、耐高温密封胶粘剂、防热涂层三层隔热结构，对核心元器件起到了很好的隔热效果，外侧防热涂层在遇到高温时会通过燃烧带走热量，隔热瓦层极低的导热率使热量在一定时间内无法传导到核心部位，保证了元器件在高温环境中能够正常工作一段时间，并保护好已经记录的信息和数据，耐高温密封胶粘剂填充了所有的界面缝隙，保证热流不会通过连接部位进入核心部位。
(3)本发明体积小，重量轻，便于装配，已在新型号高速动车组的线上试跑试验中得到应用，有望在航空航天、船舶舰艇等领域的类似产品中得到推广。
(4)本发明中隔热瓦能够有效隔绝热量传递，在阻尼层外侧套装隔热瓦层，并通过特定的耐高温密封胶粘剂进行粘接，能够实现对核心元器件的整体密封隔热，保证其在不高于100℃环境中能长期正常工作，在500～700℃极高温环境中短时工作正常。
(5)本发明由外侧壳体和填充在内部的阻尼聚氨酯材料、隔热瓦材料及功能胶粘剂的多层复合结构构成，其制备方法包括阻尼层材料的合成及灌封成型、隔热瓦结构的加工成型、约束壳体和外壳的制备、多层结构的装配连接密封及防热涂层的涂覆。本发明通过多层结构的叠加及层间的密封连接，实现了核心元件在短时高温或瞬时剧烈冲击振动环境下的正常工作，具有体积小、耐烧蚀、耐高温、防水性能好、抗振动冲击能力强的特点。
附图说明
图1为本发明结构分解示意图；
图2为本发明的方法流程示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种阻尼/隔热结构，该结构从内到外包括聚氨酯阻尼层1、约束壳体2、隔热层3、外壳4和防热层5；
所述的约束壳体2的内型面与待防护核心元器件的外型面一致，约束壳体2的内型面与待防护核心元器件的外型面的距离为3～5mm；
所述的隔热层3的内型面与约束壳体2的外型面一致；
所述的外壳4的内型面与隔热层3的外型面一致；
约束壳体2和隔热层3之间通过胶粘剂进行粘接；
隔热层3和外壳4之间通过胶粘剂进行粘接。
所述的聚氨酯阻尼层1的原料包括二苯基甲烷二异氰酸酯、蓖麻油、扩链剂和催化剂，以二苯基甲烷二异氰酸酯和蓖麻油的总质量为100份计算，催化剂的质量份数为0～1.0份，扩链系数为0.85～0.95；二苯基甲烷二异氰酸酯和蓖麻油的总质量中，二苯基甲烷二异氰酸酯的质量百分含量为30％～60％，蓖麻油的质量百分含量为40％～70％。
所述的扩链剂为聚醚多元醇N210、聚醚多元醇N303、MOCA中的一种；所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、二丁基氧化锡、二硫醇二辛基锡中的一种。
所述的隔热层3材料包括陶瓷纤维、淀粉、烧结助剂和遮光剂，其中陶瓷纤维由质量百分数为50％～100％的石英纤维和0～50％莫来石纤维组成，烧结助剂为氮化棚，氮化棚质量为陶瓷纤维质量的0.01％～15％，淀粉质量为陶瓷纤维质量的0.05％～15％，遮光剂为碳化硅，碳化硅质量不大于陶瓷纤维质量的20％。
所述的防热层5的原料包括A组分、B组分和C组分，其中，A组分包括苯基聚硅氧烷和填料，B组分为正硅酸四乙酯，C组分为促进剂，以苯基聚硅氧烷的质量份数为100份计算，填料的质量份数为10～50份，正硅酸四乙酯的质量份数为4～10份，促进剂的质量份数为0.4～1.6份。
所述的填料为白炭黑、炭黑、氧化铁红、氧化铝、氢氧化铝、硅微粉中的至少一种；所述的促进剂为二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡或硅烷偶联剂中的至少一种。
所述的胶粘剂的原料包括组分a、组分b和组分c，组分a包括室温硫化硅橡胶和填料，组分b为硅油，组分c为促进剂，以室温硫化硅橡胶的质量份数为100份计算，填料的质量份数为140～240份，硅油的质量份数为48～72份，促进剂的质量份数为2.0～2.8；将胶粘剂的原料进行混合后得到胶粘剂。
约束壳体2的材料为30CrMnSiA或0Cr17Ni4Cu4Nb；
隔热层3由厚度为30～50mm轻质刚性陶瓷隔热瓦加工而成。
外壳4的材料为30CrMnSiA或0Cr17Ni4Cu4Nb。
一种阻尼/隔热结构的制备方法，该方法的步骤包括：
(1)将聚氨酯阻尼层1的原料进行混合，得到聚氨酯阻尼材料料浆；
(2)将待防护的核心元器件安装在约束壳体2内，在待防护的核心元器件与约束壳体2之间的空腔中浇注步骤(1)得到的聚氨酯阻尼材料料浆，固化；
(3)步骤(2)中的固化完成后，在约束壳体2的外表面涂覆胶粘剂，在隔热层3的内表面涂覆胶粘剂，然后将外表面涂覆胶粘剂的约束壳体2放置到内表面涂覆胶粘剂的隔热层3的空腔内，室温固化3～5天；
(4)步骤(3)中的固化完成后，在隔热层3的外表面涂覆胶粘剂，在外壳4的内表面涂覆胶粘剂，然后将外表面涂覆胶粘剂的隔热层3放置到内表面涂覆胶粘剂的外壳4的空腔内，室温固化3～5天，固化完成后对外壳4进行表面处理；
(5)将防热层5的原料进行混合，得到防热层5的料浆；
(6)步骤(4)中的固化完成后，将步骤(5)得到的防热层5的料浆涂覆在外壳4的外表面，室温固化3～5天，得到阻尼/隔热结构。
所述的步骤2中，将待防护的核心元器件安装在约束壳体2的中央，且待防护的核心元器件任意位置均不接触约束壳体2，浇注时分两步进行，第一步，将聚氨酯阻尼材料料浆注入约束壳体2的底端1/4～1/2处，在60～80℃下进行固化8～16h，第二步，继续在约束壳体2内浇注聚氨酯阻尼材料料浆至聚氨酯阻尼材料料浆覆盖全部待防护的核心元器件，在60～80℃下进行固化8～16h。
所述的步骤4中，对外壳4进行表面处理的方法为采用吹砂的方法对外壳4的表面进行糙化处理，吹砂压力为0.05～0.1MPa，砂粒径为16～40目。
所述的步骤6中，防热层5的厚度为3～6mm。
一种阻尼/隔热结构的应用，该阻尼/隔热结构用于对核心元器件进行防护。
所述的核心元器件为电子元器件或数据记录器。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
一种数据记录电路单元阻尼/隔热结构的制备，包括聚氨酯阻尼层1、约束壳体2、隔热层3、外壳4、防热层5的逐层设置。
实施例1
如图2所示，一种阻尼/隔热结构的制备方法，该方法的步骤包括：
(1)约束壳体2及外壳4采用高强度合金0Cr17Ni4Cu4Nb加工而成，两种壳体外表面均采用0.05MPa，40目粒径砂进行吹砂处理。
(2)聚氨酯阻尼层1的制备方法：包含聚氨酯材料的合成及阻尼层的灌封成型。聚氨酯材料的合成包含以下重量份的组分：40份的液化MDI，60份的蓖麻油，0.05份的二月桂酸二丁基锡，按照扩链系数0.9加入扩链剂聚醚多元醇N210。所述聚氨酯材料采用两步法合成。采用工装将数据记录电路单元固定于约束壳体中央，确保电路单元与约束壳体没有接触点，将合成的聚氨酯料浆注入约束壳体，聚氨酯料浆液面到约束壳体的1/2处停止灌封，整体转入加热装置，在60～80℃烘箱中固化8～16h后取出。拆除固定工装，按上述流程用聚氨酯料浆将约束壳体2与数据记录电路单元件的空隙注满，整体放入真空度为～0.08MPa的真空箱中脱泡处理10min，继续在60～80℃烘箱中固化8～16h，完成阻尼层1的制备及其与约束壳体2的装配。
(3)隔热层3的制备方法：
1)称取84g氮化棚分散在l000mL乙醇中，分散均匀后，备用；
2)称取石英纤维1912g、莫来石纤维350g、淀粉207g和(1)中的溶液与l00L去离子水混合，使用机械搅拌机将纤维在去离子水中均匀分散，得到浆料。
3)将上述浆料转移至成型模具中，真空抽滤；将滤饼转移至压力成型机上，施加压力7～9MPa成型，得到陶瓷隔热瓦湿坯。
4)将陶瓷隔热瓦湿坯放入80～120℃烘箱中干燥24～48h，得到陶瓷隔热瓦干坯。
5)将陶瓷隔热瓦干坯放入高温烧结炉内，1200～1500℃处理4～10h，得到陶瓷隔热瓦。
根据约束壳体及金属外壳内腔尺寸，采用隔热瓦加工成型隔热层3；
(4)胶粘剂的制备：组分a:室温硫化硅橡胶100份，氧化铁红145份和白炭黑5份；组分b：硅油48份；组分c：二月桂酸二丁基锡2.1份。胶粘剂在每次使用前按照a：b：c＝85：15：0.7配制，混合均匀，并在20min内完成使用。
(5)约束壳体2与隔热层3粘接：将步骤(4)中配制好的胶粘剂均匀涂覆在约束壳体2外表面和隔热层3内表面，然后将约束壳体2放置到内表面涂覆胶粘剂的隔热层3的空腔内，室温固化3～5天。
(6)隔热层3与外壳4粘接：将步骤(4)中配制好的胶粘剂均匀涂覆在隔热层3外表面和外壳4内表面，然后将隔热层3(已与约束壳体2粘接成一体)整体放置到外壳4的空腔内，室温固化3～5天。
(7)防热涂层5制备：由以下组分按重量份组成：A组分：苯基聚硅氧烷100份，炭黑5份，氧化铁红10份，氢氧化铝5份；B组分：正硅酸四乙酯4份；C组分：二月桂酸二丁基锡0.8份。防热涂层使用前将A、B、C组分混合均匀，制成防热涂层料浆，去除金属外壳表面油污等杂质，将配制好的防热涂层料浆均匀涂敷在金属外壳表面，用工装整体加压，室温条件下，固化3～5天，拆除工装。经检验合格后入库。
实施例2
(1)约束壳体2及外壳4采用高强度合金30CrMnSiA加工而成，两种壳体外表面均采用0.05MPa，40目粒径砂进行吹砂处理。
(2)聚氨酯阻尼层1的制备方法：包含聚氨酯材料的合成及阻尼层的灌封成型。聚氨酯材料的合成包含以下重量份的组分：30份的液化MDI，70份的蓖麻油，0.1份的二丁基氧化锡，按照扩链系数0.95加入扩链剂聚醚多元醇N303。所述聚氨酯材料采用两步法合成。采用工装将数据记录电路单元固定于约束壳体中央，确保电路单元与约束壳体没有接触点，将合成的聚氨酯料浆注入约束壳体，聚氨酯料浆液面到约束壳体的1/2处停止灌封，整体转入加热装置，在60～80℃烘箱中固化8～16h后取出。拆除固定工装，按上述流程用聚氨酯料浆将约束壳体2与数据记录电路单元件的空隙注满，整体放入真空度为～0.08MPa的真空箱中脱泡处理10min，继续在60～80℃烘箱中固化8～16h，完成阻尼层1的制备及其与约束壳体2的装配。
(3)隔热层3的制备方法：
1)称取84g氮化棚和100g碳化硅分散在2000mL无水乙醇中，分散均匀后，备用；
2)称取石英纤维1912g、莫来石纤维350g、207g淀粉和(1)中的溶液与100L去离子水混合，使用机械搅拌机将纤维在去离子水中均匀分散，得到浆料。
3)将上述浆料转移至成型模具中，真空抽滤；将滤饼转移至压力成型机上，施加压力7～9MPa成型，得到陶瓷隔热瓦湿坯。
4)将陶瓷隔热瓦湿坯放入80～120℃烘箱中干燥24～48h，得到陶瓷隔热瓦干坯。
5)将陶瓷隔热瓦干坯放入高温烧结炉内，1200～1500℃处理4～10h，得到陶瓷隔热瓦。
根据约束壳体及金属外壳内腔尺寸，采用隔热瓦加工成型隔热层3；
(4)胶粘剂的制备：组分a:室温硫化硅橡胶100份，氧化铁红160份和氧化铝20份；组分b：硅油48份；组分c：二月桂酸二辛基锡2.4份。胶粘剂在每次使用前按照a：b：c＝110：15：0.8配制，混合均匀，并在20min内完成使用。
(5)约束壳体2与隔热层3粘接：将步骤(4)中配制好的胶粘剂均匀涂覆在约束壳体2外表面和隔热层3内表面，然后将约束壳体2放置到内表面涂覆胶粘剂的隔热层3的空腔内，室温固化3～5天。
(6)隔热层3与外壳4粘接：将步骤(4)中配制好的胶粘剂均匀涂覆在隔热层3外表面和外壳4内表面，然后将隔热层3(已与约束壳体2粘接成一体)整体放置到外壳4的空腔内，室温固化3～5天。
(7)防热涂层5制备：由以下组分按重量份组成：A组分：苯基聚硅氧烷100份，白炭黑2份，氧化铁红16份和氧化铝2份；B组分：正硅酸四乙酯4份；C组分：二月桂酸二辛基锡0.8份。防热涂层使用前将A、B、C组分混合均匀，制成防热涂层料浆，去除金属外壳表面油污等杂质，将配制好的防热涂层料浆均匀涂敷在金属外壳表面，用工装整体加压，室温条件下，固化3～5天，拆除工装。经检验合格后入库。
实施例3
(1)约束壳体2及外壳4采用高强度合金0Cr17Ni4Cu4Nb加工而成，两种壳体外表面均采用0.05MPa，40目粒径砂进行吹砂处理。
(2)聚氨酯阻尼层1的制备方法：包含聚氨酯材料的合成及阻尼层的灌封成型。聚氨酯材料的合成包含以下重量份的组分：40份的液化MDI，60份的蓖麻油，按照扩链系数0.85加入扩链剂MOCA。所述聚氨酯材料采用两步法合成。采用工装将数据记录电路单元固定于约束壳体中央，确保电路单元与约束壳体没有接触点，将合成的聚氨酯料浆注入约束壳体，聚氨酯料浆液面到约束壳体的1/2处停止灌封，整体转入加热装置，在60～80℃烘箱中固化8～16h后取出。拆除固定工装，按上述流程用聚氨酯料浆将约束壳体2与数据记录电路单元件的空隙注满，整体放入真空度为～0.08MPa的真空箱中脱泡处理10min，继续在60～80℃烘箱中固化8～16h，完成阻尼层1的制备及其与约束壳体2的装配。
(3)隔热层3的制备方法：
1)称取38.2g氮化棚分散在1000mL乙醇中，分散均匀后，备用。
2)称取石英纤维870g、莫来石纤维240g、淀粉94g和(1)中的溶液与100L去离子水混合，使用机械搅拌机将纤维在去离子水中均匀分散，得到浆料。
3)将上述浆料转移至成型模具中，真空抽滤；将滤饼转移至压力成型机上，施加压力4～6MPa成型，得到陶瓷隔热瓦湿坯。
4)将陶瓷隔热瓦湿坯放入120～150℃烘箱中干燥12～36h，得到陶瓷隔热瓦干坯。
5)将陶瓷隔热瓦干坯放入高温烧结炉内，1300～1500℃处理4～8h，得到陶瓷隔热瓦。
根据约束壳体及金属外壳内腔尺寸，采用隔热瓦加工成型隔热层3；
(4)胶粘剂的制备：组分a:室温硫化硅橡胶100份，氧化铁红145份，炭黑5份；组分b：硅油45份；组分c：二月桂酸二丁基锡1.26份，硅烷偶联剂0.84份。胶粘剂在每次使用前按照a：b：c＝90：15：0.7配制，混合均匀，并在20min内完成使用。
(5)约束壳体2与隔热层3粘接：将步骤(4)中配制好的胶粘剂均匀涂覆在约束壳体2外表面和隔热层3内表面，然后将约束壳体2放置到内表面涂覆胶粘剂的隔热层3的空腔内，室温固化3～5天。
(6)隔热层3与外壳4粘接：将步骤(4)中配制好的胶粘剂均匀涂覆在隔热层3外表面和外壳4内表面，然后将隔热层3(已与约束壳体2粘接成一体)整体放置到外壳4的空腔内，室温固化3～5天。
(7)防热涂层5制备：由以下组分按重量份组成：A组分：苯基聚硅氧烷100份，炭黑16份，氧化铁红4份；B组分：正硅酸四乙酯4份；C组分：二月桂酸二辛基锡0.6份。防热涂层使用前将A、B、C组分混合均匀，制成防热涂层料浆，去除金属外壳表面油污等杂质，将配制好的防热涂层料浆均匀涂敷在金属外壳表面，用工装整体加压，室温条件下，固化3～5天，拆除工装。经检验合格后入库。
实施例1～实施例3阻尼/隔热性能的测试：
1)阻尼性能
阻尼性能通过耐冲击试验考查，所用设备仪器如下表：
序号 设备名称 设备型号 数量
1 Lansment跌落式冲击台 M65/81 1台套
试验系统在检定期内，设备能够正常运行，目标加速度值为100g，脉宽时间为10ms；实际控制值为102.03g，脉宽时间为10.06ms，满足实际试验要求。
分别按照轴向(X向)、垂向(Y向)、侧向(Z向)进行实施例1～实施例3产品的试验加载，按下表1执行：
表1冲击试验测试条件
2)隔热性能
将高温炉加热到700摄氏度，温度稳定显示为700±5℃时，将实施例1～实施例3产品逐个放入高温炉，关闭炉门，计时300s后取出。冷却后对产品进行机械剖切，内部的粘接密封层、隔热层、阻尼层均完好。
完成以上两项测试后，取出数据记录电路单元进行通电测试，数据读取正常，性能达到技术指标要求。

Claims (17)

1.一种阻尼/隔热结构，其特征在于：该结构从内到外包括聚氨酯阻尼层(1)、约束壳体(2)、隔热层(3)、外壳(4)和防热层(5)；
所述的约束壳体(2)的内型面与待防护核心元器件的外型面一致，约束壳体(2)的内型面与待防护核心元器件的外型面的距离为3～5mm；
所述的隔热层(3)的内型面与约束壳体(2)的外型面一致；
所述的外壳(4)的内型面与隔热层(3)的外型面一致；
约束壳体(2)和隔热层(3)之间通过胶粘剂进行粘接；
隔热层(3)和外壳(4)之间通过胶粘剂进行粘接。
2.根据权利要求1所述的一种阻尼/隔热结构，其特征在于：所述的聚氨酯阻尼层(1)的原料包括二苯基甲烷二异氰酸酯、蓖麻油、扩链剂和催化剂，以二苯基甲烷二异氰酸酯和蓖麻油的总质量为100份计算，催化剂的质量份数为0～1.0份，扩链系数为0.85～0.95；二苯基甲烷二异氰酸酯和蓖麻油的总质量中，二苯基甲烷二异氰酸酯的质量百分含量为30％～60％，蓖麻油的质量百分含量为40％～70％。
3.根据权利要求2所述的一种阻尼/隔热结构，其特征在于：所述的扩链剂为聚醚多元醇N210、聚醚多元醇N303、MOCA中的一种；所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、二丁基氧化锡、二硫醇二辛基锡中的一种。
4.根据权利要求1～3任一所述的一种阻尼/隔热结构，其特征在于：所述的隔热层(3)材料包括陶瓷纤维、淀粉、烧结助剂和遮光剂，其中陶瓷纤维由质量百分数为50％～100％的石英纤维和0～50％莫来石纤维组成，烧结助剂为氮化棚，氮化棚质量为陶瓷纤维质量的0.01％～15％，淀粉质量为陶瓷纤维质量的0.05％～15％，遮光剂为碳化硅，碳化硅质量不大于陶瓷纤维质量的20％。
5.根据权利要求1～3任一所述的一种阻尼/隔热结构，其特征在于：所述的防热层(5)的原料包括A组分、B组分和C组分，其中，A组分包括苯基聚硅氧烷和填料，B组分为正硅酸四乙酯，C组分为促进剂，以苯基聚硅氧烷的质量份数为100份计算，填料的质量份数为10～50份，正硅酸四乙酯的质量份数为4～10份，促进剂的质量份数为0.4～1.6份。
6.根据权利要求5所述的一种阻尼/隔热结构，其特征在于：所述的填料为白炭黑、炭黑、氧化铁红、氧化铝、氢氧化铝、硅微粉中的至少一种；所述的促进剂为二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡或硅烷偶联剂中的至少一种。
7.根据权利要求1、2、3、6任一所述的一种阻尼/隔热结构，其特征在于：所述的胶粘剂的原料包括组分a、组分b和组分c，组分a包括室温硫化硅橡胶和填料，组分b为硅油，组分c为促进剂，以室温硫化硅橡胶的质量份数为100份计算，填料的质量份数为140～240份，硅油的质量份数为48～72份，促进剂的质量份数为2.0～2.8；将胶粘剂的原料进行混合后得到胶粘剂。
8.根据权利要求7所述的一种阻尼/隔热结构，其特征在于：所述的填料为白炭黑、炭黑、氧化铁红、氧化铝、氢氧化铝、硅微粉中的至少一种；所述的促进剂为二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡或硅烷偶联剂中的至少一种。
9.根据权利要求1、2、3、6、8任一所述的一种阻尼/隔热结构，其特征在于：约束壳体(2)的材料为30CrMnSiA或0Cr17Ni4Cu4Nb；
10.根据权利要求1、2、3、6、8任一所述的一种阻尼/隔热结构，其特征在于：隔热层(3)由厚度为30～50mm轻质刚性陶瓷隔热瓦加工而成。
11.根据权利要求1、2、3、6、8任一所述的一种阻尼/隔热结构，其特征在于：外壳(4)的材料为30CrMnSiA或0Cr17Ni4Cu4Nb。
12.一种阻尼/隔热结构的制备方法，其特征在于该方法的步骤包括：
(1)将聚氨酯阻尼层(1)的原料进行混合，得到聚氨酯阻尼材料料浆；
(2)将待防护的核心元器件安装在约束壳体(2)内，在待防护的核心元器件与约束壳体(2)之间的空腔中浇注步骤(1)得到的聚氨酯阻尼材料料浆，固化；
(3)步骤(2)中的固化完成后，在约束壳体(2)的外表面涂覆胶粘剂，在隔热层(3)的内表面涂覆胶粘剂，然后将外表面涂覆胶粘剂的约束壳体(2)放置到内表面涂覆胶粘剂的隔热层(3)的空腔内，室温固化3～5天；
(4)步骤(3)中的固化完成后，在隔热层(3)的外表面涂覆胶粘剂，在外壳(4)的内表面涂覆胶粘剂，然后将外表面涂覆胶粘剂的隔热层(3)放置到内表面涂覆胶粘剂的外壳(4)的空腔内，室温固化3～5天，固化完成后对外壳(4)进行表面处理；
(5)将防热层(5)的原料进行混合，得到防热层(5)的料浆；
(6)步骤(4)中的固化完成后，将步骤(5)得到的防热层(5)的料浆涂覆在外壳(4)的外表面，室温固化3～5天，得到阻尼/隔热结构。
13.根据权利要求12所述的一种阻尼/隔热结构的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中，将待防护的核心元器件安装在约束壳体(2)的中央，且待防护的核心元器件任意位置均不接触约束壳体(2)，浇注时分两步进行，第一步，将聚氨酯阻尼材料料浆注入约束壳体(2)的底端1/4～1/2处，在60～80℃下进行固化8～16h，第二步，继续在约束壳体(2)内浇注聚氨酯阻尼材料料浆至聚氨酯阻尼材料料浆覆盖全部待防护的核心元器件，在60～80℃下进行固化8～16h。
14.根据权利要求12或13所述的一种阻尼/隔热结构的制备方法，其特征在于：所述的步骤(4)中，对外壳(4)进行表面处理的方法为采用吹砂的方法对外壳(4)的表面进行糙化处理，吹砂压力为0.05～0.1MPa，砂粒径为16～40目。
15.根据权利要求12或13所述的一种阻尼/隔热结构的制备方法，其特征在于：所述的步骤(6)中，防热层(5)的厚度为3～6mm。
16.一种阻尼/隔热结构的应用，其特征在于：该阻尼/隔热结构用于对核心元器件进行防护。
17.根据权利要求16所述的一种阻尼/隔热结构的应用，其特征在于：所述的核心元器件为电子元器件或数据记录器。
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