CN116254019A - 飞机甲板用水性隔音阻尼流变体材料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及隔音减振材料领域，公开了飞机甲板用水性隔音阻尼流变体材料及其制备方法与应用，按质量份数计，包括如下组分：45‑60份硅溶胶、15‑25份丁基胶乳、15‑25份的10‑20％改性二氧化硅气凝胶浆料、3‑10份玻璃纤维和0.1‑1份有机硅消泡剂，本发明通过丁基胶乳和改性二氧化硅气凝胶浆料的混合使用，使得喷涂于飞行甲板上后，能够有效提高材料的降噪减振效果。
Description
技术领域
本发明涉及隔音减振材料领域，特别是飞机甲板用水性隔音阻尼流变体材料及其制备方法与应用。
背景技术
随着我国科学技术的日益强大，各种大型军用船舶陆续下海，特别是辽宁号，山东号和福建号航空母舰相继交付海军服役。当军舰在海上执行巡逻任务和日常演练时，直升机和舰载机等在飞行甲板上起降时会产生大量振动和噪音。大量的振动和噪声不仅会干扰到军舰上其它设备的稳定性，降低其使用寿命，增加各种维修售后成本，而且长时间处于高噪音的环境，也会影响工作人员的身心健康。因此，降低在飞机甲板产生的噪音和振动成为日益关注的重点之一。
目前在飞行甲板上主要利用岩棉等进行降噪减振，为保证其良好的效果，一般施工时在甲板下方增加岩棉厚度，这样也会导致其空间利用率的降低。由于军舰长时间在水中航行，潮湿的环境也会影响岩棉的质量，降低其降噪减振作用和增加更换成本，还有岩棉使用施工工序繁琐，且岩棉本身会影响施工人员健康。
发明内容
为此，需要提供飞机甲板用水性隔音阻尼流变体材料及其制备方法与应用，解决现有飞行甲板上使用岩棉减振，空间利用率低，水中潮湿环境容易影响岩棉质量的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种飞机甲板用水性隔音阻尼流变体材料,按质量份数计，包括如下组分：45-60份硅溶胶、15-25份丁基胶乳、15-25份的10-20％改性二氧化硅气凝胶浆料、3-10份玻璃纤维和0.1-1份有机硅消泡剂。
进一步，按质量份数计，还包括1-2份抗磨剂和1-2份水性防腐剂。
进一步，所述抗磨剂为石墨，磷酸锆，含氟蜡粉中的一种或多种，所述水性防腐剂为卡松防腐剂。
进一步，所述改性二氧化硅气凝胶浆料中二氧化硅气凝胶的粒径为100-300目。
进一步，按质量份数计，包括如下组分：50份硅溶胶、20份丁基胶乳、20份15％改性二氧化硅气凝胶浆料、7.5份玻璃纤维、0.5份有机硅消泡剂、1份抗磨剂和1份水性防腐剂。
上述的一种飞机甲板用水性隔音阻尼流变体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备改性二氧化硅气凝胶浆料：在水中加入分散湿润剂，搅拌溶解形成分散溶液，之后加入二氧化硅气凝胶，加热至60-80℃，搅拌均匀，得到改性二氧化硅气凝胶浆料，改性二氧化硅气凝胶浆料中二氧化硅气凝胶的含量为10-20％；
(2)制备水性隔音阻尼流变体材料：将硅溶胶和丁基胶乳搅拌混合，得到混合溶液A，往混合溶液A加入改性二氧化硅气凝胶浆料，搅拌均匀，得到混合溶液B，依次加入其余组分搅拌均匀，得到水性隔音阻尼流变体材料。
进一步，所述分散湿润剂为聚乙二醇，所述聚乙二醇在改性二氧化硅气凝胶浆料中的含量为1-5％。
上述的一种飞机甲板用水性隔音阻尼流变体材料的应用，喷涂于飞行甲板上表面和/或下表面，喷涂厚度为1-2mm。
上述技术方案具有以下有益效果：
本发明的阻尼流变体材料可以直接喷涂于飞行甲板上表面和下表面，相比于常规隔音减振的岩棉层，施工快速方便，覆盖区域广，同时其自身挥发性有机化合物含量很低，绿色环保，且材料的组分中，二氧化硅气凝胶由于其自身疏水性，可降低飞行甲板上潮湿环境对其性能影响，自身不燃性可提高材料阻燃性，自身低密度可减轻材料密度，降低成本，二氧化硅气凝胶的三维孔道结构和具有较高阻尼因子的水性丁基胶乳相互配合，能够有效提高材料的降噪减振效果，水性丁基胶乳作为主要基体，可降低噪音和振动传递，将其转化热能散失，同时自身具有抗磨性和高弹性，可适应飞机起降冲击和昼夜温差变化，有效提高在飞行甲板上使用寿命。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例详予说明。
实施例1
一种飞机甲板用水性隔音阻尼流变体材料，按质量份数计，包括如下组分：50份硅溶胶、20份丁基胶乳、20份15％改性二氧化硅气凝胶浆料、7.5份玻璃纤维、0.5份有机硅消泡剂、1份抗磨剂和1份水性防腐剂，抗磨剂为石墨，水性防腐剂为卡松防腐剂。
上述的一种飞机甲板用水性隔音阻尼流变体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备改性二氧化硅气凝胶浆料：
在72.5g水中加入2.5g PEG-100分散湿润剂，在室温下，搅拌速度500r/min，搅拌溶解，形成分散溶液；
加入15g100目的疏水二氧化硅气凝胶，加热至60-80℃，搅拌速度500r/min，搅拌均匀得到改性二氧化硅气凝胶浆料；
(2)制备水性隔音阻尼流变体材料：
将50g中性硅溶胶和20g丁基胶乳搅拌，搅拌速度500r/min，搅拌10min，得到混合溶液A；
往混合溶液A加入20g步骤(1)得到的改性二氧化硅气凝胶浆料，搅拌速度500r/min，搅拌10min，搅拌均匀，得到混合溶液B；
依次加入0.5g有机硅消泡剂，搅拌速度500r/min，搅拌5min，加入7.5g玻璃纤维短切丝，500r/min，搅拌5min；加入1.0g抗磨剂，1000r/min，搅拌5min；加入1.0g水性防腐剂，1000r/min，搅拌5min。
实施例2
一种飞机甲板用水性隔音阻尼流变体材料，按质量份数计，包括如下组分：45份硅溶胶、15份丁基胶乳、25份10％改性二氧化硅气凝胶浆料、5份玻璃纤维、0.1份有机硅消泡剂、2份抗磨剂和1份水性防腐剂，抗磨剂为磷酸锆，水性防腐剂为卡松防腐剂。
上述的一种飞机甲板用水性隔音阻尼流变体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备改性二氧化硅气凝胶浆料：
在85g水中加入5gPEG-100分散湿润剂，在室温下，搅拌速度500r/min，搅拌溶解，形成分散溶液；
加入10g100目的疏水二氧化硅气凝胶，加热至60-80℃，搅拌速度500r/min，搅拌均匀得到改性二氧化硅气凝胶浆料；
(2)制备水性隔音阻尼流变体材料：
将45g中性硅溶胶和15g丁基胶乳搅拌，搅拌速度500r/min，搅拌10min，得到混合溶液A；
往混合溶液A加入步骤(1)得到的25g改性二氧化硅气凝胶浆料，搅拌速度500r/min，搅拌10min，搅拌均匀，得到混合溶液B；
依次加入0.1g有机硅消泡剂，搅拌速度500r/min，搅拌5min，加入5g玻璃纤维短切丝，500r/min，搅拌5min；加入2.0g水性防腐剂，1000r/min，搅拌5min；加入1.0g水性防腐剂，1000r/min，搅拌5min。
实施例3
一种飞机甲板用水性隔音阻尼流变体材料，按质量份数计，包括如下组分：60份硅溶胶、25份丁基胶乳、15份20％改性二氧化硅气凝胶浆料、3份玻璃纤维、1份有机硅消泡剂、1份抗磨剂和2份水性防腐剂，抗磨剂为含氟蜡粉、水性防腐剂为卡松防腐剂。
上述的一种飞机甲板用水性隔音阻尼流变体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备改性二氧化硅气凝胶浆料：
在79g水中加入1gPEG-100分散湿润剂，在室温下，搅拌速度500r/min，搅拌溶解，形成分散溶液；
加入20g300目的疏水二氧化硅气凝胶，加热至60-80℃，搅拌速度500r/min，搅拌均匀得到改性二氧化硅气凝胶浆料；
(2)制备水性隔音阻尼流变体材料：
将60g中性硅溶胶和25g丁基胶乳搅拌，搅拌速度500r/min，搅拌10min，得到混合溶液A；
往混合溶液A加入步骤(1)得到的15g改性二氧化硅气凝胶浆料，搅拌速度500r/min，搅拌10min，搅拌均匀，得到混合溶液B；
依次加入1g有机硅消泡剂，搅拌速度500r/min，搅拌5min，加入3g玻璃纤维短切丝，500r/min，搅拌5min；加入1.0g水性防腐剂，1000r/min，搅拌5min；加入2.0g水性防腐剂，1000r/min，搅拌5min。
对比例1
一种飞机甲板用水性隔音阻尼流变体材料，与实施例1相比，材料组分中不添加丁基胶乳和改性二氧化硅气凝胶浆料。
对比例2
一种飞机甲板用水性隔音阻尼流变体材料，与实施例1相比，材料组分中不添加丁基胶乳。
对比例3
一种飞机甲板用水性隔音阻尼流变体材料，与实施例1相比，材料组分中改性二氧化硅气凝胶浆料。
将实施例1-3和对照组1-3喷涂于一飞行甲板样品上表面，进行性能测定，测定结果如下：
表1流变体材料喷涂飞行甲板样品性能测试
由上可知，本发明的阻尼流变体材料直接喷涂于飞行甲板的上表面后，甲板的阻尼因子可以提升到2.5以上，二氧化硅气凝胶的三维孔道结构和具有较高阻尼因子的水性丁基胶乳相互配合，能够有效提高材料的降噪减振效果，甲板硬度也显著高于对比例1-3，水性丁基胶乳作为主要基体，可降低噪音和振动传递，将其转化热能散失，同时自身具有抗磨性和高弹性，可适应飞机起降冲击和昼夜温差变化，有效提高在飞行甲板上使用寿命。
本发明相比于常规隔音减振的岩棉层，施工快速方便，覆盖区域广，同时其自身挥发性有机化合物含量很低，绿色环保，且材料的组分中，二氧化硅气凝胶由于其自身疏水性，可降低飞行甲板上潮湿环境对其性能影响，自身不燃性可提高材料阻燃性，自身低密度可减轻材料密度，降低成本，。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。
尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。
Claims (8)
1.一种飞机甲板用水性隔音阻尼流变体材料,其特征在于，按质量份数计，包括如下组分：45-60份硅溶胶、15-25份丁基胶乳、15-25份的10-20％改性二氧化硅气凝胶浆料、3-10份玻璃纤维和0.1-1份有机硅消泡剂。
2.如权利要求1所述的一种飞机甲板用水性隔音阻尼流变体材料,其特征在于，按质量份数计，还包括1-2份抗磨剂和1-2份水性防腐剂。
3.如权利要求2所述的一种飞机甲板用水性隔音阻尼流变体材料,其特征在于，所述抗磨剂为石墨，磷酸锆，含氟蜡粉中的一种或多种，所述水性防腐剂为卡松防腐剂。
4.如权利要求1所述的一种飞机甲板用水性隔音阻尼流变体材料,其特征在于，所述改性二氧化硅气凝胶浆料中二氧化硅气凝胶的粒径为100-300目。
5.如权利要求1-4任一所述的一种飞机甲板用水性隔音阻尼流变体材料,其特征在于，按质量份数计，包括如下组分：50份硅溶胶、20份丁基胶乳、20份15％改性二氧化硅气凝胶浆料、7.5份玻璃纤维、0.5份有机硅消泡剂、1份抗磨剂和1份水性防腐剂。
6.如权利要求1-5任一所述的一种飞机甲板用水性隔音阻尼流变体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制备改性二氧化硅气凝胶浆料：在水中加入分散湿润剂，搅拌溶解形成分散溶液，之后加入二氧化硅气凝胶，加热至60-80℃，搅拌均匀，得到改性二氧化硅气凝胶浆料，改性二氧化硅气凝胶浆料中二氧化硅气凝胶的含量为10-20％；
(2)制备水性隔音阻尼流变体材料：将硅溶胶和丁基胶乳搅拌混合，得到混合溶液A，往混合溶液A加入改性二氧化硅气凝胶浆料，搅拌均匀，得到混合溶液B，依次加入其余组分搅拌均匀，得到水性隔音阻尼流变体材料。
7.如权利要求6所述的一种飞机甲板用水性隔音阻尼流变体材料的制备方法,其特征在于，所述分散湿润剂为聚乙二醇，所述聚乙二醇在改性二氧化硅气凝胶浆料中的含量为1-5％。
8.如权利要求1-5任一所述的一种飞机甲板用水性隔音阻尼流变体材料的应用，其特征在于，喷涂于飞行甲板上表面和/或下表面，喷涂厚度为1-2mm。
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| 魏炳波等: "塑料配方设计", 中国轻工业出版社, pages: 197 - 200 * |
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