宽温域高阻尼粘弹性材料

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1、宽温域、粘弹性、高阻尼防护材料为了满足飞机、舰船等装备减振降噪、密封防腐蚀的实际需求，我们研制了一种新颖的宽温域、高阻尼、粘弹性防护材料。其特征是：宽温域、多功能、系列化。因而具有非常广泛的应用前景。一.震动、噪音的危害在恶劣的工作环境中，震动、噪声、腐蚀介质等环境因素对装备造成损伤现象不仅非常普遍，而且有的还相当严重。振动和噪声的危害：①振动和噪声不仅干扰武器装备导航、攻击系统的正常工作，还会极大地降低装备的隐身性能，其危害极其严重。例如，振动和噪声能降低潜艇的隐身性能，容易被敌方的声纳设备监控而遭受攻击。②振动和噪声能加速装备机械构件的疲劳损伤、腐蚀

2、-疲劳损伤，从而缩短使用寿命。③振动和噪声能影响机械加工的精度和产品的质量。④振动和噪声能干扰人们的安宁、舒适的生活环境和工作环境。腐蚀介质的危害表现在二个方面：一是引起装备的金属物件发生腐蚀损伤，二是引起非金属物件发生老化损伤。它严重地影响装备使用的可靠性、安全性及使用寿命。因此，开展阻尼-防护新产品、新技术研究，不仅是具有重大的军事意义，而且还具有重要的社会意义。二、减振降噪技木的分类目前实用的减振降噪技术，主要有三种阻尼结构涂层形式：自由阻尼结构涂层、约束阻尼结构涂层、复合阻尼-隔声结构涂层。⑴自由阻尼结构涂层自由阻尼结构涂层，就是在基材上涂敷一层

3、粘弹性阻尼材料形成外部呈自由状态的阻尼层。当基材弯曲振动时，通过阻尼层材料的拉压变形将振动能量变成热能而消耗掉，达到减振降噪的目的。自由阻尼结构理论是由德国的Oberst于1956年提出的。实施方法简便，经济。⑵约束阻尼结构涂层约束阻尼结构涂层，就是除了在基材板上涂敷一层粘弹性材料形成阻尼层之外，还要在其上再涂敷一层高模量的材料形成约束层。当基材弯曲振动时，通过阻尼材料的剪切变形将振动能量变成热能而消耗掉，达到减振降噪的目的。在约束阻尼结构中，约束层不得与基板相联接。约束阻尼结构理论是由kerwin于1959年提出来的。约束阻尼结构涂层的阻尼效果比自由阻

4、尼结构涂层好。其缺点是：与自由阻尼结构涂层相比较，由于增加了一层约束层，因此，实施工艺复杂，用料多，重量重，成本高，施工周期长。⑶复合阻尼-隔声结构涂层4复合阻尼隔声结构，就是将阻尼结构材料与吸声材料复合一起使用，形成复合阻尼-隔声结构。它具有减振、吸声、隔声的作用。但是，与约束阻尼结构涂层相比较，施工更复杂，用料更多，成本更高。三、现有阻尼产品存在的主要问题①温域过窄，导致应用技术领域受限。阻尼涂料的阻尼温域必须与实际应用的环境温度变化相适应，才能发挥其最佳的阻尼性能。现有阻尼涂料的温域过窄，导致适用范围严重受限。②阻尼效力低，造成减振降噪技术方案复杂

5、。阻尼涂料的温域过窄，会导致阻尼涂料的平均阻尼效率低，为了达到预定的减振降噪技术指标，只有采用“厚涂层结构”、或“约束阻尼结构”、或“复合阻尼-隔声结构”。造成施工复杂，用料多，增重量大，施工周期长，成本高。②可供选择的阻尼产品的品种少。目前，市埸上应用最多的阻尼产品是阻尼涂料，在一些场所施工麻烦，而且施工周期又长。宽温域的自粘阻尼贴片、热熔型阻尼涂料的施工方法简单、快捷，很少污染。四、现有阻尼涂料及其应用技术的实例。现以我国目前舰船最常用的“＊＊＊＊阻尼涂层”为例，简要说明“约束阻尼结构涂层”的制作方法。我国某型快舰为了减振降噪，使用“＊＊＊＊阻尼涂层

6、，制作“约束阻尼结构涂层”。阻尼层用双组分的聚氨酯阻尼涂料，比重为1.1g∕cm3。约束层用双组分的环氧树脂涂料，比重为1.5g∕cm3。为了使增重量附合设计要求，必须控制涂层的重量。取涂层/底材的厚度比为1.9进行涂层设计。对于厚度为4mm的钢板结构来说，涂层总厚度设计应为：4×1.9＝7.6mm。其中阻尼层厚度为1.0mm，剩余厚度为约束层厚度。计算的结果：阻尼涂料用量为1.10Kg，约束涂料用量为为9.90Kg，涂料的总计用量为11Kg。如果在约束层中加入钢丝网来增加涂层强度，那么每平方米面积上净增重量至少为12Kg以上。实际噪声监测的结果表明，“

7、＊＊＊＊阻尼涂层”的阻尼效果比较好，达到了减振降噪的设计要求。它的缺点是：由于＊＊＊＊阻尼涂层温域较窄，导致阻尼效力不太高。为了达到减振降噪的设计要求，只能采用约束阻尼结构涂层。然而，施工工艺复杂，施工周期长；材料用量多，增重量大；成本高。五、Caritys高分子阻尼材料1、Caritys阻尼材料的性能高分子材料因具有特殊的粘弹性，可将所接收的机械振动转化为大分子链或链段的运动，通过分子间内摩擦把力学能转化成热能，起到阻尼作用。特别是在玻璃化转变温度Tg附近，高分子链段能充分运动但又严重滞后，内耗出现一个极大值，使玻璃化转变区成为高分子材料的阻尼有效利用

8、区域。4因此，高分子阻尼材料通常是以其玻璃化转变温度过渡区作为功能区。过渡区越宽