一种船舰用降噪减震材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及降噪减震材料领域，特别是涉及一种船舰用降噪减震材料及其制备方法。


背景技术：

2.船舰在海上航行时，由于设备运行以及海浪颠簸等影响，产生的噪声、强烈的震动等会由船体结构传递到船舰住舱，产生强烈震动及严重的噪声污染，严重影响到住舱船员及船客的睡眠，严重的会造成心理及生理健康。
3.因此，随着科技的发展和人们生活水平的提高，当前对船舶减震降噪性能的要求越来越高。中国专利cn 103950508 a公开了一种船用降噪结构，其采用中空异性玻璃纤维布的敷设以及铝箔和辅料层的设计实现降噪的目的。
4.但本技术发明人在实现本技术实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术虽然可以在一定程度上起到降噪效果，但实测降噪效果仍不理想，且不具备减震的功能，在剧烈震动过程中噪声污染甚至会加剧。


技术实现要素：

5.本发明通过提供一种船舰用降噪减震材料及其制备方法，解决了现有技术中船舰用降噪减震材料存在的上述不足之处。
6.为解决上述技术问题，本发明提供了一种船舰用降噪减震材料，包括：降噪增强层和阻尼橡胶层，所述阻尼橡胶层位于所述降噪增强层的两侧；所述降噪增强层为聚氨酯泡沫增强层，所述阻尼橡胶层包括如下重量份组分：氯化丁基橡胶25～35份、氯磺化聚乙烯橡胶30～40份、增强填料25～40份、过氧化二苯甲酰4～7份、硫磺5～8份和助剂5～10份。
7.在本发明一个较佳实施例中，按照自钢甲板向上的方向，所述阻尼橡胶层、降噪增强层和阻尼橡胶层的厚度之比依次为0.5～1：1：1.5～2。
8.在本发明一个较佳实施例中，所述降噪增强层的厚度为20～30mm。
9.在本发明一个较佳实施例中，所述降噪增强层还包括钢丝网层，所述钢丝网层位于所述聚氨酯泡沫增强层内。
10.在本发明一个较佳实施例中，所述降噪增强层的制备方法为：取聚醚多元醇、水、辛酸亚锡、硅油和三乙醇胺于容器中，通入空气，并保压，然后加入二苯基甲烷二异氰酸酯，混合均匀后，再将所述钢丝网层水平放入，在50～70℃下反应，得到所述降噪增强层。
11.在本发明一个较佳实施例中，所述增强填料包括纳米二氧化硅、中空玻璃纤维、中空玻璃微球和重质碳酸钙的混合物。
12.在本发明一个较佳实施例中，所述纳米二氧化硅、中空玻璃纤维、中空玻璃微球和重质碳酸钙的质量比为1～3:1～3:1:2～5。
13.为解决上述技术问题，本发明提供了一种船舰用降噪减震材料的制备方法，包括如下步骤：
14.(1)制备阻尼橡胶生胶片：按配方量称取所述氯化丁基橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、增强填料和助剂在密炼机中混匀，然后在开炼机上加入配方量的过氧化二苯甲酰和硫磺，混炼均匀后下片；
15.(2)准备降噪增强层并确定其厚度；
16.(3)硫化成型：按照与所述降噪增强层的比例关系，将步骤(1)中制备的生胶片叠层放置于平板硫化机下硫化成型，分别得到与所述降噪增强层的厚度之比为1:2以及2～3:2的阻尼橡胶片；
17.(4)粘合压制成型：按照阻尼橡胶片：降噪增强层：阻尼橡胶片＝0.5～1：1：1.5～2的比例关系，将步骤(3)中制备的两种规格的阻尼橡胶片分别粘结在所述降噪增强层的两侧，得到所述船舰用降噪减震材料。
18.在本发明一个较佳实施例中，所述硫化的工艺条件为：硫化温度150～180℃，压力5～10mpa。
19.在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(4)中，粘结所用的材料为液体丁腈橡胶，粘结的压力为1～3mpa。
20.本发明的有益效果是：本发明一种船舰用降噪减震材料及其制备方法，通过降噪增强层和阻尼橡胶层的结构设计以及降噪增强层和阻尼橡胶层成分的设计，使所制备的降噪减震材料具有优异的吸音降噪性能和减震性能，同时还具有优异的阻燃性能，有效改善了船舰卧舱的减震效果和隔音效果，有助于提升船员和乘客的睡眠质量。
附图说明
21.图1是本发明一种船舰用降噪减震材料一较佳实施例的立体结构示意图；
22.图2是本发明一种船舰用降噪减震材料的制备方法的工艺流程示意图；
23.附图中各部件的标记如下：1.降噪增强层，2.阻尼橡胶层，11.聚氨酯泡沫，12.钢丝网层。
具体实施方式
24.下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
25.请参阅图1和图2，本发明实施例包括：
26.实施例1
27.本发明公开了一种船舰用降噪减震材料，可铺设在船舰的钢甲板上。所述降噪减震材料包括：降噪增强层1和阻尼橡胶层2，所述阻尼橡胶层2用液体丁腈橡胶粘合在所述降噪增强层1的两侧，且按照自钢甲板向上的方向，所述阻尼橡胶层2、降噪增强层1和阻尼橡胶层2的厚度之比依次为1：1：2。其中，所述降噪增强层1为聚氨酯泡沫增强层，主要起到降低噪音和增强整体结构强度的作用；所述阻尼橡胶层2主要起到减震的作用，通过降噪增强层1两侧阻尼橡胶层2厚度的设计差异，一方面利用上层较大厚度的阻尼橡胶层2起到主要减震的作用，以缓冲大部分的震动，再利用下层较小厚度的阻尼橡胶层来缓冲剩余的震动，以最大程度地减少震动的影响；另一方面可有效节约下层阻尼橡胶层的厚度，节约材料成本，也有助于船舰减重。
28.具体地，所述降噪增强层1包括聚氨酯泡沫11和钢丝网层12，所述钢丝网层12位于所述聚氨酯泡沫11内，即位于泡沫增强层内。所述聚氨酯泡沫11主要起到隔音、降噪的作用，所述钢丝网层12主要起到增强的作用。
29.所述，所述阻尼橡胶层包括如下重量份组分：氯化丁基橡胶30份、氯磺化聚乙烯橡胶30份、增强填料30份、过氧化二苯甲酰4份、硫磺5份和助剂5份；其中，所述增强填料为纳米二氧化硅、中空玻璃纤维、中空玻璃微球和重质碳酸钙以1:1:1:2的质量比的混合物。含有上述配方的阻尼橡胶层，不仅具有优异的减震性能，还具有一定的阻燃效果。另外，通过所述中空玻璃纤维和中空玻璃微球的添加使用，不仅有助于提高阻尼橡胶层的强度，还有一定的隔音效果，其与所述降噪增强层1相比，起到辅助降噪的作用。
30.本发明提供了一种船舰用降噪减震材料的制备方法，包括如下步骤：
31.(1)制备阻尼橡胶生胶片：按配方量称取所述氯化丁基橡胶30份、氯磺化聚乙烯橡胶30份、质量比为1:1:1:2的纳米二氧化硅、中空玻璃纤维、中空玻璃微球和重质碳酸钙的混合物30份，3份硬脂酸锌和2份抗老化剂在密炼机中在60℃以下混匀，然后在开炼机上加入4份过氧化二苯甲酰和5份硫磺，混炼均匀后打包下片；
32.(2)准备降噪增强层并确定其厚度：
33.将98.65kg的聚醚多元醇、0.40kg的水、0.3kg的辛酸亚锡、0.10kg的硅油、0.20kg的三乙醇胺以110r/min的转速混合搅拌，同时以350l/h的流速通入湿度为0.01％的空气350s后，在0.16mpa的压力下进行保压，得到混合物；向上述保压后的混合物中加入44g二苯基甲烷二异氰酸酯混合，然后将所述钢丝网层12水平放入，在50℃下反应20h，然后裁剪成20mm的厚度，作为所述降噪增强层；
34.(3)硫化成型：按照与所述降噪增强层为1：1：2的比例关系，将步骤(1)中制备的生胶片叠层放置于温度为150℃，压力为10mpa的平板硫化机下硫化成型，分别得到厚度为40mm和20mm的阻尼橡胶片；
35.(4)粘合压制成型：在所述降噪增强层的两侧及两种规格的阻尼橡胶片的一侧分别涂上一层液体丁腈橡胶，然后将所述阻尼橡胶片带有液体丁腈橡胶层的一侧贴合在所述降噪增强层的两侧，再整体置于压力值为1～3mpa的压机上压制粘合10min，得到所述船舰用降噪减震材料。
36.实施例2
37.本发明公开了一种船舰用降噪减震材料，可铺设在船舰的钢甲板上。所述降噪减震材料包括：降噪增强层1和阻尼橡胶层2，所述阻尼橡胶层2用液体丁腈橡胶粘合在所述降噪增强层1的两侧，且按照自钢甲板向上的方向，所述阻尼橡胶层2、降噪增强层1和阻尼橡胶层2的厚度之比依次为0.5：1：1.5。其中，所述降噪增强层1为聚氨酯泡沫增强层，主要起到降低噪音和增强整体结构强度的作用；所述阻尼橡胶层2主要起到减震的作用，通过降噪增强层1两侧阻尼橡胶层2厚度的设计差异，一方面利用上层较大厚度的阻尼橡胶层2起到主要减震的作用，以缓冲大部分的震动，再利用下层较小厚度的阻尼橡胶层来缓冲剩余的震动，以最大程度地减少震动的影响；另一方面可有效节约下层阻尼橡胶层的厚度，节约材料成本，也有助于船舰减重。
38.具体地，所述降噪增强层1包括聚氨酯泡沫11和钢丝网层12，所述钢丝网层12位于所述聚氨酯泡沫11内，即位于泡沫增强层内。所述聚氨酯泡沫11主要起到隔音、降噪的作
用，所述钢丝网层12主要起到增强的作用。
39.所述，所述阻尼橡胶层包括如下重量份组分：氯化丁基橡胶35份、氯磺化聚乙烯橡胶40份、增强填料35份、过氧化二苯甲酰7份、硫磺8份和助剂10份；其中，所述增强填料为纳米二氧化硅、中空玻璃纤维、中空玻璃微球和重质碳酸钙以3:3:1:5的质量比的混合物。含有上述配方的阻尼橡胶层，不仅具有优异的减震性能，还具有一定的阻燃效果。
40.本发明提供了一种船舰用降噪减震材料的制备方法，包括如下步骤：
41.(1)制备阻尼橡胶生胶片：按配方量称取所述氯化丁基橡胶35份、氯磺化聚乙烯橡胶40份、质量比为3:3：1:5的纳米二氧化硅、中空玻璃纤维、中空玻璃微球和重质碳酸钙的混合物35份，6份硬脂酸锌和4份抗老化剂在密炼机中在60℃以下混匀，然后在开炼机上加入7份过氧化二苯甲酰和8份硫磺，混炼均匀后打包下片；
42.(2)准备并确定降噪增强层的厚度：
43.将98.65kg的聚醚多元醇、0.40kg的水、0.3kg的辛酸亚锡、0.10kg的硅油、0.20kg的三乙醇胺以110r/min的转速混合搅拌，同时以350l/h的流速通入湿度为0.01％的空气350s后，在0.16mpa的压力下进行保压，得到混合物；向上述保压后的混合物中加入44g二苯基甲烷二异氰酸酯混合，然后将所述钢丝网层12水平放入，在50℃下反应20h，然后裁剪成30mm的厚度，作为所述降噪增强层；
44.(3)硫化成型：按照与所述降噪增强层为0.5：1：1.5的比例关系，将步骤(1)中制备的生胶片叠层放置于温度为180℃，压力为10mpa的平板硫化机下硫化成型，分别得到厚度为15mm和45mm的阻尼橡胶片；
45.(4)粘合压制成型：在所述降噪增强层的两侧及两种规格的阻尼橡胶片的一侧分别涂上一层液体丁腈橡胶，然后将所述阻尼橡胶片带有液体丁腈橡胶层的一侧贴合在所述降噪增强层的两侧，再整体置于压力值为1～3mpa的压机上压制粘合10min，得到所述船舰用降噪减震材料。
46.对比例1
47.与实施例1相比，所述减震增强层为未发泡聚氨酯。
48.对比例2
49.与实施例1相比，将所述增强填料中的中空玻璃纤维和中空玻璃微珠全部替换为等量的普通玻璃纤维。
50.将实施例1-2和对比例1-2制备的降噪减震材料进行性能测试，结果如下表1所示。
51.表1
[0052] 降噪系数吸音系数阻尼系数tgδ氧指数％实施例10.870.910.5127实施例20.880.930.5327对比例10.340.370.4927对比例20.720.750.5127
[0053]
上表1中的数据显示，由实施例1与对比例1的数据对比可知，发泡聚氨酯能够显著提升降噪减震材料的降噪系数和吸引系数，即能够提升降噪吸音性能，也有助于提升阻尼性能；由实施例1与对比例2的数据对比可知，阻尼橡胶层内中空玻璃纤维和中空玻璃微珠能够起到辅助降噪的效果。
[0054]
由表1中的数据可知，本发明制备的降噪减震材料具有优异的吸音降噪性能和减震性能，能够有效改善船舰上船员和乘客的睡眠质量，另外，本发明制备的降噪减震材料还具备良好的阻燃性能，提高了防火安全性。
[0055]
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范围，凡是利用本发明说明书及附图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内。

技术特征：
1.一种船舰用降噪减震材料，其特征在于，包括：降噪增强层和阻尼橡胶层，所述阻尼橡胶层位于所述降噪增强层的两侧；所述降噪增强层为聚氨酯泡沫增强层，所述阻尼橡胶层包括如下重量份组分：氯化丁基橡胶25～35份、氯磺化聚乙烯橡胶30～40份、增强填料25～40份、过氧化二苯甲酰4～7份、硫磺5～8份和助剂5～10份。2.根据权利要求1所述的一种船舰用降噪减震材料，其特征在于，按照自钢甲板向上的方向，所述阻尼橡胶层、降噪增强层和阻尼橡胶层的厚度之比依次为0.5～1：1：1.5～2。3.根据权利要求2所述的一种船舰用降噪减震材料，其特征在于，所述降噪增强层的厚度为20～30mm。4.根据权利要求3所述的一种船舰用降噪减震材料，其特征在于，所述降噪增强层还包括钢丝网层，所述钢丝网层位于所述聚氨酯泡沫增强层内。5.根据权利要求4所述的一种船舰用降噪减震材料，其特征在于，所述降噪增强层的制备方法为：取聚醚多元醇、水、辛酸亚锡、硅油和三乙醇胺于容器中，通入空气，并保压，然后加入二苯基甲烷二异氰酸酯，混合均匀后，再将所述钢丝网层水平放入，在50～70℃下反应，得到所述降噪增强层。6.根据权利要求5所述的一种船舰用降噪减震材料，其特征在于，所述增强填料包括纳米二氧化硅、中空玻璃纤维、中空玻璃微球和重质碳酸钙的混合物。7.根据权利要求6所述的一种船舰用降噪减震材料，其特征在于，所述纳米二氧化硅、中空玻璃纤维、中空玻璃微球和重质碳酸钙的质量比为1～3:1～3:1:2～5。8.一种如权利要求4所述的船舰用降噪减震材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备阻尼橡胶生胶片：按配方量称取所述氯化丁基橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、增强填料和助剂在密炼机中混匀，然后在开炼机上加入配方量的过氧化二苯甲酰和硫磺，混炼均匀后下片；(2)准备降噪增强层并确定其厚度；(3)硫化成型：按照与所述降噪增强层的比例关系，将步骤(1)中制备的生胶片叠层放置于平板硫化机下硫化成型，分别得到与所述降噪增强层的厚度之比为1:2以及2～3:2的阻尼橡胶片；(4)粘合压制成型：按照阻尼橡胶片：降噪增强层：阻尼橡胶片＝0.5～1：1：1.5～2的比例关系，将步骤(3)中制备的两种规格的阻尼橡胶片分别粘结在所述降噪增强层的两侧，得到所述船舰用降噪减震材料。9.根据权利要求8所述的一种船舰用降噪减震材料的制备方法，其特征在于，所述硫化的工艺条件为：硫化温度150～180℃，压力5～10mpa。10.根据权利要求8所述的一种船舰用降噪减震材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，粘结所用的材料为液体丁腈橡胶，粘结的压力为1～3mpa。

技术总结
本发明公开了一种船舰用降噪减震材料及其制备方法，包括：降噪增强层和阻尼橡胶层，所述阻尼橡胶层位于所述降噪增强层的两侧；所述降噪增强层为聚氨酯泡沫增强层，所述阻尼橡胶层包括如下重量份组分：氯化丁基橡胶25～35份、氯磺化聚乙烯橡胶30～40份、增强填料25～40份、过氧化二苯甲酰4～7份、硫磺5～8份和助剂5～10份。本发明通过降噪增强层和阻尼橡胶层的结构设计以及降噪增强层和阻尼橡胶层成分的设计，使所制备的降噪减震材料具有优异的吸音降噪性能和减震性能，同时还具有优异的阻燃性能，有效改善了船舰卧舱的减震效果和隔音效果，有助于提升船员和乘客的睡眠质量。有助于提升船员和乘客的睡眠质量。有助于提升船员和乘客的睡眠质量。


技术研发人员：施兆武 赵连元 郑超群
受保护的技术使用者：太仓市金锚新材料科技有限公司
技术研发日：2023.05.16
技术公布日：2023/9/12