一种聚氨酯柔性发泡吸声材料、夹心结构吸声材料及制备方法与流程

本发明属于吸声材料，具体涉及一种聚氨酯柔性发泡吸声材料、夹心结构吸声材料及制备方法。

背景技术：

1、由于电磁波在水中传播时过快的能量衰减，使声波成为目前海洋中唯一能够远距离传播的能量形式，也是完成水下通讯、定位、搜索等任务的唯一信息载体。在海洋复杂声场环境下，水下吸声材料是消除多余声波、控制声波传播的重要途径，在声呐隐身、水声通讯等军民两用技术中有着重要应用。声呐探测技术的发展与进步对舰船用吸声材料提出了越来越高的要求。第一代吸声材料多为氯苯橡胶、丁苯橡胶制成的消声瓦，其主要依靠复合空腔结构使水声信号衰减，吸声系数往往较小，尤其是在低频条件已下不能有效地使潜艇隐身，聚氨酯为作为第二代吸声材料具有可设计性强，耐低温、耐腐蚀、与水介质阻抗匹配性良好、自身阻尼性能较好等优点。其不仅可以有效地吸收声能，还能够降低船体机械振动噪声的传播，同时起到消声与减振作用。

2、依托于声呐探测技术的深入发展，现代吸声材料逐渐向耐水压：3～5mpa、低频：0.5～2khz、宽高频段：50～550khz三个方向发展。但是，目前已有的吸声材料在宽高频范围内的吸声性能不足，吸声材料密度高、厚度厚，水下使用时耐水压性能不足，无法满足宽高频水下兵器外防护层的使用需求。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是提供一种聚氨酯柔性发泡吸声材料、夹心结构吸声材料及制备方法，聚氨酯柔性发泡吸声材料具备优异的吸声能力，在50～500khz下的全频段平均吸声系数≥0.8，并且，该吸声材料还具有良好的防水性与耐压性，夹心结构吸声材料具有更低的密度与厚度、更高的吸声系数，同时支撑层提供了富余的力学性能，满足水下雷体系留平台的轻质高强、强吸声能力的需求。

2、为了解决上述问题，本发明提供一种聚氨酯柔性发泡吸声材料，其制备原料包括以下组分：

3、a料、b料、催化剂和发泡剂；所述a料为聚四氢呋喃；所述b料为二苯甲烷二异氰酸酯；a料、b料、催化剂、发泡剂的质量比为100：60～70：0.02～0.04：0.1～0.15。

4、优选地，所述聚氨酯柔性发泡吸声材料的密度为0.7～0.9g/cm3。

5、优选地，其制备原料还包括填料；所述填料的质量占制备原料总质量的2.5％～15％；所述填料为空心微珠、片状云母、金属氧化粉末、聚丙烯纤维中的至少一种。

6、本发明的第二方面提供一种上述的聚氨酯柔性发泡吸声材料的制备方法，包括以下步骤：

7、将所述聚氨酯柔性发泡吸声材料的制备原料混合，得到混合料；然后将所述混合料注入模具中，进行发泡，固化，得到所述聚氨酯柔性发泡吸声材料。

8、优选地，还包括：

9、在将所述混合料注入模具时，通过所述模具固定所述聚氨酯柔性发泡吸声材料的体积，通过控制制备原料的注入量改变所述聚氨酯柔性发泡吸声材料的密度。

10、优选地，发泡温度为60-70℃；

11、将所述聚氨酯柔性发泡吸声材料的制备原料混合之前还包括：将制备原料中除所述b料之外的原料装入a料罐，对a料罐预热至48-52℃；将所述b料装入b料罐，对b料罐预热至41-45℃。

12、本发明的第三方面提供一种夹心结构吸声材料，包括：

13、至少两层复合材料支撑层和设于两层所述复合材料支撑层之间的聚氨酯柔性发泡材料层；所述复合材料支撑层由增强纤维与树脂基体制成；所述聚氨酯柔性发泡材料层由上述的聚氨酯柔性发泡吸声材料制成；所述复合材料支撑层的厚度为0.1-1mm，所述聚氨酯柔性发泡材料层的厚度为4-8mm。

14、本发明的第四方面提供一种上述的夹心结构吸声材料的制备方法，包括以下步骤：

15、制备复合材料支撑层的预浸料，得到第一支撑层预浸料；将聚氨酯柔性发泡吸声材料设置于所述第一支撑层预浸料上，形成聚氨酯柔性发泡材料层；在所述聚氨酯柔性发泡材料层上设置另一复合材料支撑层的预浸料，得到第二支撑层预浸料；对得到的结构进行固化成型，得到所述夹心结构吸声材料。

16、优选地，制备方法还包括：

17、在将聚氨酯柔性发泡吸声材料设置于所述第一支撑层预浸料上之前，对所述聚氨酯柔性发泡吸声材料的与所述第一支撑层预浸料、所述第二支撑层预浸料接触的面进行打磨，然后使用偶联剂进行表面处理。

18、优选地，所述制备复合材料支撑层的预浸料具体包括以下步骤：

19、提供纤维增强材料层；将树脂胶液浸涂在所述纤维增强材料层上，得到复合材料支撑层的预浸料；

20、所述树脂胶液包括环氧树脂、固化剂和稀释剂；环氧树脂、固化剂、稀释剂的质量比为10:0.5-1.5:1.5-2.5；

21、所述树脂胶液的粘度为0.35mpa·s～0.75mpa·s。

22、本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

23、本发明的聚氨酯柔性发泡吸声材料，由a料、b料原料以特定的配比，在催化剂、发泡剂存在的条件下发泡制得，该吸声材料具备优异的吸声能力，在50～500khz下的全频段平均吸声系数≥0.8，并且，该吸声材料还具有良好的防水性与耐压性，硬度可达55a，密度低，满足宽高频水下兵器外防护层声隐身的使用需求。

24、本发明的夹心结构吸声材料，相对现有吸声材料具有更低的密度与厚度、更高的吸声系数，同时支撑层提供了富余的力学性能，满足水下雷体系留平台的轻质高强、强吸声能力的需求，有利于水雷系留平台减重和进一步提高宽高频下的声隐身能力。

技术特征：

1.一种聚氨酯柔性发泡吸声材料，其特征在于，其制备原料包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的聚氨酯柔性发泡吸声材料，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的聚氨酯柔性发泡吸声材料，其特征在于：

4.一种如权利要求1-3中任一项所述的聚氨酯柔性发泡吸声材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：

7.一种夹心结构吸声材料，其特征在于，包括：

8.一种如权利要求7所述的夹心结构吸声材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，还包括：

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：

技术总结本发明提供一种聚氨酯柔性发泡吸声材料、夹心结构吸声材料及制备方法，聚氨酯柔性发泡吸声材料的制备原料包括以下组分：A料、B料、催化剂和发泡剂；A料为聚四氢呋喃；B料为二苯甲烷二异氰酸酯；A料、B料、催化剂、发泡剂的质量比为100：60～70：0.02～0.04：0.1～0.15。该聚氨酯柔性发泡吸声材料具备优异的吸声能力，在50～500KHz下的全频段平均吸声系数≥0.8，还具有良好的防水性与耐压性，该夹心结构吸声材料具有更低的密度与厚度、更高的吸声系数，同时支撑层提供了富余的力学性能，满足水下雷体系留平台的轻质高强、强吸声能力的需求。技术研发人员：刘畅,黄剑光,裴力,柴朋军,刘辉,徐晋伟受保护的技术使用者：北京玻钢院复合材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10