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1、10申请公布号CN104073147A43申请公布日20141001CN104073147A21申请号201410279585522申请日20140729C09D175/0820060171申请人上海瑞义聚氨酯科技有限公司地址200439上海市宝山区长江南路180号C501室72发明人柴华敏姚中恒钱学伟朱守御吴剑晴54发明名称一种消声瓦蒙皮涂层材料及其制备方法57摘要本发明介绍了一种消声瓦蒙皮涂层材料及其制备方法，其特征是在橡胶消声瓦的表面通过界面处理后再用喷涂成型的方式外覆一层35MM无接缝的聚氨酯蒙皮涂层材料。聚氨酯蒙皮层具有优异的材料力学性能，可以在不影响原有吸声性能的前提下，有效提高消。
2、声瓦的抗撞击能力、有效降低消声瓦在水深压条件下的橡胶变形、有效降低消声瓦的破损几率、有效提高船舶的航行动力，是一项适用于船舶外覆消声瓦配套使用的水声保护材料技术领域的发明。51INTCL权利要求书1页说明书5页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图1页10申请公布号CN104073147ACN104073147A1/1页21一种消声瓦蒙皮涂层材料及其制备方法，其特征是在船舶外壳覆贴的消声瓦表面采用喷涂成型方式，形成一层厚度为35MM无接缝的聚氨酯蒙皮涂层，该涂层在保障原有消声瓦吸声性能的基础上，能提高消声瓦的水下抗撞击、抗水压形变保护、降低船舶航行。
3、阻力的能力。2根据权利要求书1所述的一种消声瓦蒙皮涂层材料及其制备方法，其特征是蒙皮涂层材料采用双组份室温固化型聚氨酯涂料，其制造配方如下A组份为异氰酸酯体系的预聚体，其配比为异氰酸酯4150、聚醚多元醇3325、助剂810、阻燃聚醚1815，异氰酸酯含量1517；B组份为胺扩链剂1225、胺醚5030、聚醚多元醇1024、色浆46、助剂14、催化剂31、阻燃剂2010，混合胺值1416；反应异氰酸酯指数NCO/NH21100118。蒙皮涂层的成型工艺是采用聚氨酯专用双组份VAVB11、高压、中温、RIM枪式混合喷涂施工成型的喷涂设备。3根据权利要求书1所述的一种消声瓦蒙皮涂层材料及其制备方法。
4、，其特征是蒙皮涂层具有如下材料力学性能、拉伸强度16MPA、撕裂强度60N/MM、断裂伸长率400、硬度903邵A、氧指数28、蒙皮涂层与消声瓦表面的粘结强度5MPA。蒙皮涂层材料的水润滑系数低至026，能有效降低原消声瓦表面与海水在航行中的摩擦阻力，提高航行有效动力。4根据权利要求书1所述的一种消声瓦蒙皮涂层材料及其制备方法，其特征是适合于现有外覆消声性能要求的船舶如潜艇、水下探测器消声瓦表面的保护。权利要求书CN104073147A1/5页3一种消声瓦蒙皮涂层材料及其制备方法技术领域0001本发明专利涉及一种与水声吸声材料配套的保护材料的应用技术，特别适用于有吸声性能要求的船舶及水下探测器。
5、外表面的高性能保护涂层。背景技术0002目前我国对有吸声性能要求的船舶及水下探测器表面通常采用的吸声方法是在其外壳外覆一层橡胶消声瓦，消声瓦的单块面积为0305M2，厚度3060MM，通过螺丝固定及底面粘接贴覆的弯曲包覆工艺方法，在其外壳表面形成一个整体消声层，而瓦与瓦之间的缝隙采用聚硫橡胶密封胶灌缝。0003这种消声瓦块贴覆工艺存在的主要问题是因消声瓦块规格小，贴覆的缝隙多，同时灌缝的聚硫橡胶密封胶与瓦块的粘接强度远低于橡胶瓦块的自身强度，在深水环境条件下密封胶受压变形严重，同时消声瓦一旦受海底暗礁等撞击后局部变形，也容易导致原有密封胶的开裂；而密封胶一旦开裂或橡胶消声瓦损坏，就会使其消声瓦。
6、吸声腔中进水，严重影响水声吸声性能的效能，同时由于密封胶开裂，海水直接接触船体外壳，形成外壳腐蚀；而且密封胶自身不具有吸声功能。0004本发明专利的申请基于我们了解到目前国内消声瓦技术在应用上存在的缺陷，提出了在原有橡胶瓦的外表面包覆一层聚氨酯材料的蒙皮涂层，在不降低原有吸声性能的前提下，提高消声瓦耐碰撞和耐深水压变形的能力，有效降低消声瓦粘接缝隙开裂或损坏的概率，同时聚氨酯蒙皮涂层材料的引入，又能提高其整体吸声效能和降低航行阻力。0005经相关国内专利和技术文献查阅，未发现与本发明专利有相似的专利和技术工艺公开报导。发明内容0006本发明专利所要解决的技术问题是提供一种用于船舶消声瓦表面喷涂。
7、成型的聚氨酯蒙皮涂层材料及其制备方法，该聚氨酯蒙皮涂层材料具有整体性好、无接缝不易渗漏，与消声瓦粘结性好、耐压性能好，对吸声性能无影响，对航行的动态阻力有降低等特点，使消声瓦技术的应用有进一步的提高和推广。0007为了实现本专利提出的一种消声瓦蒙皮涂层材料及其制备方法，本发明专利采取了如下涉及材料制造及应用工艺的技术方案0008本发明专利采用的聚氨酯蒙皮涂层材料的制造配方如下A组份为异氰酸酯体系的预聚体，其配比为异氰酸酯4150、聚醚多元醇3325、助剂810、阻燃聚醚1815，异氰酸酯含量1517；B组份为胺扩链剂1225、胺醚5030、聚醚多元醇1024、色浆46、助剂14、催化剂31、阻。
8、燃剂2010，混合胺值1416；反应异氰酸酯指数NCO/NH1100118，A、B双组份原料在25时的粘度应该1000CPS。0009所述的A组份中的异氰酸酯选自以下一种或几种混合甲苯二异氰酸酯、2，4二说明书CN104073147A2/5页4苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等；所述的聚醚多元醇主要为分子量为10003000的聚醚多元醇；所述的助剂主要为碳酸酯类稀释剂、芳烃类降黏剂；所述的阻燃聚醚主要为有机磷活性聚醚OP550、OP560、OP100等。0010所述的B组份中的胺类扩链剂选自以下一种或几种混合；二甲硫基甲苯二胺E300、N，N二烷基苯二胺MOCA、TX。
9、2、E100、WH6200等；所述的B组份中的端氨基聚醚为D2000、T5000、D403、D230；所述的B组份中的端羟基聚醚为高活性聚醚、高羟值聚醚N204等；所述的B组份中的助剂为降黏剂、抗氧化剂、光稳定剂、消泡剂、抗沉降剂；所述的B组份中的色浆为以端氨基聚醚D2000做树脂的聚氨酯专用色浆；所述的B组份中的催化剂为环保型的有机铋、有机锌、有机钯液体；所述的B组份中的阻燃剂为有机磷活性聚醚OP550、OP560、三氧化二锑、氢氧化镁、硼酸锌。0011本发明专利采用的消声瓦与蒙皮涂层之间界面粘结处理方法；橡胶瓦表面采用10浓度酸洗液体浸泡及氧化处理24小时，浸泡厚度1MM，用清水清洗干净后。
10、烘干，再涂覆由聚氨酯改性的双组份氯丁橡胶粘合剂作橡胶消声瓦表面的界面剂，涂层厚度015020MM，待表干后表干时间一般为24小时/25，方可以喷涂聚氨酯蒙皮涂层材料，按此工艺方法获得的聚氨酯蒙皮涂层与橡胶层的粘接力可以达到5MPA。0012消声瓦的灌缝和拼接缝隙平整处理采用现役消声瓦的三组份聚硫橡胶灌缝粘接方法，并将固化后的聚硫胶密封表面与消声瓦抹平，固化后打磨处理。0013本发明专利采用的聚氨酯蒙皮涂层的制备工艺是；采用双组份VAVB11专用高压聚氨酯喷涂设备喷涂施工；将A组份和B组份分别通过聚氨酯液压双组份喷涂设备的输送和加热系统，A、B双组份在高压输送条件下以VAVB11的比例及6575。
11、的料温条件下通过RIM枪内混合室内撞击，混合料液呈雾化状态喷涂在橡胶瓦表面，形成聚氨酯蒙皮涂层。0014本聚氨酯蒙皮涂层为室温固化体系，不需要加热固化，其施工及养护工艺条件为表1性能项目凝胶时间表干时间养护时间技术指标812S2040S7天/230015在满足以上基本条件的前提下，可以获得如下优异力学性能的聚氨酯蒙皮涂层拉伸强度16MPA、撕裂强度60N/MM、断裂伸长率400、硬度905邵A。0016聚氨酯蒙皮涂层材料具有良好的阻燃性能，氧指数28，达到B2级阻燃国家标准。0017聚氨酯蒙皮涂层材料的水润滑系数低至026，比现有的氯丁橡胶表面的水润滑系数041低，能有效降低原消声瓦表面与海水。
12、在航行中的摩擦阻力，提高航行有效动力。0018本发明专利中，在增加4MM聚氨酯蒙皮涂层后，声频率吸声性能系数比较。表2水声压力14KHZ512KHZ1324KHZ橡胶消声瓦吸声性能指标02MPA508085橡胶消声瓦实测02MPA678594橡胶消声瓦聚氨酯蒙皮涂层02MPA698695橡胶消声瓦吸声性能指标23MPA507080橡胶消声瓦实测23MPA658391橡胶消声瓦聚氨酯蒙皮涂层23MPA668593说明书CN104073147A3/5页50019本发明专利采用的聚氨酯蒙皮涂层的制备工艺适合于现行服役的有消声性能要求的船舶如潜艇、水下探测器等。0020实施本发明专利后的效果是喷涂聚氨。
13、酯蒙皮涂层材料后的消声瓦表面撞击和耐压变形破坏性能明显提高，能有效改善或减少消声瓦开裂及脱落现象，提高耐腐蚀性能；喷涂聚氨酯蒙皮涂层后的消声瓦表面水摩擦阻力减小，能提高等效航速；喷涂聚氨酯蒙皮材料后的消声瓦表面吸声性能的提高。0021附图说明1是本发明专利的聚氨酯蒙皮蒙皮涂层材料制备工艺流程图。0022附图说明2是本发明专利的消声瓦贴覆结构示意图；图示1为船舶外壳钢板厚度1030MM、图示2为消声瓦缝间隙密封胶宽度210MM、图示3为橡胶消声瓦厚度4060MM、图示4为聚氨酯蒙皮涂层厚度35MM。具体实施方式0023下面结合实施例来说明本发明的制备方法，但本发明的保护范围不仅限于实施案例。00。
14、24实施例10025本发明专利实施例1采用的蒙皮涂层聚氨酯材料的配方表3A组分材料配方重量份WTB组分材料配方重量份WTMDI异氰酸酯46胺扩链剂E10016聚醚多元醇N22030胺扩链剂E3004阻燃聚醚OP10016胺醚D200040碳酸丙烯酯8聚醚多元醇N21015黄色浆5降黏剂、抗氧化剂15复合有机铋有机锌15阻燃剂OP56017合计100合计100异氰酸酯含量164混合胺值1580026蒙皮涂层聚氨酯材料的A组份制备将46份MDI异氰酸酯与30份多元醇聚醚N220、16份阻燃聚醚OP100，采用500升反应釜内滴加方法预聚，滴加温度6070，保温23小时，再加入8份碳酸丙烯酯一起搅拌。
15、05小时后，用100目滤网过滤放料；检验异氰酸酯含量在163165，粘度1000CPS/25，符合工艺要求后装桶包装入库备用。0027蒙皮涂层聚氨酯材料的B组份制备将40份胺醚D2000、15份聚醚多元醇N210、16份胺扩链剂E100、4份胺扩链剂E300、15份助剂降黏剂、抗氧化剂、15份复合有机铋有机锌催化剂、5份黄色浆、17份阻燃剂OP560等原料，按工艺比例称量投料后搅拌0510小时后，用100目滤网过滤后检验；混合胺值15518、物料粘度1000CPS/25；检验符合工艺要求后装桶包装，入库备用；反应异氰酸酯指数NCO/NH1104。0028消声瓦的表面酸洗氧化界面处理将少量氧化剂。
16、高锰酸钾、10硫酸、3硝酸配成表面处理液，将消声瓦表面整体浸泡在此表面处理液中，浸没厚度0510MM，浸泡时间1524小时。浸泡完后先用12NAOH的稀碱水浸泡12小时，再用清水冲洗、浸泡、冲洗，直至清洗水PH67为止；将用水清洗完检验合格的消声瓦先声腔孔向下倒置2小时无水流出，随后放入烘箱内，100烘4小时干燥为合格。再涂覆由聚氨酯改性的说明书CN104073147A4/5页6双组份氯丁橡胶粘合剂作橡胶消声瓦表面的界面剂，涂层厚度015020MM，待24小时/25表干后备用。0029消声瓦的灌缝和拼接缝隙平整处理方法采用现役消声瓦的三组份聚硫橡胶灌缝粘接方法，并将固化后的聚硫胶密封表面与消声。
17、瓦抹平，固化后打磨处理。0030聚氨酯蒙皮涂层喷涂施工专用设备的基本条件A、B组分料供料体积比例为VAVB11、液压泵供料压力16MPA、提料泵供料气泵压力08MPA，容量08M3/MIN、A、B组分料均有相应的加热系统705和管道保温系统555保温；A、B料的混合方式为RIM式枪式瞬间混合，A、B组分料在1826MPA高压作用下，在混合室内呈RIM瞬间混合，在高压力作用下通过喷嘴成雾状。0031聚氨酯蒙皮涂层的形成在混合室内瞬间混合并在压力作用下通过喷嘴成雾状，雾化散开的流体料，汇聚在消声瓦的外表面，并随着手持喷涂枪的移动，在消声瓦外表面形成一定厚度的聚氨酯蒙皮涂层；蒙皮涂层的厚度控制在4M。
18、M，正常操作分二遍喷涂，可在25MIN内连续喷涂达到4MM设计厚度。0032聚氨酯蒙皮涂层喷涂施工及养护工艺的控制要求表4性能项目凝胶时间表干时间养护时间技术指标115S35S7天/230033按照上述制备方式制造的聚氨酯蒙皮涂层的主要性能测试结果如下0034聚氨酯蒙皮涂层的常规材料力学性能测试数据表5性能项目拉伸强度撕裂强度伸长率硬度技术指标17MPA68N/MM41592邵A0035聚氨酯蒙皮涂层的其他性能测试数据表6性能项目阻燃氧指数水润滑系数技术指标2850250035增加4MM聚氨酯蒙皮涂层后声频率的吸声性能系数比较数据表7压力14KHZ512KHZ1324KHZ消声瓦02MPA67。
19、8594消声瓦聚氨酯蒙皮涂层02MPA708796消声瓦23MPA658391消声瓦聚氨酯蒙皮涂层23MPA6685940036按此工艺方法获得的聚氨酯蒙皮涂层与橡胶层的粘接力54MPA。0037实施例20038实施例2整个实施过程方法同实施例1，不再叙述；只是材料配方有些差异，材料性能测试数据也有些不同，在后续表中列出。0039本发明专利实施例2采用的聚氨酯蒙皮涂层材料的配方表8A组分材料配方重量份WTB组分材料配方重量份WTTDI100异氰酸酯50胺扩链剂E10022聚醚多元醇N21033胺扩链剂WH62009阻燃聚醚OP10012胺醚D200032说明书CN104073147A5/5页7碳酸丙烯酯5聚醚多元醇N21012聚氨酯灰色浆5抗氧化剂、光稳定剂32催化剂有机铋18阻燃剂OP55015合计100合计100异氰酸酯含量168混合胺值1620040聚氨酯蒙皮涂层材料的A组份制备将50份TDI100异氰酸酯与33份多元醇聚醚N210、12份阻燃聚醚OP100采用500升反应釜内滴加方法预聚，滴加温度6075，保温3小时，再加入5份助剂一起搅拌05小时后，用100目滤网过滤放料；检验异氰酸酯含量。说明书CN104073147A1/1页8图1图2说明书附图CN104073147A。