一种吸声阻尼泡沫夹芯复合材料及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种吸声阻尼泡沫夹芯复合材料及其制造方法，由芯材、面材和阻尼涂层构成。芯材为一种开孔聚氨酯‑聚酰亚胺泡沫板，面材为阻燃玻璃纤维布外护水性聚氨酯内舱涂料，阻尼层为聚醚型聚氨酯弹性体。在频率250~6000Hz，板厚25mm时的平均吸声系数为0.42~0.46，极限氧指数≥32，烟密度  Dm≤50，自由阻尼损耗因子大于1.0，粘接强度N/25mm，泡沫材料层破坏。

Sound absorption damping foam sandwich composite material and manufacturing method thereof

The invention discloses a sound absorption damping foam sandwich composite material and a manufacturing method thereof, comprising a core material, a surface material and a damping coating. The core material is a porous polyurethane polyimide foam board, surface material for flame retardant glass fiber cloth for waterborne polyurethane coatings for inner cabin, damping layer for polyether polyurethane elastomer. The frequency of 250~6000Hz, the average absorption coefficient of 25mm thick plate is 0.42~0.46, the limiting oxygen index is more than 32, smoke density Dm 50, free damping loss factor is greater than 1, the bonding strength of N/25mm foam layer damage.

【技术实现步骤摘要】
一种吸声阻尼泡沫夹芯复合材料及其制造方法
本专利技术涉及一种泡沫夹芯复合材料，属于聚合物基轻质复合材料范畴，具体涉及一种具有复合结构的聚氨酯-聚酰亚胺泡沫夹芯吸声阻尼材料及其制造方法。
技术介绍
泡沫夹芯材料在二十世纪四十年代就已作为复合材料使用，聚氨酯泡沫夹芯板，它具有质量轻、比强度高、良好的抗冲击吸能特性,已广泛用于建材行业。玻璃棉夹芯板具有良好的吸声、隔声、耐温、阻燃特性，广泛用于建筑、船舶、海洋工程平台的隔声吸声场合。聚氨酯-聚酰亚胺泡沫材料具有良好的吸声、隔声性能,耐温、阻燃、低烟密度是一种可替代超细玻璃棉且对人体无害的泡沫吸声材料,合理地在材料表面涂膜可以提高其低频段的吸声性能。泡沫夹芯吸声阻尼复合材料能够削弱噪音与震动，具有隔音、绝热、减振、降噪、抗疲劳等性能。目前在航空、航天、航海及海洋工程领域对具有低密度、吸声阻尼减振降噪复合材料的需求不断增加，由于夹芯复合材料具有良好的比强度、大阻尼特性，广泛应用于舰艇、潜水器、海洋工程平台的吸声、阻尼、减振、降噪等领域。中国专利CN201110037996.X报导了一种夹心阻尼复合材料，由外层、内层和阻尼层构成。其中外层为结构层，是一种高刚度纤维增强树脂基复合材料，内层为夹心层，由硬质泡沫塑料构成。阻尼层位于结构层与结构层之间或位于结构层与夹心层之间。材料的外层和内层共同构成夹心结构，以提供材料整体的刚度和强度，使材料具有较高的结构阻尼减振降噪性能。中国专利CN200810054400.5涉及一种泡沫夹芯整体结构复合材料及其制备方法。该复合材料包括上面层、下面层和泡沫夹芯层,泡沫夹芯层与上、下面层用缝合线缝合为一个整体,并采用树脂传递模塑工艺一次注射成型，上面层和下面层的外表面平整光滑。本专利技术的复合材料整体性好,使用寿命长,形状结构尺寸精确,并且力学性能优良。中国专利CN201510024686.2一种环氧泡沫夹芯复合材及其制造方法。该夹芯复合材料由芯材、面材和阻尼层构成。芯材为一种空心玻璃微珠增强环氧泡沫塑料，面材为玻纤网格布增强环氧玻璃钢，阻尼层为聚醚型聚氨酯弹性体。本专利技术的夹芯复合材料采用具有优良粘结性能和阻尼性能的聚氨酯弹性体，作为泡沫芯材与芯材、芯材与面材之间的黏结阻尼层，制得的泡沫夹芯结构复合材料，具有质量轻、强度高、绝热、阻尼、减振、降噪一体化功能，从而提升材料的综合性能。以上专利均未涉及到具有耐温、阻燃、低烟、低毒、吸声、阻尼、减振、降噪功能一体化的聚氨酯-聚酰亚胺泡沫夹心复合材料的制备方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种低密度、低烟密度、耐温、阻燃、吸声、阻尼、减振、降噪夹心复合结构材料。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术提供的吸声阻尼泡沫夹芯复合材料，包括外层、内层和阻尼层，其中材料的外层为结构层，由纤维布增强聚氨酯弹性体构成；材料的内层为夹芯层，由开孔聚氨酯-聚酰亚胺泡沫组成；阻尼层位于外层与内层之间；制备方法如下：聚氨酯-聚酰亚胺泡沫体作为芯材，表面涂布阻尼涂层，涂层外表面敷贴面材经室温或加温固化，制备具有吸声阻尼复合结构的泡沫夹芯材料。所述的开孔聚氨酯-聚酰亚胺泡沫由下列重量份数的组分制成：制备工艺为：在备有搅拌器、温度计及回流冷凝器的三口瓶中，投入芳香二酐和极性溶剂，充分搅拌并缓慢升温，待固体芳香二酐全部溶解，加入胺化物反应至清澈溶液时，降温加入脂肪醇进行回流酯化反应，制得清澈透明二酸二酯溶液。降温到60℃以下，加入催化剂将溶液搅拌到恒温，制得前驱体溶液。前驱体溶液按比例加入聚醚多元醇、泡沫稳定剂、催化剂、发泡剂、阻燃剂配制泡沫组合溶液。泡沫组合溶液与异氰酸酯指数是1.0～1.05的多异氰酸酯快速搅拌均匀。倒入模具中自由发泡反应制得泡沫中间体，泡沫中间体脱粘后脱模，从模具中取出，放入微波炉或电热鼓风干燥箱中固化，制得聚酰亚胺泡沫体，并测试泡沫性能。泡沫组合溶液与多异氰酸酯的重量比是100:100～105。上述所述的芳香二酐包括：3,3，,4,4，-二苯醚四羧酸二酐(ODPA)、3,3，,4,4，-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)、3,3，,4,4，-联苯四羧酸二酐(BPDA)、1,2,4,5-均苯四羧酸二酐(PMDA)。胺化物包括：4，4，-二氨基二苯醚、3，3，-二氨基二苯基砜、4，4，-二氨基二苯基甲烷、2，6-二氨基吡啶、对苯二胺、端氨基聚醚(D-2000、T-403)。聚醚多元醇包括：聚氧化丙烯多元醇牌号3050，羟值54.5～57.5mgkoH/g,水分≤0.05％，黏度/25℃≤700mpa.s；牌号330N,羟值33.5～36.5mgkoH/g,水分≤0.05％，黏度/25℃750～950mpa.s；蔗糖聚氧化丙烯多元醇牌号8010，羟值430～450mgkoH/g,水分≤0.1％，黏度/25℃4～7pa.s；牌号8305，羟值430～450mgkoH/g,水分≤0.1％，黏度/25℃6～9pa.s。脂肪醇包括：甲醇、乙醇、低分子聚乙二醇。极性溶剂包括：二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮。泡沫稳定剂包括：非水解型水溶性聚醚硅氧烷(DC-193、DC-195、AK-8805、AK-8808)、聚氧化乙烯非离子表面活性剂、阳离子含氟表面活性剂、聚氧乙烯基醚氟碳泡沫稳定剂。发泡剂包括：水、甲醇、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚。催化剂包括：三乙醇胺、三乙烯二胺、双(2-二甲氨基乙基)醚、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、异喹啉。阻燃剂包括：三(2-氯乙基)磷酸酯、三(2-氯丙基)磷酸酯、甲级膦酸二甲酯、可膨胀石墨、三氧化二锑、聚磷酸铵、三聚氰胺磷酸酯、磷溴抑烟阻燃剂(FR-808)。多异氰酸酯包括：多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI-80/20)。本专利技术中所述的阻尼层是一种聚醚型聚氨酯弹性体，由A、B两组份构成，A组份为异氰酸酯预聚体；B组份由聚醚多元醇、胺扩链剂、硅烷偶联剂、受阻酚功能助剂、阻尼填料、触变剂组成：A组份异氰酸酯预聚体由聚醚多元醇和多异氰酸酯制备，两者的重量份数比是400：300。制备方法如下：称取聚醚多元醇于1000ml三口瓶中，加热到100～110℃真空脱水1小时；降温到60～70℃，投入计量的多异氰酸酯，加热到80℃预聚反应2小时，出料置于密封容器中备用。B组份的重量比：聚醚多元醇100份。胺扩链剂30份。硅烷偶联剂12份。受阻酚功能助剂35份。阻尼填料245份。触变剂1.5份。制备方法如下：称量上述组分，于搅拌研磨分散机中研磨分散均匀制备B组份；以A、B两组份按质量比1:2配制阻尼涂层。阻尼层A组份中用的聚醚多元醇也选自上述的聚醚多元醇中。胺扩链剂选自下列中的一种或多种的混合：二乙基甲苯二胺(E-100)、二甲硫基甲苯二胺(E-300)、2，4-二氨基-3，5-二甲硫基氯苯(TX-2)、双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200)，N，N，-二烷基苯二胺(Unilink4100)。硅烷偶联剂选自下列中的一种或多种的混合：γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH--540)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH--550)、γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸声阻尼泡沫夹芯复合材料，其特征在于，包括外层、内层和阻尼层，其中材料的外层为结构层；材料的内层为夹芯层，由开孔聚氨酯‑聚酰亚胺泡沫组成；阻尼层位于外层与内层之间；制备方法如下：聚氨酯‑聚酰亚胺泡沫体作为芯材，表面涂布阻尼涂层，涂层外表面敷贴面材经室温或加温固化，制备具有吸声阻尼复合结构的泡沫夹芯材料。

【技术特征摘要】
1.一种吸声阻尼泡沫夹芯复合材料，其特征在于，包括外层、内层和阻尼层，其中材料的外层为结构层；材料的内层为夹芯层，由开孔聚氨酯-聚酰亚胺泡沫组成；阻尼层位于外层与内层之间；制备方法如下：聚氨酯-聚酰亚胺泡沫体作为芯材，表面涂布阻尼涂层，涂层外表面敷贴面材经室温或加温固化，制备具有吸声阻尼复合结构的泡沫夹芯材料。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，夹芯层的开孔聚氨酯-聚酰亚胺泡沫由下列重量份数的组分制成：芳香二酐100极性溶剂90~160胺化物15~30脂肪醇14~26聚醚多元醇25~35泡沫稳定剂1.0~3.5催化剂2~5发泡剂8~12阻燃剂30~50；制备工艺为：在备有搅拌器、温度计及回流冷凝器的三口瓶中，投入芳香二酐和极性溶剂，充分搅拌并缓慢升温，待固体芳香二酐全部溶解，加入胺化物反应至清澈溶液时，降温加入脂肪醇进行回流酯化反应，制得清澈透明二酸二酯溶液；降温到60℃以下，加入催化剂将溶液搅拌到恒温，制得前驱体溶液；前驱体溶液按上述比例加入聚醚多元醇、泡沫稳定剂、催化剂、发泡剂、阻燃剂配制泡沫组合溶液；泡沫组合溶液与异...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘连河，张树华，王馨晨，付攀，李国英，张茂伟，
申请(专利权)人：青岛海洋新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37