阻尼涂料概述,什么是阻尼涂料?

阻尼涂料系指能减弱振动、降低噪声的涂料,具有广泛的用途。航空、航天发动机,火车和汽车等发动机及传动系统工作时引起的振动和噪声,会直接引起壳体的振动,影响仪器仪表的正常工作,造成恶劣的工作环境,而且当振动频率一旦与壳体的固有频率接近,就会引起壳体的共振,这种共振除了成为噪声的二次振源,使周围空间产生噪声污染外,还会引起材料疲劳,使材料强度降低甚至过早断裂,威胁飞行、运行的安全。

高分子材料具有明显的粘弹性,能将振动能的一部分消耗,再以热的形式释放出来,即通过力学损耗实现阻尼功能。阻尼性能取决于聚合物材料的损耗因子tanδ,损耗因子值越大效果越好。损耗因子和聚合物结构有关,并随环境温度、交变应力的频率、预应力的变化而变化,其中尤以温度的影响最大。聚合物在玻璃态转变区(高弹态)有最高的损耗峰(α峰),阻尼性能好的涂料,其漆膜在环境温度下应处于玻璃态转变区。因此,成膜物的选择要求同时具备合适的玻璃化温度和高的损耗因子。玻璃化温度可通过添加增塑剂和共聚合的方法调节。几种聚合物的玻璃化温度彼此不同,并以适当的间隔递增或递减,这样可以在较宽的温度范围内都有阻尼作用。聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯的玻璃化温度分别是87℃、100℃和105℃,三种高聚物等量混合物,在变应力的频率下,可以有三个力学损耗峰,即在87~105℃&之间都能发生较大的损耗,具有较强的阻尼作用。采用互穿网络(IPN)的聚合物合金可具有较好的强度,同时也有较好的阻尼效果。涂料中加入片状颜料,可以起补强作用,而且可增加阻尼效果。需要注意的是,涂膜需要加热交联固化时,应控制交联度,若交联度过高,聚合物不能进入粘弹态,不会出现损耗峰。

阻尼涂料在航天器壳体,舰艇,飞机壳体,汽车壳体、底盘,轿车内部,工程机械操作室,发电机和燃气轮机隔罩,船舶机房隔声,建筑物减振,降低噪声方面都取得很明显的效果。国外的应用已比较广泛。我国起步比较晚,随着噪声标准及环境保护法令的制订,阻尼涂料的研制开发会得到进一步发展。

阻尼涂料的减振消噪效果在很大程度上取决于基料的性能,在众多的阻尼材料研究中,聚氨酯类、环氧树脂类、丙烯酸类作为基料的阻尼材料最为常见。举例如下。

(1)IPN聚氨酯泡沫阻尼材料:将高Tg和低Tg的聚合物复合制得的半相容性聚合物具有宽广的消声范围。所有泡沫在所有频率范围内,都呈现优越的声音吸收,而且低密度泡沫比高密度 +, 吸声音效果更佳,这说明多孔结构对声音的吸收是非常必要的,因为噪声以声压波形式接触泡沫结构,在泡沫结构内部转化为热能而耗散掉。

(2)IPN聚氨酯%环氧树脂阻尼材料:玻璃化转变范围是环氧树脂掺杂量的函数,只要是掺杂体系,玻璃化转变范围就较宽,说明具有良好的阻尼能力。

(3)丙烯酸酯LIPN(乳液互穿网络)阻尼涂料:高分子离聚体型的乳胶在宽广温域范围闪,是具有较高阻尼因子的新型阻尼材料。

南北潮微信客服