| 单词 | 阻尼涂料 |
| 释义 | 【阻尼涂料】 拼译：vibration damping coatings 振动和噪声对人类的生存环境和设备运行已构成很大的危害。控制和治理振动及噪声不但对人体健康，而且对国民经济和国防建设都具有重要意义，所以是当前非常活跃的研究领域，研究证明，阻尼处理是结构减振降噪最有效的手段之一。处于粘弹态下的高分子材料具有最佳的阻尼效果，此类材料称为粘弹阻尼材料。它依靠分子的内摩擦将振动能转化为热能消散掉，从而起减振降噪作用。评价其材料本身性能的重要参数是损耗因子tanδ及其为o．7所占有的温域(以ΔT0．7表示)；另一评价指标是当涂层／钢板=2时的复合损耗因子η及其温域。阻尼材料的使用方式可分为阻尼板、复合阻尼板、阻尼元件、阻尼涂料、阻尼粘合剂等。阻尼涂料由于工艺简单，施工方便，不受物体结构限制等优点，获得较快的发展，乌格尔(E．E．Ungar)提出涂层可分为单层的自由阻尼结构和双层(内层称阻尼层，外层为约束层)的约束阻尼结构。而约束阻尼结构的性能优于自由阻尼，但自由阻尼工艺简单，这为阻尼涂料的结构设计和选材奠定了基础。20世纪50年代前联邦德国首先利用粘弹材料研制自由阻尼技术，而美国在同一时期开始研究约束阻尼。 高聚物的结构对阻尼性能的影响一直受人关注。研究初期认为高聚物侧链带有较多的甲基、氯等基团，可增加高聚物内摩擦，提高阻尼性能。但最近胡尔(T．Hur)等人在应用基团贡献分析技术研究各基团对聚氨脂材料阻尼性能贡献后指出，各基团对阻尼性能贡献服从加和作用原理，而对该体系阻尼性能贡献最大的基团则是醚健，这和传统的观点是不同的。哪一种观点正确，有待试验证实。阻尼涂料根据其分散介质不同可分为溶剂型、水性和无溶剂(包括粉末)型3种。1．溶剂型阻尼涂料。这种涂料是发展较早的品种，一般是由橡胶或沥青为漆基，将云母、石棉粉及其他无机填料分散于其中制成的。近期也采用环氧、聚氨酯、不饱和聚酯等为基料。1982年日本高久洋等人在粘弹性环氧树脂中加入超临介体积浓度的风选矿渣，用胺类常温固化制得的涂层，在涂层／钢板=2(厚度比。钢板1．2mm)，100～200Hz其η=0．34，而PVC板则为0．049。1983年大崎俊行等在100份不饱和聚酯中加入100份片状云母、5～50份甲基丙烯酸，在120℃时加温固化，当涂层／钢板=2时，复合损耗因子η＞0．1。1982年上海同济大学和开林油漆厂合作开发的6种自由阻尼涂料问世。这些涂料是以丙烯酸、环氧、有机硅、沥青和橡胶为基料制成的。42～－9#阻尼涂料本身在22℃～－46℃温度区间的tanδ为0．75～1．6，其余配方的温域比此更窄。这是自由阻尼的特点。1974年斯普林(L．H．Sperling)等制成以聚丙烯酸乙酯和聚苯乙烯二步法合成的互穿聚合物网络(IPNs)为阻尼层(内层)再罩以二氧化硅增强的环氧树脂为约束层构成双层阻尼结构。其高阻尼温域可达100℃(－25℃～75℃)，日本关西涂料公司Fujtani等在1984、1985年相继推出多层结构的约束阻尼涂料体系。阻尼层为tanδ=0．8的聚氨酯，约束层为不饱和聚酯加云母和玻璃鳞片。涂层结构如下，在2mm钢板上涂0．4mm阻尼层+0．4mm约束层+0．4mm冲孔钢板+0．2mm约束层+0．4mm冲孔钢板+0．2mm约束层，钢板：涂层=1，系统的复合损耗因子η=0．188。中国船舶总公司701研究所吴崇建等人于1987年也研究出以粘弹性聚氨酯为阻尼层，玻璃纤维增强不饱和聚酯为约束层的约束阻尼结构涂料体系，取得了提高η拓宽温域的效果。最近有关利用不同Tg的高聚物为阻尼层组成多层复合结构以增大阻尼温域的报道。2．水性阻尼涂料。水性涂料具有省资源、无污染的优点，阻尼涂料也向此方向发展。1972～1974年以斯普林为首的研究小组合成了一系列丙烯酸类乳液型IPNs，并研究用于制备阻尼涂料。利用甲基丙烯酸乙酯／聚丙烯酸丁酯的IPNs乳液为阻尼层用高填充的环氧树脂为约束层，制成所谓“寂静的涂料”。用于陆军战士钢盔的防振材料。1984年法国罗伯特(Robert)研制出丙烯酸脂－苯乙烯共聚乳液水性阻尼涂料。1984年桃泽幸著文介绍了ィ－ディヶ儿M－2500水性阻尼涂料的性能及用途。在涂层／钢板厚度比等于2时，η=0．1。3．无溶剂阻尼涂料。这种涂料施工时不污染环境，可厚涂，提高施工效率，特别引人注目。1988年日本古泽禅洲等开发了环氧丙烯酸酯和无机鳞片状填料组成的可喷涂的无溶剂阻尼涂料、同年声学所侯中华等人研究成功可刮涂施工的环氧聚硫制成的阻尼涂料。当涂层／钢板=2时，复合η≥0．05，温域为80℃。1989年化工部海洋涂料研究所战风昌等研究成功无溶剂型约束阻尼涂料——ZHY－171，该涂料的阻尼层为聚氨酯，tanδ=1．24，ΔT0．65=94℃，和钢板2∶1复合后在－10℃～50℃温域为0．1～0．14，氧指数≥35。适用于舰艇、汽车、风机等。田尻和泽等利用带有羧基或胺基的聚丁二烯齐聚物和环氧树脂反应生成的改性环氧，加入径厚比为30的片状填料制成粉末涂料。在1．2mm钢板上，热浸涂3mm涂层，在160℃固化后，其在200～3000Hz的η=0．2～0．3。试验研究和理论计算表明，提高阻尼层的tanδ，拓宽其温域及增加约束层的模量，是改进约束结构阻尼涂料的重要途径。因此，这两方面的工作成为近期研究的热点，采用互穿聚合物网络(IPNs)的技术路线增加高阻尼值温域，是众多研究者感兴趣的方向，在乳液型IPNs方面取得一定的成效。但对于一步法的溶剂型和无溶剂型IPNs，目前只停留在基础研究，而对于常用的聚氨酯／环氧系IPNs，尚存在施工寿命过短的技术难点。双口喷涂技术尚未应用于此领域。提高约束层模量可明显改进复合体系的η，这方面的研究极为活跃。在约束层中嵌以金属网、冲孔板或直接用高模量金属板做为约束层，出现了各种材料(钢、玻璃钢)夹心的阻尼板材，可直接用做结构材料，扩大了阻尼材料的应用领域。多功能的阻尼材料正在开发中，降低阻尼涂料的成本，是开拓市场的重要条件。阻尼涂料的水性化研究是发展的必然趋势。高性能的新品种亟待开发。在粘弹态下高聚物的结构和阻尼性能关系的研究，是提高阻尼性能的基础工作，要加强，以推动阻尼涂料的发展。阻尼涂料应沿着高性能、低成本、多功能、无污染的方向发展。【参考文献】：1 Sperling L H，et al．Vibration or sound damping coating for vibratory structures U．S．3833404，19742 Sperling L H，et al．Applied research，engineering on coating for noise damping AD／A－003852，19753 高久洋，等．阻尼涂料及其制造方法．日特开，82－10546619824 汪莘野，等．上海涂料，1982，2．1～45 桃泽正幸．涂装技术，1984，23(11)∶101～1106 田尻和洋，等．阻尼粉末涂料，日特开，84－176358，19847 大崎俊行，等．阻尼涂料，日特开83－1874178 吴崇健，等．第16届国际噪声控制工程学术会议议论文集．1987，6639 HUR T，et al．J．polym．sci．polym phys．1989，27∶2251～226810 战风昌．庆祝中国化工学会涂料学会成立10周年学术交流论文，1990(化工部海洋涂料研究所高级工程师战凤昌撰) |
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