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某型军用车辆发动机舱隔热降噪涂料的优化研究
来源:山西漆宝宝 发布时间:2022年03月28日

摘要: 该产品是以水固化弹性硅PU树脂作为涂料的主要成膜物,并辅以吸声材料和隔热材料及其它助剂而制成的环保型隔热降噪涂料。并对该涂料的性能进行了分析测试。结果表明,该隔热降噪涂料的降噪性能、隔热性能、耐化学品性能、机械性能、环保性能均可满足设计要求,成功地应用于某军用车辆的发动机舱。

关键词:隔热;厚涂;降噪;环保

0 引言

噪音污染是环境保护方面很重要的一项内容。包括交通工具发动机噪声、机械设备噪音以及生活环境噪音。环境中的噪音让人心烦意乱,影响工作质量。因此噪音的控制很重要。降噪涂料是降噪材料的一种,涂覆在机械设备,是降低噪音、隔绝噪音的主要方法之一。

高温环境让人难以适应,严重影响人的工作能力工作效率。所以在工作时,要隔绝热源,避免高温环境。而使用隔热涂料将热源进行封闭隔离无疑是一个控制环境温度的好方法。

某型军用车辆由于发动机仓产生的振动、噪音和热量传导到驾驶室影响到了士兵的战斗力的持续。这个问题亟待解决。鉴于这种情况,我们根据要求进行了针对性的研发,目的是研究一种能够同时具有隔热降噪功能,而且可以一次厚涂3-5mm的涂料。

 

1 试验部分

1.1原理

1.1.1 降噪机理:

降噪涂料是一种主动降噪材料,其原理是涂料中的高分子材料树脂利用玻璃化转变区内的粘弹性中的粘性的阻尼作用将机械震动的一部分能量转化为热能,从而使震动产生的噪音能量减小,达到控制噪音、降低噪音影响的目的。

材料吸声性能的优劣一般用吸声系数的大小来评价。被物体吸收的声能大小与入射声能大小的比值,即为吸声系数。吸声系数越大,降噪性能越好。测定吸声系数通常采用混响室法和驻波管法。驻波管法测得的是声波垂直入射时的吸声系数,一般用在产品质量控制、检验和吸声材料的研制分析方面。

1.1.2. 隔热机理:

反射隔热功能是在隔热涂料中加入中空玻璃或陶瓷微珠以及反光材料,形成隔热层和高反射率涂层。高反射率涂层可以对400nm--2500nm范围的太阳红外线进行高反射,不让太阳的热量在物体表面进行累积升温,同时可以利用热量辐射使物体散热降温,在物体内部由于涂料中放入导热系数低的空心微珠隔绝了热能的传递,使得物体内部空间的温度比外表面温度降低10-15℃左右,保持一个持久恒温的状态。在物体的内外表面形成一个温差,从而达到隔热目的。

1.2 试验原料

空心玻璃珠,秦皇岛秦皇玻璃微珠制品厂生产;陶瓷微珠,永清红日胜包装制品公司生产;云母粉,滁州格锐矿业公司生产;炭黑,安徽勇锋化工公司生产;矿物纤维,沈丘县宏顺矿物纤维厂生产;助剂,南京汉宝公司生产;高活性组合聚醚,葫芦岛科达商贸公司销售;二元胺类链增长剂,葫芦岛科达商贸公司销售;高分子活性增塑剂,上海永盛化工进出口公司生产,功能性吸水填料,天津国隆化工公司生产。

1.3 军用车辆发动机舱隔热降噪涂料的制备

1.3.1 军用车辆发动机舱隔热降噪涂料用树脂的合成

在四口烧瓶中加入一定量的高活性组合聚醚、二元胺类链增长剂、高分子活性增塑剂、功能性吸水填料,插入温度计,打开搅拌,打开冷却水开关,保持温度在 80 ℃左右,搅拌下聚合反应 8 h,制得水固化弹性硅PU树脂

1.3.2 军用车辆发动机舱隔热降噪涂料的制备工艺

将水固化弹性硅PU树脂、空心玻璃珠、陶瓷微珠、云母粉、矿物纤维、助剂投入搅拌釜,高速搅拌20分钟,过滤,包装。

1.4 性能检测

采用 GB/T 17491993厚漆、腻子稠度测定法测试黏度;

采用GB/T 18696.12004声学阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量测试吸声系数;

采用GB 5209   色漆和清漆  耐水性的测定 浸水法测试耐水性能;

采用JG/T 235-2008《建筑反射隔热涂料》中6.6规定测试隔热温差;

采用GB /T13492-1992GB /,5210-2006测试涂层的耐温变性;

采用 GB/T 92861998 测试涂层的附着力;

采用 GB/T 17481989 测试涂层的柔韧性能;

采用 GB/T 17281989 测试涂料的干燥时间;

2 结果与讨论

2.1 基体树脂的选择

水固化弹性硅PU树脂除具有良好的耐寒性、弹性、耐有机溶剂性外,聚氨酯本身还具有大量氢键,具有较高的阻尼降噪损耗因子,能够将噪音转化为热能消耗掉,从而使产生的噪声和振动能量大大降低,从根源上有效控制振动和噪声。因此,本文采用水固化弹性硅PU树脂作为军用车辆发动机舱隔热降噪涂料的基体树脂。

2.2 填料对涂料减振降噪性能的影响

隔热降噪涂料中选用的填料有矿物纤维、橡胶粉末、云母粉等,其中矿物纤维的加入能更好地改善隔热降噪涂料的降噪性能,因此本试验采用矿物纤维为填料,降噪系数大于0.3

根据试验结果显示,矿物纤维和云母粉的加入量影响涂料的降噪性能,经过正交实验,添加量分别为15% 5%

2.3 空心玻璃珠、陶瓷微珠对涂料隔热的影响

研究采用空心玻璃珠、陶瓷微珠作为隔热填料,经过实验,获得了涂料的隔热性能,隔热温差大于10℃。

根据试验结果显示,空心玻璃珠、陶瓷微珠的加入提高了隔热降噪涂料的隔热性能,经过正交实验,添加量分别为10% 10%

2.3 流变助剂的选择

    为了获得厚涂效果,我们选择了多种流变助剂进行试验。选择了抗流挂性能好的进口助剂,确定的添加量为2%,使用该助剂,一次成膜厚度可以达到3-5mm

2.5 各项性能检测结果

隔热降噪涂料各项性能检测结果见下表。

施工性

易涂刷

容器中状态

无异物,硬块,易搅匀的粘稠流体

涂膜颜色及外观

深灰色,漆膜平整

稠度 /cm

10-15

固含量%       ≥

95

干燥时间,h   ≤    

表干

实干

 

4

24

适用期                         

 半小时

附着力(拉开法)Mpa     >

1

隔热温差℃              ≥

10

降噪系数 %              ≥

0.3

耐温变性,级            

2

耐油性(0#柴油),       

168h不起泡、不脱落

耐水性

168h不起泡、不脱落

 

 

3 结语

本文采用水固化弹性硅PU树脂为基料,加入适量的隔热材料以及降噪材料,如空心玻璃珠、陶瓷微珠、矿物纤维制备了新型军用车辆发动机舱隔热降噪涂料,并对该材料的性能进行了分析测试,降噪系数大于0.3,隔热温差大于10℃。同时,隔热降噪涂料克服了溶剂型和水性隔热降噪涂料的缺点,可一次性形成3-5mm的厚涂层,符合环保要求和施工要求。涂料同时具有良好的机械性能和耐化学性能。涂布于发动机仓内部,减振、隔热效果,能吸收机械功,减弱振动,降低噪声,隔绝热源。明显降低了军用车辆驾驶舱的噪音和温度,获得了良好的隔热降噪效果,对于保持车辆驾驶员的战斗力意义重大,结果表明,该复合隔热降噪材料的降噪性能、隔热性能、耐水性能均可满足设计要求。该材料涂布于发动机仓内部,对于军用车辆发动机舱的隔热降噪效果,取得了军方的认可,其应用前景广阔。可广泛地用于飞机、船舶、车辆和各种机械的减振、降噪、隔热。

山西漆宝宝提供            军用车辆隔热降噪涂料

 

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