[发明专利]一种轻质反声材料及其制备方法

说明书

一种轻质反声材料及制备方法，是由气凝胶/支撑板复合体及表面包覆层构成，所述气凝胶/支撑板复合体由气凝胶层和支撑板层之间通过热塑性薄膜粘结构成。其制备方法包括以下步骤：(1)按烷氧基化合物：水：溶剂：酸催化剂：碱催化剂的摩尔比进行称量，混合均匀，静置后浇注于成型模具中；(2)在一定温度和压力下，对凝胶体进行干燥处理，制得气凝胶；(3)在静水压中对气凝胶进行压缩处理；(4)在一定温度和压力下，用热塑性薄膜将气凝胶与支撑板进行粘结；(5)采用包覆层材料对气凝胶/支撑板复合体进行包覆。本发明提出的轻质反声材料具有优良的反射性能，且质轻，工艺简单，实用。

技术领域

本发明涉及声学材料技术领域，特别涉及一种轻质反声材料及其制备方法。

背景技术

反声材料是水下声探测系统不可缺少的重要部件之一，受到各国的高度重视。

通常，反声材料发展方向有两个：(1)是用声学上的低ρc材料制成的；(2)是带声腔结构的。前者如多孔橡胶及聚氨脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯等硬质泡沫塑料，其声性能决定于材料的特性阻抗；后者如由刚性薄板密封增强的带大空穴或柱形通道的橡胶和中空薄壁金属管。

气凝胶是世界上所知固体材料中具有最低密度和最低声速的一种纳米级三维网络多孔结构的固体材料，其声阻抗值非常低，是具有发展前途的反声材料。然而，由于气凝胶的抗压强度低和抗折性差，目前还无法直接使用。

发明内容

本发明提供一种轻质反声材料及其制备方法，本发明通过以下技术原理实现的：(1)采用预压缩技术，通过对气凝胶进行预先压缩处理，使压缩后气凝胶在所使用的静水压力环境下不再发生明显变形，从而使其声学性能不再随静水压力变化，声学性能稳定；(2)采用热压粘结技术，利用热塑性树脂具有的热变形粘结特性，将支撑板与气凝胶粘结成复合体，极大地提高了气凝胶的抗折性能，而且还起到了背衬作用，进一步改善反声性能；(3)采用密封包覆技术，采用水密封材料，通过对气凝胶/支撑板复合体进行包覆处理，提高其防水性能。通过本发明制备方法生产出的反声材料在静水压下具有良好的声反射性能。

一种轻质反声材料，所述轻质反声材料是由气凝胶/支撑板复合体及复合体表面的包覆层(厚度范围为0.1～7mm)构成，所述气凝胶/支撑板复合体由气凝胶层(厚度范围为5～150mm)和支撑板层(厚度范围为0.5～20mm)之间通过热塑性薄膜粘结构成。

所述的一种轻质反声材料，所述气凝胶为二氧化硅气凝胶。

所述的一种轻质反声材料，所述支撑板层材料为金属、陶瓷、树脂材料中的一种；所述支撑板层材料的金属包括纯铝、铝合金，纯钛、钛合金，不锈钢中的一种、陶瓷包括氧化铝、碳化钛、碳化硅、氮化硅中的一种、树脂包括热固性树脂或热塑性树脂，热固性树脂包括不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂中的一种，热塑性树脂包括尼龙、聚碳酸酯、聚酰胺、聚醚砜、聚醚醚酮材料中的一种。

所述的一种轻质反声材料，所述表面包覆层是丁腈橡胶或者聚脲弹性体。

所述的一种轻质反声材料，所述热塑性薄膜为聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯酸酯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯中的一种。

所述的一种轻质耐压反声材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按烷氧基化合物：水：溶剂：酸催化剂：碱催化剂的摩尔比为1:1～4：1～6：0.001～0.01：0.001～0.01的比例进行称量，混合均匀，静置后浇注于成型模具中；

(2)在一定温度和压力下，对步骤(1)得到的凝胶体进行干燥处理，将凝胶体内的溶剂完全置换出来，制得气凝胶；

(3)在静水压中对气凝胶进行压缩处理；

(4)在一定温度和压力下，用热塑性薄膜将气凝胶层与支撑板层进行热压粘结；