[发明专利]一种橡胶材料、其制备方法以及包含其的声呐导流罩壳板

说明书

本申请提供了一种橡胶材料及其制备方法，特别提供了一种利用其制备得到的复合型声呐导流罩壳板。所述橡胶材料由包括如下组分的原料制备而成：橡胶原料100份，硫化活性剂4至6质量份，防老剂2至6质量份、炭黑20至70质量份、纤维材料和管棒状材料共计15至50质量份、补强增硬剂1至10质量份和硫化体系1.5至10质量份。本申请的橡胶材料能够满足对500～10000Hz之间的声呐频率的平均透声系数在95％以上，同时能够满足压缩模量大于15MPa以上。并且其常规物理机械性能优异，完全能满足声呐导流罩壳板的使用要求。

技术领域

本申请提供了一种橡胶材料及其制备方法，特别提供了一种利用其制备得到的复合型声呐导流罩壳板。

背景技术

导流罩壳是由壳板和增强构件组成，主要作用有两点，首先是导流作用，使舰艇具有良好的顺流性，不但航行阻尼小，而且产生的流噪声低；其实是保护声呐的水下基阵，使其具有一个安静的声学环境，能够使声波充分的穿透，以便发挥声呐的探测性能。上世纪90年代导流罩采用采用不锈钢单层不锈钢加板肋增强构件进展支撑固定，不但导流罩金属材料透声性能太差，且板肋对声波起了散射的作用。随后开发了钛合金双层导流罩以及玻璃钢导流罩，然而一方面钛合金导流罩和玻璃钢导流罩比橡胶-玻璃钢复合导流罩透声系略差；另一方面钛合金和玻璃钢质导流罩材料阻尼系数比橡胶低1至2个数量级，导致舰船在行驶过程中流激噪音太大，使得声呐基阵在舰船行驶过程中完全失去了作用。

橡胶材料不但具有极其优异的透声性能，同时具有一定的阻尼性能，从而能有效降低流激噪音，是作为导流罩壳最理想的材料。水声透声橡胶与海水有很好的声阻抗匹配性，声波可以通过水传到橡胶，而在界面上没有明显的反射；同时由于这种橡胶对声波的衰减作用非常小，所以被广泛用于制作声呐导流罩和换能器透声窗。目前由欧美领衔的最新一代导流罩壳便是由玻璃钢-橡胶-玻璃钢“三明治”结构复合材料或橡胶-多层金属网结构组成，由于橡胶-多层金属网结构中多层金属网复合导致了罩壳透声系数下降明显，所以玻璃钢-橡胶-玻璃钢“三明治”结构复合材料便成为今后导流罩发展的趋势。玻璃钢具有较大的刚度，起到支撑作用，橡胶层起到良好透声和降低流激噪音作用。

然而，现有的玻璃钢-橡胶-玻璃钢“三明治”结构中用于复合型声呐导流罩壳板的透声橡胶材料的刚度不足，为了弥补这一缺陷，通常需要在两层玻璃钢层之间设置有矩形网格状玻璃钢格栅。然而在实际测试过程中发现网格状玻璃钢格栅的存在导致声波散射严重，大大降低了导流罩壳板的透声性能。

可见，现有技术中的橡胶材料并不能同时兼顾透声性和对其刚度的要求。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本申请之一提供了一种橡胶材料，其由包括如下组分的原料制备而成：橡胶原料100份，硫化活性剂4至6质量份，防老剂2至6质量份、炭黑20至70质量份、纤维材料和管棒状材料共计15至50质量份、补强增硬剂1至10质量份和硫化体系1.5至10质量份。

在一个具体实施方式中，所述橡胶原料包括天然橡胶和顺丁橡胶，其中，天然橡胶60至100质量份、顺丁橡胶0至40质量份；所述硫化体系包括硫化剂和硫化促进剂，其中，所述硫化剂0.5至4质量份、所述硫化促进剂1至6质量份。

在一个具体实施方式中，天然橡胶65至75质量份、顺丁橡胶25至35质量份，硫化活性剂4至6质量份，防老剂2至6质量份、炭黑20至70质量份、纤维材料和管棒状材料共计15至50质量份、补强增硬剂1至10质量份、硫化活性剂4至6质量份和硫化体系1.5至10质量份；其中，所述硫化体系包括硫化剂0.5至4质量份、硫化促进剂1至6质量份。

在一个具体实施方式中，纤维材料10至40质量份，管棒状材料5至10质量份。