本發(fā)明涉及一種噴涂型、高阻尼、快速固化阻燃阻尼涂層材料，屬于阻尼減振材料范疇，具體涉及一種艦船噴涂阻燃阻尼涂層及其制造方法。
背景技術：
隨著造船技術的快速發(fā)展，艦船的功率和速度大大提高，但卻伴隨有寬頻帶的振動和噪聲。艦船在航行過程中會產生強烈振動，激起船體結構的多共振效應，從而產生空中和水中輻射噪聲，這已成為影響艦艇隱蔽性和舒適性的主要因素。共振還可能導致結構破壞，儀表失靈，并影響船員身心健康。采用阻尼、減振、降噪技術降低艦艇噪聲，可以提高艦艇攻防能力，在進攻上降低自噪聲可以提高聲吶的探測距離。在防御上可提高艦艇偽裝干擾器材的作用效果，從而提高艦艇的隱蔽性能。
艦船上采用的阻尼材料，首先應具有良好的阻尼性能，同時還必須滿足艦船的使用環(huán)境要求，如需在一定的溫度和濕度下，具有防水、耐鹽霧、耐油、防霉、阻燃、不釋放有毒氣體、耐海水腐蝕等性能。另外還要求阻尼涂層與基材附著力強，快速固化，施工方便，具有較長的使用壽命。比普通阻尼材料要求的技術指標要高得多。
中國專利CN 1057849A構成約束阻尼結構的阻燃阻尼涂料。該涂料由涂于底材上的阻尼層涂料和處于阻尼層涂料上的約束層涂料組成。阻尼層涂料由聚氨酯預聚體、鱗片狀填料和擴鏈劑固化形成阻尼層；約束層涂料由低分子量環(huán)氧樹脂、增韌劑、固化劑、活性稀釋劑、阻燃劑和助劑組成，經固化形成約束層。當約束層和阻尼層的厚度與底材厚度比為1.5～3.0時，可獲得-20℃～+60℃溫度范圍內復合損耗因子在0.1以上，涂裝工藝局限于手工刮涂。
中國專利CN 102658685A一種聚氨酯-聚脲復合防護層，其制備方法及其在混凝土防護中的應用。所述的聚氨酯-聚脲復合防護層，自上而下包括混凝土基層、聚氨酯彈性層和聚脲層。其制備方法是首先對混凝土表面進行處理，然后采用刷涂或噴涂的方法成型聚氨酯彈性體層，最后噴涂至少一道聚脲層，即形成聚氨酯-聚脲復合防護層。本發(fā)明可以應用在軌道交通、停車場、機場、運動場地、屋頂、路面、污水處理廠、港口、船閘、航道、橋梁等混凝土路面的綜合防護。該復合防護層具有優(yōu)異的防水、防腐、抗沖擊性能，具有較高的性價比和快的施工速度。適用于混凝土基面的防護。
中國專利CN 101665654A一種噴涂聚氨酯—脲阻尼減振降噪材料。該材料由等體積的A、R兩組份組成，經高壓撞擊混合設備混合后噴涂到混凝土底材上，瞬間形成一層性能優(yōu)異的阻尼減振降噪防護涂層。所述的A組份為異氰酸酯與聚合物多元醇生成的半預聚體；R組份為端氨基/端羥基聚醚、二胺擴鏈劑和助劑形成的混合物。該材料具有固化速度快、粘彈性好、阻尼減振降噪性能優(yōu)異等優(yōu)點，能夠在復雜惡劣環(huán)境條件下的混凝土基材上施工。適用于高鐵混凝土基面的防護。
中國專利CN101085861A含受阻酚的聚氨酯阻尼材料及其制備方法。該阻尼材料包含聚氨酯基質、受阻酚、擴鏈劑、固化劑和增強材料。受阻酚含量為聚氨酯基質、擴鏈劑和固化劑總量的10％～200％質量份，增強填料的含量為聚氨酯基料、擴鏈劑和固化劑總量的0～60％質量份。聚氨酯基料中-NCO基與擴鏈劑和固化劑中的-OH基的摩爾比為1.05:1.0。該阻尼材料采用活性端羥基聚醚和多異氰酸酯制備的聚氨酯基質中，加入受阻酚制得最終阻尼材料，阻尼因子最高可達到2.5左右。
美國專利USP 6,294,284一種基于聚氨酯-脲軟模塑復合材料及其制造方法。該材料由多異氰酸酯和多元醇反應制得的NCO質量分數為8％～17％的預聚體，與交聯(lián)劑芳胺和脂肪胺混合物反應制備的聚氨酯-脲彈性體，其凝膠時間15秒～120秒，噴涂層厚度為0.03～0.07吋。適用于泡沫材料的外護。
尚未見到有關適用于艦船噴涂的水下噪聲高填充阻燃阻尼涂層材料及其制備方法的報導。
技術實現要素：
本發(fā)明所要解決的技術問題是：提供一種寬溫域、高阻尼、高阻燃、水聲阻尼降噪，適用于艦船噴涂涂裝，耐海水腐蝕的阻尼涂層材料及其制備方法。
為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：
本發(fā)明提供的艦船噴涂阻燃阻尼涂層，由端異氰酸酯預聚體A和交聯(lián)劑混合物B兩組份構成，
預聚體A包括下列重量份數的組份：
低聚物多元醇200～400份；
多異氰酸酯110～260份；
低聚物多元醇與多異氰酸酯的質量比為100：27.5～104.
交聯(lián)劑混合物B包括下列重量份數的組份：
化學組成按100質量份聚醚胺計：聚醚胺100份，低聚物多元醇0～60份，胺擴鏈劑10～70份，硅烷偶聯(lián)劑4～6份，阻尼填料20～80份，阻燃劑60～130份，受阻酚功能助劑20～60份。
所述的端異氰酸酯預聚體A和混合物B組分中用的低聚物多元醇選自下列中的一種或多種的混合：
聚氧化丙烯二醇，牌號voranol 2110，相對分子質量1000，羥值110±5mgkoH/g；voranol 2120，相對分子質量2000，羥值56mgkoH/g；PPG—1000，相對分子質量1000，羥值109～115mgkOH；PPG—2000，相對分子質量2000，羥值54.5～57.5mg koH/g；
聚四氫呋喃醚二醇，牌號PTMG1000，相對分子質量1000±50，羥值107～118mgkoH/g；PTMG2000，相對分子質量2000±50，羥值54.7～57.5mgkoH/g；PTMG2900，相對分子質量3000±200，羥值35～40mgkoH/g。
所述的多異氰酸酯選自下列中的一種或多種的混合：甲苯二異氰酸酯(TDI-100，TDI-80/20)純度≥99％；二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI-100，MDI-50)純度≥99％；多苯基多次甲基多異氰酸酯(PAPI)，NCO質量分數30.2～32.0％，平均官能度2.6～2.7；4，4’--二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(H12MDI)，純度≥99％。
所述的聚醚胺選自下列中的一種或多種的混合：聚氧化丙烯二胺(牌號D-230，D-400，D-2000，D--4000)伯胺含量≥95％；聚氧化丙烯三胺(牌號T-403，T—3000，T-5000)伯胺含量≥90％；聚四氫呋喃二胺(牌號P-650，P-1000，P-250)。
所述的胺擴鏈劑選自下列中的一種或多種的混合：二乙基甲苯二胺(E-100)、二甲硫基甲苯二胺(E-300)、2，4-二氨基-3，5-二甲硫基氯苯(TX-2)、雙仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200)，N，N，-二烷基苯二胺(Unilink 4100)。
所述的硅烷偶聯(lián)劑選自下列中的一種或多種的混合：γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH--540)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH--550)、γ-(2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH—570)、γ-巰丙基三甲氧基硅烷(KH—580)、γ-巰丙基三乙氧基硅烷(KH—590)。
所述的阻尼填料選自下列中的一種或多種的混合：云母粉(60～800目)、石墨粉(50～500目)、碳酸鈣、硫酸鋇、滑石粉、珍珠粉、氫氧化鋁。
所述的阻燃劑選自下列中的一種或多種的混合：三-(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)、三-(2-氯丙基)磷酸酯(TCPP)、甲基膦酸二甲酯(DMMP)、丙基膦酸二甲酯(DMPP)、磷酸三-(2，3-二溴丙基)酯(TDBPP)、甲基膦酸二甲酯/三氧化二銻復合物(FR-101)、膦系復合阻燃劑(FR-8107)、磷溴系協(xié)同阻燃抑煙劑(FR-808)。
所述的受阻酚功能助劑選自下列中的一種或多種的混合：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(AO-60)；3，9-雙{1，1-二甲基-2[β-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酰氧基]乙基}-2，4，6，8-四氧雜螺環(huán)-(5，5)十一烷(AO-80)有機小分子雜化體。
本發(fā)明還提供一種制備上述艦船噴涂阻燃阻尼涂層的方法，包括下列步驟：
預聚體A組份的制備：
在備有溫度計、攪拌器、真空吸管的三口燒瓶中，加入計量的低聚物多元醇，在溫度100℃～120℃、真空度0.09Mpa下，減壓脫水1.5～2.0小時；取樣測定水分含量，當水分含量小于0.05％時，降溫到60℃，加入計量的多異氰酸酯，于80℃反應2小時，然后脫氣至無氣泡；取樣用二正丁胺法測定異氰酸根含量，當異氰酸根含量達到7％～15％時，將制得的預聚體倒入容器中密封保存?zhèn)溆茫?/p>
交聯(lián)劑混合物B組份的制備：
稱取聚醚胺、低聚物多元醇、胺擴鏈劑加入到備有溫度計、攪拌器、真空吸管的三口燒瓶中，在溫度100℃～120℃，真空度0.09Mpa負壓下脫水1.5～2.0小時；降溫后轉入SFJ—400型研磨分散攪拌機的料缸中，加入硅烷偶聯(lián)劑、阻尼填料、阻燃劑、受阻酚功能助劑，高速分散均勻，制得交聯(lián)劑混合物B組份；
噴涂阻尼涂層的制備：
稱取A、B兩組份分別裝入膠槍的兩個膠管中，采用MIXPAC DM200雙液手動膠槍噴涂制樣。
優(yōu)選的，A、B兩組份質量混合比是1:1.0～3.0。
本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明由于采用快速反應的聚醚胺及胺類擴鏈劑及功能助劑等原材料，合成的預聚體和交聯(lián)劑混合物組份，適用于雙組份高粘度高壓噴涂機噴涂施工作業(yè)。固化速度快，施工方便快捷，彌補了粘貼型及刮涂性阻尼涂料的不足。涂層耐交變溫度、耐疲勞振動，自身損耗因數為1.2。經實船涂裝效果良好。
具體實施方式
實施例1
預聚體A組份的制備：
配料比：
在備有溫度計、攪拌器、真空吸管的1000mL三口燒瓶中，加入400克聚四氫呋喃醚二醇PTMG-2000，在溫度100℃～120℃、真空度0.09Mpa下，減壓脫水1.5～2.0小時。取樣測定水分含量，當水分含量小于0.05％時，降溫到60℃，加入110克甲苯二異氰酸酯TDI-80/20，于80℃反應2小時。取樣用二正丁胺法測定異氰酸根含量，達到理論值7±0.5％時，脫氣至無氣泡，將制得的預聚體倒入容器中密封保存?zhèn)溆谩?/p>
交聯(lián)劑混合物B組份的制備
配料比：
制備工藝：
稱取100克聚四氫呋喃二胺P-1000，50克聚四氫呋喃醚二醇PTMG-1000,胺擴鏈劑25克Unilink 4200，15克TX-2加入到備有溫度計、攪拌器、真空吸管的三口燒瓶中，在溫度100℃～120℃，真空度0.09Mpa負壓下脫水1.5～2.0小時。降溫后轉入SFJ—400型研磨分散攪拌機的料缸中，加入上表中計量的硅烷偶聯(lián)劑KH-570，阻尼填料云母粉、硫酸鋇，阻燃劑FR-8107、FR-808，高速分散均勻，制得交聯(lián)劑混合物B組份。
噴涂阻尼涂層試樣的制備：
稱取A、B兩組份分別裝入膠槍的兩個膠管中，采用MIXPAC DM200雙液手動膠槍噴涂制樣，室溫熟化7天進行性能測試。
其中，A、B兩組份質量混合比是1:1.5。
實施例2
預聚體A組份的制備：
配料比：
在備有溫度計、攪拌器、真空吸管的1000mL三口燒瓶中，加入150克聚四氫呋喃醚二醇PTMG-1000，50克聚氧化丙烯二醇PPG-2000，在溫度100℃～120℃、真空度0.09Mpa下，減壓脫水1.5～2.0小時。取樣測定水分含量，當水分含量小于0.05％時，降溫到60℃，加入150克二苯基甲烷二異氰酸酯MDI-50，于80℃反應2小時。取樣用二正丁胺法測定異氰酸根含量，達到理論值10±0.5％時，脫氣至無氣泡，將制得的預聚體倒入容器中密封保存?zhèn)溆?。交?lián)劑混合物B組份的制備：
配料比：
制備工藝：
稱取100克聚四氫呋喃二胺P-1000，40克聚氧化丙烯二醇voranol 2120，40克Unilink4200、10克二甲硫基甲苯二胺(E-300)胺擴鏈劑加入到備有溫度計、攪拌器、真空吸管的三口燒瓶中，在溫度100℃～120℃，真空度0.09Mpa負壓下脫水1.5～2.0小時。降溫后轉入SFJ—400型研磨分散攪拌機的料缸中，加入上表中計量的硅烷偶聯(lián)劑KH-560,阻尼填料云母粉、石墨粉，阻燃劑FR-8107、FR-808，受阻酚功能助劑AO-80，高速分散均勻，制得交聯(lián)劑混合物B組份。
噴涂阻尼涂層試樣的制備：
稱取A、B兩組份分別裝入膠槍的兩個膠管中，采用MIXPAC DM200雙液手動膠槍噴涂制樣，室溫熟化7天進行性能測試。
其中，A、B兩組份質量混合比是1:2。
實施例3
預聚體A組份的制備：
配料比：
在備有溫度計、攪拌器、真空吸管的1000mL三口燒瓶中，加入250克聚四氫呋喃醚二醇PTMG-2000，在溫度100℃～120℃、真空度0.09Mpa下，減壓脫水1.5～2.0小時。取樣測定水分含量，當水分含量小于0.05％時，降溫到60℃，加入260克二苯基甲烷二異氰酸酯MDI-50，于80℃反應2小時。取樣用二正丁胺法測定異氰酸根含量，達到理論值15±0.5％時，脫氣至無氣泡，將制得的預聚體倒入容器中密封保存?zhèn)溆谩?/p>
交聯(lián)劑混合物B組份的制備：
配料比：
制備工藝：
稱取60克聚氧化丙稀二胺D-2000,40克聚四氫呋喃二胺P-650聚醚胺，25克Unilink 4100及20克二乙基甲苯二胺(E-100)胺擴鏈劑加入到備有溫度計、攪拌器、真空吸管的三口燒瓶中，在溫度100℃～120℃，真空度0.09Mpa負壓下脫水1.5～2.0小時。降溫后轉入SFJ—400型研磨分散攪拌機的料缸中，加入上表中計量的KH-550硅烷偶聯(lián)劑，阻尼填料云母粉、碳酸鈣，阻燃劑FR-101、FR-808，受阻酚功能助劑AO-60，高速分散均勻，制得交聯(lián)劑混合物B組份。
噴涂阻尼涂層試樣的制備：
稱取A、B兩組份分別裝入膠槍的兩個膠管中，采用MIXPAC DM200雙液手動膠槍噴涂制樣，室溫熟化7天進行性能測試。
其中，A、B兩組份質量混合比是1:2.5。
由實施例1#、2#、3#制備的阻燃阻尼涂層材料性能列于表1中：
表1
實施例4
實船噴涂涂裝作業(yè)，將實施例1#，2#，3#中預聚體A組份的配料比放大100倍，用100L不銹鋼反應釜進行放大。按上述制備預聚體A組分的工藝條件制備端異氰酸酯預聚體。
將實施例1#，2#，3#中交聯(lián)劑混合物B組份放大1000倍，用SF-T型液壓升降式高速分散機把經脫水處理的聚醚胺和聚醚醇與其他全部組分進行高速分散均勻，制備B組份。
經放大制備的A、B兩組份用固瑞克公司的GRACO XM-70高粘度雙組份噴涂機進行實船噴涂涂裝作業(yè)。
其工藝條件如下: