[发明专利]一种水声吸声聚合物复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种水声吸声聚合物复合材料的制备方法，属于船舶技术领域。本发明通过添加改性纳米氧化锌和丙三醇，制备水声吸声聚合物复合材料，纳米氧化锌经过乙烯基三乙氧基硅的改性，表面含有大量的羟基，加入含有羟基的丙三醇和改性纳米氧化锌，并使其均匀地分散在基体中，聚合物大分子的极性官能团能与丙三醇和纳米氧化锌表面的羟基形成一种贯穿基体的氢键网络结构，氢键网络结构易在外力场和温度场的作用下被破坏和再形成，从而吸收大量的能量，产生很高的力学损耗，可以有效吸收声波中的能量，提高材料的水声吸声效果。

技术领域

本发明涉及一种水声吸声聚合物复合材料的制备方法，属于船舶技术领域。

背景技术

潜艇是一种既能在水面又能在水下一定深度航行并进行战斗活动的舰艇。潜艇依靠在主压载水舱中注水和排水来实现下潜和上浮。在水下航行时，只有声呐设备能够探测到它。

潜艇作为一种海战兵力，以其独特的隐蔽性和突击力强、机动性大、自持力久等特点，使其具备了不依赖空中支援、远离基地、单艇或多艇作战以及与海军其它兵力协同作战、执行多种战斗任务的能力，并在两次世界大战中取得赫赫战果，显示出了强大的威力，引起了世界各国的重视。

潜艇是二十世纪各军事强国海军重点发展的水下威慑力量，潜艇在水下活动，

以海水作掩护，侦察飞机、侦察卫星都难以发现它的行踪。但是，潜艇航行时发

动机和螺旋桨发出的声音，庞大身躯对声波的反射，使潜艇很容易成为声呐捕捉

的目标。

潜艇声隐身就是通过系统地应用多种技术来控制潜艇声场，改变潜艇声目标特性，并通过水声对抗来降低对方声呐探测设备的发现概率和距离，降低对方声呐自导的水中兵器攻击力，同时也提高了本艇对目标的发现、跟踪和打击力。为了提高潜艇的生存能力，各海军大国十分重视潜艇隐身技术的发展。为此，各国海军都在为减振与消声采取各种措施，特别是美国和前苏联都投入大量人力和资金从事这方面的研究工作。现在所出现的安静型潜艇，主要是通过在潜艇表面敷设消声覆盖层达到隐身的目的，这必将成为二十一世纪现代先进潜艇的发展方向。

水下消声覆盖层是在潜艇表面敷设的特殊消声材料，它的工作机理为：一方面，通过艇体覆盖层表面与水的声阻抗匹配，使得声呐声波在覆盖层表面的反射减少，并在其中发生能量耗损，减少了声呐回波，从而达到缩短敌方主动声呐探测距离的目的；另一方面，通过隔声作用、阻尼作用和覆盖层中其它耗能结构作用，覆盖层材料可以减少潜艇自身噪声的向外传播，防止潜艇被被动声呐探测到，因此能够真正实现潜艇安静化。

从各国潜艇的实例可以发现，水下消声覆盖层吸声、隔声性能的优劣直接影响着海军战斗力。随着对潜艇的侦察和攻击技术的提高，各军事大国均倾注大量的科研力量不断降低潜艇的噪声，使潜艇的噪声水平降至海洋环境噪声级。美国和俄国，不断采取新的技术和手段，每年以1.5dB的速度，降低潜艇的辐射噪声。2005年正式服役的美国“海狼”级攻击型核潜艇，采用声隐身技术，其噪声降到了120分贝以下，这一量级只相当于三级海洋噪声背景噪声。

我国消声瓦的研究起步较晚，从“八五”期间开始橡胶型和浇铸型消声瓦的研究。目前我国潜艇上所使用的消声覆盖层主要是以丁苯橡胶和氯丁橡胶为基体的各种消声瓦。尽管消声瓦的技术已日渐成熟，应用也日趋普遍，但在使用过程中仍存在以下问题：

（1）吸声性能仍有待进一步提高。

由于所选用的橡胶极性差，橡胶与艇体之间的粘结性较差，消声瓦极易

脱落。俄、美、英、法等国的消声瓦在使用过程中都不同程度地出现过脱落现象，

在艇体曲率变化较大的部位（如艇首、艇尾、舵板、围壳等部位）脱落问题尤为

严重。

在艇体曲率变化较大的部位施工比较困难。