一、封堵材料概况
密封材料按主要成分可分为硅酮橡胶类、聚氨酯类、聚硫类等，按硫化方法可分为湿空气硫化型密封材料（包括单组分的聚氨酯、硅橡胶、聚硫橡胶等）、化学硫化型密封材料（包括双组份的硅橡胶、聚硫橡胶、氯丁橡胶）等，按施工后性能分为固化型和非固化型，固化型又分为刚性和柔性。密封材料种类丰富，但是适用于船舶应用的仍需认真筛选。
已知船舶使用的密封材料采用上世纪技术，通过将双组份树脂材料混合，工艺复杂，黏度大，施工时间难以把握、手粘过程的柔软性不佳，成型效果差且难以修复，密度偏高，的1.7g/cm3以上，在船舶使用过程中，结构变形易引发封堵材料变形开裂，也无法适用船上复杂高温、高湿、油气混合的环境，材料在研制时仍采用20世纪70年代标准规范，各项性能远低于当前材料平均水平，甚至无隔声量数据。
二、国内外调研情况
1. 高铁封堵材料
通过大国重器调研中车唐山公司，了解到高铁使用的开孔封堵材料为瑞士进口技术系列密封胶，该材料已经实现国产化，广泛应用在高铁、城际列车、轨道交通、奔驰宝马等车辆，此密封胶为单组分，主要材料是改性聚氨酯，使用便利。采用国际统一标准生产，性能指标体系健全，所有指标均优于前期产品，隔声量、伸缩率、阻燃性较为突出，由于已实现大规模生产，经济适用性较好。
2. 核电站封堵材料
核电站、石油、化工厂房和通信基站对封堵材料的要求较高，普遍使用双组份防火硅酮橡胶，使用前按配比充分搅拌，搭配工装器具加以定型，适用于大面积平台施工，施工后成型效果可修复，该材料的耐辐照性能尤为突出，长效寿命周期达40年以上，因而价格较高。
3. 民用船舶封堵材料
民用船舶对材料性能经济性要求较高，为满足大规模施工，确保施工简单、性价比高，其采用防火硅橡胶，固化时间很短，拉伸性能、粘结性能突出，短时间内可完成舱内数十个开孔的封堵工作，但是缺点较为明显，没有考虑防火、毒性的要求，由于双组份需要配比，工艺方面同样要搭配工装固型安装。
三、调研材料的主要性能对比
根据使用需求，对材料的外观、主体材料、密度、抗下垂性、工作温度、表干时间、邵氏硬度、拉伸强度、剪切强度、断裂伸长率、阻燃性、耐油性、耐辐照、毒性、隔声性和长效使用性等二十多种特性进行对比，由于三类材料，每一类有多种型号，这里我们只选取通用性很强的一般性材料，即使这样，其特性仍然很多，文章里不能一一列举，仅挑选重要特性说明如下。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
三种材料的密度均为1.2g/cm左右，较原比对材料下降
25%，这对于船舶大面积使用来说，减重效果显著；材料工作温度在零下50℃至200℃，适用于世界大部分海区；其优良的力学性能也适用于船舶使用过程中的结构变形，阻燃性达到A级，有利于与金属隔火板形成完整的防火分隔；材料的表干时间最低只有20~30min，既保证了施工期间材料不会完全固化，也减少了材料在施工后保护、固化的后续工作；隔声性将在下面工艺试验后进行介绍，特别是权威机构测试的隔声指标，由于测试单位意见，只公布其平均值；长效性特别是防火硅橡胶的长效性可以达到50-80年，这意味着将与船舶使用寿命基本一致，这在以前是很难想象的。
该三类材料不仅拥有较好的理化性能，还具备比较成熟的工艺性能，而且还具备优良的无毒环保性能，这符合现代材料的发展需求，能够为船员提供安全舒适的工作生活环境。
综合来看：
1. 已用材料在应用之初更多的解决了材料有无问题，各项性能指标不突出，而且工艺性、美观性参数考虑较少；
2. 所有材料均不是为船舶隔舱密封功能设计，基本上都是通用材料，因而部分指标缺失，需要补充试验考核数据；
3. 调研材料各方面性能普遍较原有材料有较大提升。
四、工艺试验
针对三种材料，分别开展工艺试验，研究其工艺性能，并制作1：1样板间测试其隔声指标。
1. 瑞士进口密封胶
密封胶为单组分，每支1公斤，包装简单，可以节约用量，施工前需采用方形木板或纸板将施工周围包裹好，防止密封胶外泄，减少清理困难，之后直接整管挤入，轻松便捷，单人即可独立完成操作，对于个别开孔狭小、复杂区域，可制作简易木质工装即可填充，试验验证后，主体材料施工会产生气孔、边缘漏涂等缺陷，待材料表干成型后，可用刮刀或刮板沿围栏边缘清除余胶，确保周围光顺。待房间施工后材料自然固化，隔声量达30dB。
2. 防火硅酮橡胶
该材料为双组份，AB组份每桶20kg，使用前按比例配制，混合后稠度不大，施工前由材料生产厂提供专用工装，将待施工部位加以定型，预留开口灌入，双组份反应时间较短，固化后自然成型，表面平整光滑，材料修复返工较为简单，易清理，待房间施工后材料自然固化，隔声量达30dB。
3. 防火硅橡胶
此材料为双组份，包装、工艺与防火硅酮橡胶类似，同样需要预留开口灌入，固化时间较短，待房间施工后材料自然固化，隔声量达27dB。
五、结论
经过验证，三种材料的工艺性能较前期产品改进较大，外观质量有明显提高，噪声指标（隔声量）实现了大幅度突破，均在27dB以上，最高超过30dB，意味着该材料的应用将有利于解决住舱独立空间的隔音问题。
后续还有大量工作需要开展，以上材料各有优缺点，既有互补，又有关联，此文只能说明材料的工艺声学性能，其他性能还需要进一步摸索，才能够掌握。
同时，我们也要看到上述材料均非为船舶专门研发，属于跨行业的通用材料，离上船应用还有一定的距离，这也反应出船舶用材料的局限性，深入研究船舶材料的体系建设，要以船舶装备为着眼点，通过引进、吸收、研发、扩展，进口建立完整、先进的船舶配套体系尤为重要。
六、结束语
对于船舶来说，隔舱密封材料一直以来困扰着船舶设计建造的防火分隔划分、使用过程中长期航行的生活质量，隔舱密封材料对于海上安全性、舒适性有重要的意义。通过开展有针对性的综合研究，一定能够达到隔舱密封的良好效果。
论文作者:石崇1 刘洪顺2 唐怡2
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/5
标签：材料论文; 船舶论文; 性能论文; 隔舱论文; 工艺论文; 隔声论文; 橡胶论文; 《中国西部科技》2019年第6期论文;