[發(fā)明專利]聚合物基輕質(zhì)耐壓浮力材料的制備方法及設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810015375.X
• 申請日: 2008-04-30
• 公開（公告）號: CN101270220A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳先;吳則華;周媛;梁忠旭
• 申請（專利權(quán)）人: 海洋化工研究院
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K7/28;C08K5/09;C08K5/18;C08J3/24;C08K5/54
• 代理公司: 青島聯(lián)智專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 崔濱生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋開發(fā)中使用的能夠提供凈浮力的輕質(zhì)材料，具體地說，是涉及一種制作深海作業(yè)用聚合物基輕質(zhì)耐壓浮力材料的制備方法及設(shè)備。

背景技術(shù)

聚合物基輕質(zhì)耐壓浮力材料是由空心玻璃微球填充到樹脂基體中，再將混合物料填入設(shè)備，通過對樹脂基體進(jìn)行固化處理得到的復(fù)合材料。這種復(fù)合材料較傳統(tǒng)的泡沫塑料具有明顯的優(yōu)點。原因如下：聚合物基輕質(zhì)耐壓浮力材料的泡孔結(jié)構(gòu)由玻璃空心微球中間的空腔提供，而傳統(tǒng)的泡沫塑料的泡沫結(jié)構(gòu)是由物理或化學(xué)發(fā)泡得到。理想的聚合物基輕質(zhì)耐壓浮力材料由于空腔結(jié)構(gòu)全部由硬質(zhì)的玻璃壁作支撐，玻璃壁外充滿著已經(jīng)固化的基體聚合物，因此其抗壓縮強(qiáng)度高，承載壓力時不容易發(fā)生變形，也不易吸水。在海洋技術(shù)開發(fā)中具有廣泛應(yīng)用。

但是，由于玻璃空心微球密度低，而且微球粒徑較小，在將玻璃空心微球填充到樹脂基體的過程中會產(chǎn)生大量的氣泡，又由于微球填充量非常大，這些氣泡很難用常規(guī)的脫泡方法去除。氣泡的大量存在降低了復(fù)合材料的抗壓縮強(qiáng)度，承載壓力時容易發(fā)生變形甚至破裂，造成材料吸水率上升，失去提供凈浮力的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種聚合物基輕質(zhì)耐壓浮力材料的制備方法及設(shè)備，可以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的氣泡含量大并難以去除導(dǎo)致性能較差的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種聚合物基輕質(zhì)耐壓浮力材料的制備方法，其特征在于包括下列步驟：

1)混合攪拌：將聚合物基體材料與空心玻璃微珠按照100∶30～200的比例充分混合，用攪拌器攪拌均勻，所述聚合物基體材料是由100份環(huán)氧樹脂、70～80份酸酐類環(huán)氧樹脂固化劑、0.1～0.3份偶聯(lián)劑和0.4～0.6份分散劑組成聚合物基體材料，或者是100份環(huán)氧樹脂、20～40份芳香胺類環(huán)氧樹脂固化劑、0.1～0.3份偶聯(lián)劑和0.4～0.6份分散劑組成，所述環(huán)氧樹脂為液態(tài)環(huán)氧樹脂或改性環(huán)氧樹脂；

2)加入設(shè)備：將混合好的物料加入到設(shè)備中，封好物料入口和空氣出口，最后將螺母均勻地擰緊；

3)加熱固化：將混合物料連同設(shè)備一起放入烘箱內(nèi)進(jìn)行加熱固化，使用酸酐類環(huán)氧樹脂固化劑時，固化工藝為125～135℃固化2～4個小時，后固化工藝為145～155℃固化2～4個小時；采用芳香胺類環(huán)氧樹脂固化劑時，固化工藝為80～90℃固化2～4個小時85℃固化3個小時，后固化工藝為125～135℃固化2～4個小時；

4)脫模：加熱固化后脫模即得聚合物基輕質(zhì)耐壓浮力材料。

在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征：在步驟2)中的加入設(shè)備過程中，根據(jù)混合物料的粘度值大小采用以下兩種方法：a、混合物料粘度值為10000～100000cps時，打開物料入口開關(guān)及空氣出口開關(guān)，設(shè)備上的固定螺母確定在最大的松弛狀態(tài)，將攪拌好的混合物料通過壓力泵泵入設(shè)備中，設(shè)備內(nèi)的空氣從空氣出口排出，然后封好物料入口和空氣出口，最后將螺母均勻地擰緊；b、混合物料粘度值為100000～250000cps時，打開兩側(cè)的施壓金屬蓋上的緊固螺母，取下施壓金屬蓋，將物料填充到空腔中，填滿后裝好施壓金屬蓋，擰上緊固螺栓，然后封好物料入口和空氣出口，最后將螺母均勻地擰緊。

在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征：所述的液態(tài)環(huán)氧樹脂為在25℃下粘度范圍在2000～20000cps之間的雙酚A型液態(tài)環(huán)氧樹脂、雙酚F型液態(tài)環(huán)氧樹脂、雙酚S型液態(tài)環(huán)氧樹脂中的一種或幾種的混合物；

所述改性環(huán)氧樹脂為帶有三個環(huán)氧基的液態(tài)環(huán)氧樹脂、帶有四個環(huán)氧基的液態(tài)環(huán)氧樹脂中的一種或兩種的混合物；

所述的空心玻璃微珠是直徑在5～300μm之間的不同粒徑空心玻璃球體的混合物，玻璃微珠混合物的表觀密度為0.1g/cm³～0.6g/cm³。

在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征：所述酸酐類環(huán)氧樹脂固化劑為甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐中的一種或兩種的混合物；所述芳香胺類環(huán)氧樹脂固化劑為二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜中的一種或兩種的混合物；所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑；所述分散劑為潤濕分散劑。

在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征：所述硅烷偶聯(lián)劑為KH～550、KH～560、KH～570、KH～792中的一種或幾種的混合物；所述潤濕分散劑為5040、BYK163中的一種或兩種的混合物。