[發(fā)明專利]一種制造高強(qiáng)度固體浮力材料的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210402975.8
• 申請(qǐng)日: 2012-10-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102936395A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉連河;張樹(shù)華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島海洋新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C08L63/00
• 分類號(hào): C08L63/00;C08L63/02;C08K13/04;C08K7/28
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低密度高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)泡沫材料，具體涉及一種制造高強(qiáng)度固體浮力材料的方法。

背景技術(shù)

固體浮力材料目前主要有以下幾種類型：化學(xué)發(fā)泡泡沫材料、共聚物泡沫材料、復(fù)合泡沫材料和合成復(fù)合泡沫材料。美國(guó)于20世紀(jì)60年代開(kāi)始研制固體浮力材料，美國(guó)海軍應(yīng)用科學(xué)實(shí)驗(yàn)室研制的固體浮力材料密度為0.35g/cm³時(shí)壓縮強(qiáng)度為5.5Mpa。固體浮力材料制備方法報(bào)導(dǎo)較多，美國(guó)專利US?4829094、US?4843104、US?4902722、US?4916173、US?4595623、US?6166109報(bào)導(dǎo)了一些采用不同方法制備的固體浮力材料，其中包括化學(xué)發(fā)泡泡沫材料、共聚物泡沫材料、復(fù)合泡沫材料。

中國(guó)專利CN200410030821.6報(bào)道了一種化學(xué)發(fā)泡法制備的固體浮力材料，由芯材和面材組成，該固體浮力材料密度為0.33g/cm³，壓縮強(qiáng)度為5.5Mpa。中國(guó)專利CN200610043524.4報(bào)道了一種深海用可加工固體浮力材料，是一種空心微珠填充環(huán)氧樹(shù)脂制備可加工固體浮力材料的方法。可根據(jù)要求加工成不同形狀的固體浮力材料，該材料可采用車、鋸、刨、鉆等加工方法，制備各種不同形狀的標(biāo)準(zhǔn)模塊，以滿足不同場(chǎng)合的需要。中國(guó)專利CN200710144488.5報(bào)導(dǎo)了一種深水耐壓浮力材料，包括由輕質(zhì)材料制成的球形內(nèi)坯，外表面布設(shè)陶瓷或碳納米管增強(qiáng)的鋁合金或樹(shù)脂基體的復(fù)合材料層，使其在深水環(huán)境下承受更好的靜水壓能力。中國(guó)專利CN201010163843.5報(bào)道了一種超高強(qiáng)度固體浮力材料，由高強(qiáng)度環(huán)氧樹(shù)脂與經(jīng)過(guò)硅烷偶聯(lián)劑活化預(yù)處理的空心玻璃微珠制得，材料密度0.65-0.83g/cm³壓縮強(qiáng)度60-93Mpa。以上專利均未報(bào)導(dǎo)按預(yù)期要求密度制備高強(qiáng)度浮力材料的方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種制造高強(qiáng)度固體浮力材料的方法，所述方法可按預(yù)期設(shè)定的密度，通過(guò)選擇高強(qiáng)度環(huán)氧樹(shù)脂及其固化體系，填充不同的浮力調(diào)節(jié)介質(zhì)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)空心微珠篩選并按其粒徑大小進(jìn)行級(jí)配，使制得的固體浮力材料達(dá)到預(yù)期要求的密度，其密度偏差保持在0.02g/cm³范圍內(nèi)。以解決固體浮力材料密度難于控制重現(xiàn)性差的難題。使固體浮力材料適用于不同的使用場(chǎng)合，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種制造高強(qiáng)度固體浮力材料的方法，所述制備方法利用環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧稀釋劑、硅烷偶聯(lián)劑、經(jīng)過(guò)空心玻璃微珠和空心微球進(jìn)行預(yù)混合，投入捏合機(jī)中捏合15分鐘，加入固化劑繼續(xù)捏合25分鐘，至物料混合均勻，置于一個(gè)模具中，在平板硫化機(jī)內(nèi)熱壓成型，脫模后，經(jīng)過(guò)后固化制得固體浮力材料毛坯，經(jīng)機(jī)加工修整的毛坯粘結(jié)成固體浮力材料塊，具體步驟為：

1)按預(yù)期設(shè)定的密度，對(duì)粒徑20--140u?m的空心玻璃微珠和粒徑為60-325目空心微球進(jìn)行篩選，根據(jù)空心微珠的粒徑進(jìn)行比例搭配，并適量添加大粒徑空心微球進(jìn)行密度調(diào)節(jié)；

2)選擇環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑及合適的環(huán)氧稀釋劑和硅烷偶聯(lián)劑；

3)將級(jí)配的空心微珠及空心微球填充于環(huán)氧體系中，混合均勻置于模具中，用平板硫化機(jī)熱壓成型，脫模經(jīng)后固化制得固體浮力材料毛坯，由毛坯粘結(jié)而成固體浮力材料塊；

所述的環(huán)氧樹(shù)脂包括：雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂(E-51、E-52、E-44)、雙酚S環(huán)氧樹(shù)脂(830S)、脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂(H-71、6201)或雜環(huán)型環(huán)氧樹(shù)脂(TDE-85、712)；

所述的環(huán)氧稀釋劑包括：正丁基縮水甘油醚(BGE)、苯基縮水甘油醚(PGE)、二縮水甘油醚(DGE)、二縮水甘油基苯胺(DGA)或三羥甲基丙烷三縮水甘油醚(TMPGE)；

所述的硅烷偶聯(lián)劑包括：3-(2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH560)、3-氨丙基三甲氧基硅烷(KH550)或r-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)。

固體浮力材料化學(xué)組成如下：環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量份45-29，環(huán)氧稀釋劑的質(zhì)量份11-8，固化劑的質(zhì)量份19-13.5，硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量份3-1.5，浮力調(diào)節(jié)介質(zhì)的質(zhì)量份22-48。

所述的固化劑包括：聚酰胺(300#、400#、650、651)、酸酐(MeTHPA)、芳香族多元胺(DDM、DDS)、脂肪胺(593)或脂環(huán)族多元胺(IPDA)。