[發(fā)明專利]一種雙抗高強(qiáng)度固體浮力材料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410051148.8
• 申請(qǐng)日: 2014-02-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103937155A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐波;曹國(guó)新;臧麗靜;麻穎濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 甘肅康博絲特新材料有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C08L63/00
• 分類號(hào): C08L63/00;C08K13/06;C08K9/06;C08K3/04;C08K7/28;C08K7/24;C08K7/18;C08K3/08
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種抗菌、抗靜電和高強(qiáng)度的固體浮力材料，屬于功能性非金屬?gòu)?fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種雙抗高強(qiáng)度固體浮力材料。

背景技術(shù)

隨著海洋開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展以及深海探索的推進(jìn)，深海固體浮力材料近幾年來(lái)成為國(guó)內(nèi)研究熱點(diǎn)。固體浮力材料的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了金屬結(jié)構(gòu)件難以實(shí)現(xiàn)的功能，在水下深潛器、水下機(jī)器人、海底隧道、海底光纜、石油輸送管道等方面都已經(jīng)得到的應(yīng)用，并能在水下數(shù)千米的深海下安全使用。固體浮力材料主要通過(guò)聚合物或者樹(shù)脂類基體與空心玻璃微珠或者空心陶瓷微珠共混復(fù)合而成。其中主要以環(huán)氧基固體浮力材料為代表，專利CN1018242206A將空心玻璃微珠和環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合固化后得到的超高強(qiáng)浮力材料，可適用于6000～9000米深水環(huán)境；專利CN103013050A同樣通過(guò)空心玻璃微珠和環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合，并通過(guò)模塊拼接構(gòu)成環(huán)氧基的固體浮力材料。

然而當(dāng)固體浮力材料被用于深海作業(yè)、海底隧道、海底光纜、石油輸送管道時(shí)，外層的固體浮力材料不僅受到深海壓強(qiáng)的沖擊，而且不容忽視的海水中微生物的表面附著，同時(shí)深海作業(yè)過(guò)程中，靜電的作用影響不可忽視，尤其在深海輸油管道使用中，外層固體浮力材料防靜電處理顯得更加重要。目前固體浮力材料在增強(qiáng)抗壓等展開(kāi)了很多工作，但主要集中在固化劑選擇，玻璃微珠表面處理，交聯(lián)劑使用等。因此非常有必要對(duì)固體浮力材料進(jìn)行抗菌、抗靜電方面的處理和改進(jìn)?；诩{米銀本身具有很好的抗菌性能，因此我們?cè)诠腆w浮力材料中引入了改性的納米銀粉；石墨本身具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能，通常作為復(fù)合材料導(dǎo)電填料，使得復(fù)合材料具有很好的導(dǎo)電性能，將石墨粉引入到固體浮力材料中，使得固體浮力材料具備一定的導(dǎo)電性能，從而具備抗靜電作用?；诖?，我們將納米銀粉與石墨粉改性處理引入到環(huán)氧基的固體復(fù)合材料中，可以制備出高強(qiáng)度抗菌抗靜電固體浮力材料，尚未見(jiàn)抗菌抗靜電環(huán)氧基固體浮力材料的報(bào)道和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提供一種雙抗高強(qiáng)度固體浮力材料，融合了納米銀粉良好的抗菌性能和石墨優(yōu)異的導(dǎo)電性能，通過(guò)采用液相還原法制備球形納米銀粉，并利用含有巰基和咪唑功能化合物對(duì)球形納米銀粉的表面進(jìn)行改性并應(yīng)用到環(huán)氧基材中制備固體浮力材料，達(dá)到使所制備的固體浮力材料具備抗靜電、抗菌以及高強(qiáng)度的目的。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種雙抗高強(qiáng)度固體浮力材料，其特征在于：以質(zhì)量份計(jì)，該材料的配方組分包括如下原料：環(huán)氧樹(shù)脂100份、石墨粉1～15份、環(huán)氧稀釋劑5～20份、增韌劑2～20份、空心微珠10～80份、球形納米銀粉0.5～10份、固化劑50～80份、催化劑0.1～3份。

所述的環(huán)氧樹(shù)脂為雙酚A類環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、脂肪族環(huán)氧樹(shù)脂或者雜化型環(huán)氧樹(shù)脂中的一種。

所述的增韌劑為環(huán)氧常見(jiàn)增韌劑，可以為橡膠類增韌劑、熱塑性彈性體類增韌劑、低分子聚酰胺以及低分子的非活性增韌劑中的一種或者多種。

所述的固化劑為環(huán)氧配套使用的固化劑，包括堿性胺類固化劑、酸性酸酐類固化劑、脂肪胺類、低分子量聚酰胺類加成型固化劑或者咪唑類固化劑中的一種或者多種。

所述的催化劑為甲基四氫苯酐、甲基六氫苯酐、二乙烯三胺、三乙烯四胺等中的一種或者多種。

所述的空心微珠是抗壓強(qiáng)度為30～125MPa，真實(shí)密度為0.125～0.6g/cm³，粒徑為10～120μm，內(nèi)腔充有氣體或?yàn)檎婵盏目招牟Ａ⒅楹涂招奶沾晌⒅椋涮卣髟谟冢核龅目招奈⒅槭遣捎霉柰榕悸?lián)劑KH560進(jìn)行表面處理后的改性空心微珠。

進(jìn)一步講，所述的空心微珠的表面改性處理的具體實(shí)施步驟為：將空心微珠用30～50%的氫氧化鈉水溶液或30%的過(guò)氧化氫溶液處理，使空心微珠表面羥基化；然后經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥后加入到乙醇溶液中，再加入相當(dāng)于空心微珠質(zhì)量1～5%的硅烷偶聯(lián)劑KH560，通過(guò)硅烷水解反應(yīng)將硅烷偶聯(lián)劑KH560接枝在空心微珠表面上，然后經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得到硅烷偶聯(lián)劑KH560表面處理的空心微珠。

采用硅烷偶聯(lián)劑KH560對(duì)空心微珠進(jìn)行表面改性處理的目的在于：經(jīng)處理的空心微珠可以很好的分散于環(huán)氧基材中，進(jìn)而用于固體浮力材料的填料，可明顯提高空心微珠與環(huán)氧樹(shù)脂間的結(jié)合力。