[發明專利]一種耐高溫漂珠/莫來石固體浮力材料的制備方法

在審

• 申請號: 201711004193.8
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN109694240A
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 劉家臣;任素娥;郭安然;陶鑫;咸良
• 申請（專利權）人: 天津大學（青島）海洋工程研究院有限公司
• 主分類號: C04B35/185
• 分類號: C04B35/185;C04B38/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種耐高溫漂珠/莫來石固體浮力材料制備方法，包括：漂珠的預處理、預混液的制備、漂珠/莫來石漿料的制備、漂珠/莫來石浮力材料的制備；該材料具有較高的抗壓強度、較好的耐溫性和較高的高溫壓縮強度，工藝簡單，實驗易操作，所制備的材料具有較高的常溫壓縮強度和高溫壓縮強度，為潛在需求于深海提供了可能。

技術領域

本發明屬于結構材料制備技術領域，特別涉及一種耐高溫漂珠/莫來石固體浮力材料的制備方法。

背景技術

隨著經濟的不斷發展，人類對自然資源不斷過度開發，陸地資源作為世界上分布最廣、數量最大的資源，已經遠遠不能滿足人類日益增長的物質需求。海洋作為人類已經或將來重點探索的一個方向，蘊藏著豐富礦產資源，海洋資源和能源資源，為世界的長遠發展提供了一個可靠的物質保證，建設和發展海洋成為當今社會發展的必然趨勢。目前，深海開發主要以深潛技術為基礎，利用深海潛水器可以在深海領域進行觀察、測量、取樣、安裝必要的儀器等進行水下作業。在人類無法到達深海中，各種探測活動則要靠水下機器人輔助來完成。從目前情況來看，深海潛水器，特別是深海載人潛水器，是海洋開發的重點。

在探索的過程中，人類也要面臨著巨大的困難和挑戰，除了要受到來自于深海中巨大的壓力外，即每增加100m的深度，物體受到的壓強就會增加約10個大氣壓，即1MPa。此外，材料性能還可能會受到特殊環境的影響。像魚雷、反艦導彈等在深海中發射導彈時，往往會要面臨極高的溫度，該溫度往往在幾十度到幾百度甚至上千度的范圍內。為了應對由外界環境的變化所引起材料的性能的變化，該浮力材料應具有良好的耐溫性。基于上述問題，制備具有較高耐溫性的固體浮力材料成為當今社會的研究重點。

發明內容

針對現階段固體浮力材料耐溫性較差的問題，特別是針對可用于深海耐高溫固體浮力材料的需求，本發明制備了具有良好耐高溫性的一種漂珠/莫來石固體浮力材料，該材料除了具有較高抗壓強度的特點，還具有良好的耐高溫性，材料的制備方法工藝簡單，實驗易操作，實驗過程中無污染物產生等特點。

一種耐高溫漂珠/莫來石固體浮力材料的制備方法，主要步驟如下：

(1)漂珠的預處理：

稱取原料，將一定量的漂珠放入到蒸餾水中，攪拌，靜置5~10min后，將上層的漂珠取出，置于表面皿中，于90~110℃的電熱鼓風干燥箱中烘干，備用；

(2)預混液的制備：

以蒸餾水為溶劑，丙烯酰胺和N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺分別為單體和交聯劑，按照一定的配比來制備預混液；

(3)漂珠/莫來石漿料的制備：

基體莫來石來自原料高嶺土的相轉變，將一定量的高嶺土加入到(2)中，經球磨機球磨一定時間后，得到含有高嶺土的混合液，然后將漂珠加入到混合液中，混合均后備用；

(4) 漂珠/莫來石浮力材料的制備：

向(3)中的混合漿料中加入一定量的過硫酸銨，不斷攪拌，然后將漿料倒入到模具中并不斷振蕩，將模具置于40~50℃烘箱中，待成型脫模后得到半干的坯體，經一定溫度干燥和燒結后，得到了漂珠/莫來石固體浮力材料。

所述漂珠的粒徑分布為80~200目。

所述漿料的固相含量為0~50 wt.%。

所述高嶺土與預混液的質量比為1:1~3:1。

所述預混液中蒸餾水:丙烯酰胺:N’N亞甲基雙丙烯酰胺三者之間的配比為(80~110) ml:(15~25) g:(1~3) g。

所述每90~100ml漿料加入1.5~2g的檸檬酸。

所述過硫酸銨的濃度為5~10 wt.%，加入量為每100ml加入1~3ml。