[發明專利]一種固體浮力材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011222301.0
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112409758A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 王寶柱;溫喜梅;李燦剛;邵春妍
• 申請（專利權）人: 青島愛爾家佳新材料股份有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K9/00;C08K3/04;C08K7/28
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 魏毅宏

本發明提供了一種固體浮力材料及其制備方法和應用，該固體浮力材料包括以下原料：改性環氧樹脂、活性稀釋劑、固化劑、增韌固化劑、空心微珠、偶聯劑；其中，所述改性環氧樹脂包括二聚酸改性環氧樹脂、聚氨酯改性環氧樹脂、酚醛改性環氧樹脂、有機硅改性環氧樹脂、超支化聚合物改性環氧樹脂、聚丙烯酸丁酯改性環氧樹脂中一種或幾種。本發明的固體浮力材料，采用二聚酸改性環氧樹脂等改性環氧樹脂，通過使用改性環氧樹脂可提高樹脂自身強度及韌性，進而提高固體浮力材料的強度及韌性。

技術領域

本發明涉及特種功能材料領域，尤其涉及一種固體浮力材料及其制備方法和應用。

背景技術

隨著陸地資源的日益枯竭，世界各國正在調整自己的海洋政策，加大對于海洋資源的開發與利用。目前，海洋油氣資源領域的海上平臺最大開采深度突破3000m，深海各項技術也在不斷跟進和完善。對深海資源進行勘探開發，主要依賴于水下開采作業裝備的研究和制造。浮力材料能為深海水下作業裝置提供凈浮力，在水下起到浮力補償的作用，是深海開發裝置的重要配置材料。

目前國內研究浮力材料主要采用環氧樹脂或酚醛樹脂體系，僅通過物理添加增強材料提高浮力材料強度及抗沖擊性，增強效果具有局限性。增強材料使用前需要進行表面處理，制備過程復雜，效率低下。另外，浮力材料在實際安裝、使用過程中仍然會收到碰撞而出現破損、開裂等現象。這是由于樹脂本身強度高、韌性差造成的，僅物理添加增強材料可以改善抗沖擊性，不能從本質上解決此問題。

基于目前的浮力材料存在的缺陷，有必要對此進行改進。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種固體浮力材料及其制備方法和應用，以解決現有技術中存在的缺陷。

第一方面，本發明提供了一種固體浮力材料，包括以下重量份原料：

20～50份的改性環氧樹脂、1～10份的活性稀釋劑、20～45份的固化劑、1～10份的增韌固化劑、20～150份的空心微珠、1～5份的偶聯劑；

其中，所述改性環氧樹脂包括二聚酸改性環氧樹脂、聚氨酯改性環氧樹脂、酚醛改性環氧樹脂、有機硅改性環氧樹脂、超支化聚合物改性環氧樹脂、聚丙烯酸丁酯改性環氧樹脂中一種或幾種。

可選的，所述的固體浮力材料，還包括重量份為0.5～2份的改性碳納米管，所述改性碳納米管為端氨基碳納米管。

可選的，所述的固體浮力材料，所述端氨基碳納米管包括單壁端氨基碳納米管和/或多壁端氨基碳納米管，所述端氨基碳納米管的直徑為1～15nm，長度為20～50μm。

可選的，所述的固體浮力材料，所述活性稀釋劑包括丁基縮水甘油醚、卞基縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、亞烷基縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚中一種或幾種；所述固化劑包括甲基四氫苯酐、甲基六氫苯酐、異佛爾酮二胺、間苯二胺、二氨基二苯基砜、三甲基六亞甲基二胺、二乙基三胺中一種或幾種；所述增韌固化劑包括馬來酸酐、鄰苯二甲酸酐、均苯四甲酸酐、苯酮四羧酸二酐中一種或幾種；所述偶聯劑包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4環氧環己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-異氰酸酯丙基三甲氧基硅烷、γ-異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷中一種或幾種。

可選的，所述的固體浮力材料，所述空心微珠為空心玻璃微珠，所述空心玻璃微珠的密度為0.1～0.6g/cm³，壓縮強度為1～70MPa。

第二方面，本發明還提供了一種所述的固體浮力材料的制備方法，包括以下步驟：

將所述空心微珠添加至捏合機中，混合，備用；

將所述改性環氧樹脂、所述活性稀釋劑、所述偶聯劑、任選的所述改性碳

納米管置于分散機中分散，然后轉移至砂磨機中研磨，再加入所述固化劑、所述增韌固化劑，再轉移至分散機中分散得到混合物；