[发明专利]深海耐压可加工浮力材料及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及水下潜器用固体浮力材料，具体地指一种深海耐压可加工浮力材料及其生产方法。

背景技术

海洋占地球总面积70％以上，蕴藏着丰富的油、气、矿产和生物资源，是人类进行科学探索的重要领域，也是军事、能源、货物运输的重要通道，国家中长期科学和技术法规划纲要(2006-2020)，把海洋技术列为8大前沿技术之一给予重点部署。海洋深潜技术是国防安全、海洋环境监测和海洋资源开发技术的重要组成部分。近年来，随着海洋技术快速发展，在海洋油气和矿物勘探开发、海洋环境监测、海洋生物资源利用、深海控测等方面，深海耐压浮力材料已经成为发展现代深潜技术的重要组成部分，对提高水下潜器的有效载荷、保证水下潜器所必须的浮力、减小其外型尺寸、提高水下运动性能及安全应用方面有着重要的作用。随着海洋技术的开发和海军大深度潜艇等技术运用的需要，低密度、高强度深海固体浮力材料得到了越来越广泛的应用，其中尤其以可加工型固化材料拥有更宽广的应用领域。

目前国外研制的高抗压、低密度浮力材料主要以环氧树脂为粘结剂，大量填充空心玻璃微珠及添加剂复合成性能优异的轻质浮力材料。美国海军应用科学研究实验室研制的固体浮力材料密度为0.35g/cm³，抗压强度达5.5MPa，而深潜用浮力材料相对密度在0.45～0.48g/cm³之间，可潜水深2000米以上，但因其具有吸水性，且耐压强度低，在用作浮力材料时，外表面需包敷玻璃钢或其它密封材料，不具有可加工性，远远满足不了各类潜器的要求。近年来，国内也开始进行了一些深海耐压可加工浮力材料的研究。专利号为85106037的中国专利介绍了一种浮力材料，是采用电厂废弃的粉煤灰尘中提取的空心漂珠作为填充材料，用环氧树脂作为粘接剂制备而得，材料密度0.6g/cm³，耐压强度6Mpa，此种浮力材料不具有可加工性，且只能潜水深500米。专利号为200410030821.6的中国专利，介绍了一种用化学发泡法制备的固体浮力材料，材料用化学泡沫材料作为芯材，外表包敷阻水层，材料密度小于0.33g/cm3，耐压强度为5.5Mpa，该材料密度小，但其耐压度低，且因外表包敷阻水层而不具有可加工性。专利号为200610043524.4的中国专利介绍了一种以环氧树脂为基体，以玻璃空心微珠为填料搅拌均匀后置于压力固化机中，加压加温，固化一定时间制得材料标准模块，该类材料密度在0.5g/cm³左右，耐压强度约为12.5Mpa，其中密度为0.6g/cm³的材料能应用于5800米深水作业，其综合性能比较优异。但是由于它采用环氧树脂作为基体树脂，而环氧树脂在常温下粘度较大，中高温条件下才有较低粘度，更多的加入空心微珠降低材料的密度，且环氧树脂的多类固化剂体系也需要在中高温条件下才能反应，所以该类材料需要采用中高温条件下制作，甚至部分研究人员为排除气泡等原因还采用高压条件反应，使得生产过程需要特殊的设备进行而且反应时间长，不仅大量增加了工艺难度、大幅提高了生产周期、降低了生产效率，还由于需要高温高压反应容器，使得生产能耗高、工艺维护的成本增高。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种深海耐压可加工浮力材料及其生产方法，该浮力材料具有密度低、耐压强度高、吸水率极低以及具有可加工性等特点，可用于500～7000米深海领域潜器的制造，而且其生产方法工艺简单，成本低廉。

为实现上述目的，本发明所设计的深海耐压可加工浮力材料，它包括以下重量份组分：

乙烯基酯树脂和不饱和聚酯树脂中一种或两种       100；

固化剂                                         1～5；

促进剂                                                    0.5～5；

增韧改性剂                                                3～10；

分散剂                                                    0.5～1；

稀释剂                                                    3～10；

偶联剂                                                    1～5；