[发明专利]一种阻燃固体浮力材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及海洋环境用固体浮力材料技术领域，具体涉及一种具有阻燃特性的固体浮力材料的制备方法及该方法制得的可适用于水面至深海环境的阻燃固体浮力材料。

背景技术

随着我国经济的发展，海洋科学、海洋技术水平的不断进步，海洋科研、调查、测量等活动的频率大幅度提高，使得固体浮力材料被大量采用，随之搭载存储固体浮力材料的船舶及仓库等场所的火灾危险性也大大增加。依靠科技水平预防火灾，减少火灾的损失，重要的措施之一就是采用具有阻燃特性的固体浮力材料。阻燃固体浮力材料的使用为有效扑灭初期火灾及减少火灾损失创造了有利条件。

中国专利CN85106037A介绍了一种浮力材料，是用电厂废弃的粉煤灰中提取的空心玻璃微珠作为填充材料，用环氧树脂粘接而成，制得浮力材料。该方法制得的浮力材料不具备阻燃特性。

中国专利CN1261479C介绍了一种用化学发泡法制备的以聚氨酯-环氧树脂硬质泡沫塑料为芯材，环氧树脂、填料、偶联剂及固化剂配成的阻水层为面材的固体浮力材料。该方法制得的浮力材料不具备阻燃特性。

中国专利CN100381500C介绍了一种具有微珠/泡孔复合结构的浮力材料，将粒径为80～120μm的10～80份空心微珠均匀分布在20～90份的闭孔聚氨酯-环氧树脂硬质泡沫中。该方法制得的浮力材料无阻燃特性。

中国专利CN100378166C介绍了一种深海用固体浮力材料及其制备方法，将环氧树脂、增韧改进剂、固化剂、催化剂、分散剂、稀释剂、空心玻璃微珠和偶联剂一起加入捏合机，搅拌均匀放入模具中压实，在压力固化机中制成固体浮力材料。该方法制备的浮力材料也不具备阻燃特性。

在公知技术中，服务海洋的固体浮力材料的都不具备阻燃特性，不能满足阻燃安全方面的需求。发明人经过大量试验，采用改性基体树脂和固化剂制备出阻燃固体浮力材料，该方案尚未见有相关文献披露。

发明内容

本发明的目的为提供一种具有阻燃特性、不损失净浮力、可深海使用并可加工的阻燃固体浮力材料。

本发明的另一目的是提供一种制备上述阻燃固体浮力材料的方法。

为实现本发明的上述发明目的，本发明采用了下述技术方案。

本发明的阻燃固体浮力材料，其含有如下以质量份计的组分：

所述的环氧树脂选用双酚A型环氧树脂或脂环族型环氧树脂中的其中一种。可选用陶氏化学的DER383或者DER332中的一种。

所述的含卤阻燃剂主要用来使环氧树脂具有阻燃特性。可选用十溴二苯醚或四溴双酚A两种中的一种。

所述的无机阻燃剂主要用来使环氧树脂具有阻燃特性。可选用三氧化二锑、卤化物、磷化物、铝酸钙、水合氧化铝、多磷酸铵或硼酸锌等中的一种。

所述的活性阻燃稀释剂是：①为了降低环氧树脂的黏度，提高树脂的流动性，增加空心玻璃微珠的填料量，降低阻燃固体浮力材料的密度；②增加环氧树脂阻燃的性能。可选择二溴甲酚缩水甘油醚、二溴苯基缩水甘油醚中的其中一种或两种。

所述的发泡剂是为了在制备阻燃固体浮力材料过程中经加热分解后能释放出氮气，使其内部形成微小的空腔结构，降低阻燃固体浮力材料密度。发泡剂可选择偶氮二异丁腈。

所述的润湿分散剂用于促进对含卤阻燃剂和无机阻燃剂的润湿及分散。使用润湿分散剂有三个好处：①润湿：取代含卤阻燃剂和无机阻燃剂表面的空气，提高阻燃固体浮力材料的强度；②分散：利用机械能量以高剪切力将含卤阻燃剂和无机阻燃剂聚集体分散为单独粒子，提高阻燃固体浮力材料整体的阻燃性能；③稳定：使已分散的含卤阻燃剂和无机阻燃剂粒子保持分散状态，不出现絮凝现象，提高阻燃固体浮力材料整体的阻燃性能。可选用的润湿分散剂有德国BYK公司生产的BYK-P104。

所述促进剂在于加速固化剂与环氧基的反应，本发明采用的促进剂可选择苄基二甲胺或DMP-30中的其中一种。

所述的固化剂是与阻燃环氧树脂配套的。本发明采用的固化剂是十二烯基琥珀酸酐和甲基四氢邻苯二甲酸酐的复配混合物，并且是以质量比为m(十二烯基琥珀酸酐)∶m(甲基四氢邻苯二甲酸酐)＝4∶1的比例混合的两者的混合物。

所述的空心玻璃微珠是经筛选过的，选择两种不同粒径的微珠配合，使得在相同体积空间里能填充较多的空心玻璃微珠，有效地降低阻燃固体浮力材料的密度，提高材料的刚性、硬度和尺寸稳定性。可选用美国3M公司的空心玻璃微珠或者蚌埠玻璃工业设计研究院的空心玻璃微珠产品。