[发明专利]一种浅水域低密度高强度固体浮力材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种浅水域低密度高强度固体浮力材料及其制备方法。其原料包括环氧树脂100份，固化剂35‑60份，增韧型固化剂10‑20份，催化剂0.5‑2份，偶联剂2‑4份，空心玻璃微珠45‑75份。将上述原料混合后在一定温湿度的环境条件下混合搅拌、揉合，将混合料填入钢制模具，在一定压力和温度范围固化成型得到低密度高强度的固体浮力材料，同时本方法用钢制模具直接成型，原料反应速度缓慢，可操作时间充足，放热量小，膨胀率小，同时降低产品生产成本。

技术领域

本发明涉及固体浮力材料技术领域，尤其是涉及一种浅水域低密度高强度固体浮力材料及其制备方法。

背景技术

近年来，我国海洋技术快速发展，在海洋勘探、检测等方面取得较大进步，海洋资源的探测和开发离不开海洋装备，而海洋装备需要浮力材料提供净浮力，浮力材料的密度和耐压强度的大小直接决定了海洋装备的工作性能和工作深度，低密度高强度浮力材料已经成为发展现代潜水技术的重要组成部分。

目前国内固体浮力材料的主要性能方面相关参数为：密度0.36-0.7g/cm³，耐静水压2-150Mpa，吸水率≤2％。然而，如何降低浮力材料的密度，提高浮力材料的强度越来越受到人们的重视，特别是在浅海环境下，如何降低浮力材料的极限密度也已成为固体浮力材料研制的一个重要发展方向。浅海固体浮力材料应用水深100-1000m，在公知技术中，固体浮力材料密度进一步降低，技术上存在瓶颈。因此，开发一种浅水域低密度高强度固体浮力材料对海洋工程技术具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种浅水域低密度高强度固体浮力材料及其制备方法，该固体浮力材料可根据产品设计要求直接用模具成型，还可以累计叠加成型，从而减少了原料浪费，减少了机械加工，大大降低了生产成本，提高了经济效益。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种浅水域低密度高强度固体浮力材料，包括以下重量份原料：环氧树脂100份，固化剂25-75份，增韧固化剂10-20份，催化剂0.5-2份，偶联剂2-4份，空心玻璃微珠45-75份。

在一种优选的实施方式中，所述环氧树脂为E54环氧树脂。

在一种优选的实施方式中，所述固化剂包括三乙醇胺、聚酰胺、聚醚胺、甲基纳迪克酸酐、马来酸酐、桶油酸酐中的一种或多种。

在一种优选的实施方式中，所述催化剂为DMP-30或DDM环氧树脂固化剂。

在一种优选的实施方式中，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560。

在一种优选的实施方式中，所述空心玻璃微珠的粒径为55-90μm，耐压强度不小于2.07MPa，真实密度为0.15-0.16g/cm³。

制备如前述的浅水域低密度高强度固体浮力材料的方法，包括如下步骤：

(1)将原料预热至20-30℃；

(2)将钢制模具链接成型，内壁刷脱模油贴脱模纸，并将生产操作环境温度调整到20-30℃，湿度≤80％；

(3)按以下顺序加料：先将空心玻璃微珠加入搅拌机内，再将环氧树脂、固化剂、偶联剂、催化剂按顺序加料混合搅拌均匀后加入搅拌机，然后再搅拌8-10分钟；

(4)将搅拌完毕的原料自搅拌机内取出，在工作台面上进行人工揉和，每一团揉合的原料体积在2-3升，柔和时间在4-6分钟，揉成圆柱形放入钢制模具中，压平压实直至填满模具；

(5)将带料模具放入烘箱，并在模具上加3-5mm厚度钢板，同时在钢板上方施加每平方米300-400公斤的压力，60-70℃保温10-12小时，固化后脱去模具，将料块继续加热120℃保温4小时后得所述固体浮力材料。