CN109251483A - 一种可浇注型固体浮力材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可浇注型固体浮力材料的制备方法，属于固体浮力材料领域。本发明包括：步骤一：将环氧树脂、固化剂、催化剂、触变剂、硅烷偶联剂、消泡剂加入到高速搅拌釜中，搅拌10min；步骤二：混合均匀后，分5～10批次加入轻质填料，使用高速搅拌，搅拌均匀后真空除泡，除泡后浇注于填充部位，室温固化成型。本发明针对传统固体浮力材料应用范围的限制，制备了一种具有良好流动性、浸润性的可浇注填充的浮力材料，此材料在浇注于应用部位后，无需外部加热，在常温条件下固化。该方法制备的浮力材料，密度低、强度高、吸水率低，在固化前流动性、浸润性好，工艺简单，适用于一些开放和半封闭部位的填充。

Description

一种可浇注型固体浮力材料的制备方法

技术领域

本发明属于固体浮力材料领域，具体涉及一种可浇注型固体浮力材料的制备方法。

背景技术

深海蕴含着丰富的矿藏和生物资源，深海勘探开发已成为21世纪海洋科技发展的重要前沿和关注的重点。深海海洋开发离不开深海装备，对于深海装备来讲，作为浮力补偿用的高强度环氧基固体浮力材料是最重要的通用性材料之一。浮力材料的耐高压、低密度和低吸水性是目前深海技术的关键。目前传统固体浮力材料制备方法为：基体树脂与轻质填料混合后，倒入模具中，加热固化，在浮力材料固化后脱模，形成浮力块。再根据实际应用情况，加工或拼接成相应形状。这种应用方式，难以实现对某些海洋装备复杂结构的填充，大大限制了固体浮力材料的应用。

发明内容

本发明的目的在于，制备一种可浇注填充的浮力填充材料，材料具有较好流动性和填充性，可实现在海洋装备复杂结构的填充，填充后室温固化成型。这大大扩展了固体浮力材料的应用范围。

本发明的目的是这样实现的：

一种可浇注型固体浮力材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤一：将环氧树脂、固化剂、催化剂、触变剂、硅烷偶联剂、消泡剂加入到高速搅拌釜中，搅拌10min；所述的环氧树脂包括：双酚A型环氧树脂、双酚F环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、TDE-85环氧树脂中的一种或几种，合计质量数为100份；所述的固化剂为常温固化剂与中温固化剂中的一种或几种进行复配，常温固化剂包括：聚酰胺、小分子量脂肪胺、脂环胺、酚醛胺、腰果酚醛胺、低分子量聚醚胺中的一种或几种，中温固化剂包括：高分子量聚醚胺、间苯二胺、高分子量脂肪胺中的一种或几种，合计固化剂质量数为10～80份；所述的活性稀释剂包括：692、512、PGE、AGE中的一种或几种，合计稀释剂质量数为0.5～10份；所述的催化剂包括：DMP-30、壬基酚中的一种或几种，合计催化剂质量数为1～5份；所述的触变剂包括：气象二氧化硅、聚酰胺蜡、膨润土的一种或几种，合计触变剂质量数为1～20份；所述的硅烷偶联剂包括：KH550、KH560、KH570中的一种或几种，合计用量为0.5～2份；所述的消泡剂包括：BYKA-530、BYK-A525、KS-603、M5600中的一种或几种，合计用量为0.5～2份；

步骤二：混合均匀后，分5～10批次加入轻质填料，使用高速搅拌，搅拌均匀后真空除泡，除泡后浇注于填充部位，室温固化成型；所述的轻质填料包括：空心玻璃微球，密度为0.125g/cm³～0.60g/cm³，聚合物微球0.025g/cm³～0.20g/cm³中的一种或几种，合计用量为10～100份；浇注材料真空除泡后直接浇注于应用部位，不需要进行加热，在应用部位直接室温固化。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明针对传统固体浮力材料应用范围的限制，制备了一种具有良好流动性、浸润性的可浇注填充的浮力材料，此材料在浇注于应用部位后，无需外部加热，在常温条件下固化。该方法制备的浮力材料，密度低、强度高、吸水率低，在固化前流动性、浸润性好，工艺简单，适用于一些开放和半封闭部位的填充。

本发明的浇注型浮力材料，需加热固化，可以在使用现场进行浇注施工固化成型，工艺适应性强，无需进行加热固化成型及后续加工安装等程序。这不仅提升了浮力材料施工及安装效率，也大大提升了浮力材料使用可靠性，避免配套粘接剂的使用，减少工艺环节。

具体实施方式

下面对本发明作出详细说明：

具体实施例一：

称取环氧树脂13kg，固化剂10kg，活性稀释剂1kg，催化剂0.1kg，消泡剂0.1kg，触变剂0.1kg，轻质填料6.6kg，于反应釜中混合，高速搅拌20min后，真空脱泡，保持真空度-0.1MPa，脱泡10min后倒入某船出入口围栏构件中，室温12h后完全固化。

具体实施例二：

称取环氧树脂10kg，固化剂9kg，活性稀释剂1kg，催化剂0.1kg，消泡剂0.1kg，触变剂0.1kg，轻质填料5.9kg，于反应釜中混合，高速搅拌20min后，真空脱泡，保持真空度-0.1MPa，脱泡10min后倒入某船用环肋构件中，分10次进行浇注，每次室温固化12h。

浇注型浮力材料的技术参数如下表所示。

表1浇注型浮力材料技术参数

具体实施例三：

本发明公开了一种可浇注型室温固化固体浮力材料的制备方法，可以在使用部位浇注室温固化成型。解决了现有固体浮力材料制备工艺复杂(需要在模具中成型、加热后固化、脱模、加工等)、难以填充复杂结构的缺点。该材料包括以下重量组分：环氧树脂的一种或几种100份；固化剂的一种或几种10～80份；活性稀释剂一种或几种5～20份；催化剂一种或几种1～5份；触变剂一种或几种0.5～10；硅烷偶联剂一种或几种1～5；轻质填料一种或几种20～200份。该材料的制备方法包括：树脂混合、助剂添加、轻质填料添加、浇注材料真空除泡、浇注到填充部位，固化。实践证明，该方法制备的浮力材料：具有密度可控、吸水率低、可填充传统固体浮力材料无法填充的密闭结构，可应用于0～5000米深海潜器、海洋装备的制造，而且生产方法简单、成本低廉。

(1)本发明的可浇注型固体浮力材料的制备方法，步骤如下：

将环氧树脂、固化剂、催化剂、触变剂、硅烷偶联剂加入高速搅拌釜中，进行高速分散，搅拌均匀后。分5～10批次加入轻质填料，使用高速分散机分散。将分散均匀的浇注料倒入真空除泡桶中，打开真空泵，真空除泡桶中真空度达到-0.1MPa，保持5～10min，关闭真空泵待用。

a.上述所述的环氧树脂包括：双酚A型环氧树脂、双酚F环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、TDE-85环氧树脂中的一种或几种，合计质量数为100份。

b.上述所述的固化剂包括：固化剂为常温固化剂与中温固化剂中的一种或几种进行复配，常温固化剂包括：聚酰胺、小分子量脂肪胺、脂环胺、酚醛胺、腰果酚醛胺、低分子量聚醚胺中的一种或几种。中温固化剂包括：高分子量聚醚胺、间苯二胺、高分子量脂肪胺中的一种或几种。合计固化剂质量数为10～80份。

c.上述所述的活性稀释剂包括：692、512、PGE、AGE中的一种或几种。合计稀释剂质量数为0.5～10份。

d.上述所述的催化剂包括：催化剂包括：DMP-30、壬基酚中的一种或几种。合计催化剂质量数为1～5份。

e.上述所述的触变剂包括：触变剂包括:气象二氧化硅、聚酰胺蜡、膨润土的一种或几种。合计触变剂质量数为1～20份。

f.上述所述的硅烷偶联剂包括：硅烷偶联剂包括：KH550、KH560、KH570中的一种或几种。合计用量为0.5～2份。

g.上述所述的消泡剂包括：消泡剂包括：BYKA-530、BYK-A525、KS-603、M5600中的一种或几种。合计用量为0.5～2份。

h.上述所述的轻质填料包括：轻质填料包括：空心玻璃微球，密度为0.125g/cm³～0.60g/cm³，聚合物微球0.025g/cm³～0.20g/cm³中的一种或几种。合计用量为10～100份。

(2)本发明可浇注型固体浮力材料的使用工艺方法，步骤如下：

a.将所需填充部位进行表面处理，如钢板表面需要进行除锈处理，复材表面需要拉毛处理，处理后使用二甲苯清洗，晾干；

b.根据所需填充部位整体尺寸，分次将浇注型浮力材料浇注于填充部位内部，浇注时间间隔为12h～24h；

c.根据填充此部位尺寸，每次浇注厚度可控制为50mm～25mm；

d.整个浇注过程不需要加热，材料完全是在室温条件下进行。

Claims (1)

1.一种可浇注型固体浮力材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤一：将环氧树脂、固化剂、催化剂、触变剂、硅烷偶联剂、消泡剂加入到高速搅拌釜中，搅拌10min；所述的环氧树脂包括：双酚A型环氧树脂、双酚F环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、TDE-85环氧树脂中的一种或几种，合计质量数为100份；所述的固化剂为常温固化剂与中温固化剂中的一种或几种进行复配，常温固化剂包括：聚酰胺、小分子量脂肪胺、脂环胺、酚醛胺、腰果酚醛胺、低分子量聚醚胺中的一种或几种，中温固化剂包括：高分子量聚醚胺、间苯二胺、高分子量脂肪胺中的一种或几种，合计固化剂质量数为10～80份；所述的活性稀释剂包括：692、512、PGE、AGE中的一种或几种，合计稀释剂质量数为0.5～10份；所述的催化剂包括：DMP-30、壬基酚中的一种或几种，合计催化剂质量数为1～5份；所述的触变剂包括：气象二氧化硅、聚酰胺蜡、膨润土的一种或几种，合计触变剂质量数为1～20份；所述的硅烷偶联剂包括：KH550、KH560、KH570中的一种或几种，合计用量为0.5～2份；所述的消泡剂包括：BYKA-530、BYK-A525、KS-603、M5600中的一种或几种，合计用量为0.5～2份；

步骤二：混合均匀后，分5～10批次加入轻质填料，使用高速搅拌，搅拌均匀后真空除泡，除泡后浇注于填充部位，室温固化成型；所述的轻质填料包括：空心玻璃微球，密度为0.125g/cm³～0.60g/cm³，聚合物微球0.025g/cm³～0.20g/cm³中的一种或几种，合计用量为10～100份；浇注材料真空除泡后直接浇注于应用部位，不需要进行加热，在应用部位直接室温固化。