專利名稱：一種浮體材料及其制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種浮體材料，尤其涉及一種用于海洋底層觀測(cè)平臺(tái)的浮體材料及其 制造工藝。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代軍事工業(yè)和民用工業(yè)的發(fā)展，對(duì)海底世界和深海的探索也越來(lái)越多，人 們需要深海下能給水下探測(cè)設(shè)備提供支撐的浮力平臺(tái)。傳統(tǒng)的浮力材料一般使用封裝的低密度液體如汽油、氨、硅油等、泡沫塑料、泡沫 玻璃、泡沫鋁、金屬鏗、木材和聚烯烴材料等。封裝的低密度液體易漏，容易污染海域；泡沫 塑料、泡沫玻璃、泡沫鋁和木材等吸水較大，長(zhǎng)期浸泡在海水中，易發(fā)生失效，另外該類材料 的模量、強(qiáng)度較小，不滿足深海使用；金屬鏗的強(qiáng)度和模量能滿足深海下使用，但是其與水 會(huì)反應(yīng)，且價(jià)格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種用于海洋底層觀測(cè)平臺(tái)的浮體材料及其制造工 藝，采用該浮體材料的觀測(cè)平臺(tái)可以長(zhǎng)期浸泡在海水使用。本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題的一種浮體材料，包括雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、改性丁脂膠乳、空心玻璃微珠、聚醚胺、 縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、硅烷偶聯(lián)劑、聚乙烯醇纖維，其各組份重量配比如
下作為優(yōu)選，所述硅烷偶聯(lián)劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉或硅烷基復(fù)合 材料。上述浮體材料的制造工藝，包括以下步驟1)將雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂放入干燥箱內(nèi)，升溫至50V 60°C，烘6小時(shí) 8小時(shí)，待 用；2)將空心玻璃微珠、硅烷偶聯(lián)劑和丙酮溶劑放入攪拌釜內(nèi)，攪拌均勻后，抽取溶 劑，干燥后得到處理好的空心玻璃微珠。3)將縮水甘油醚氧內(nèi)基三甲氧基硅烷、改性丁腈膠乳、聚乙烯醇纖維和處理 好的玻璃微珠中的72%-84%,依次加入烘好的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂中，攪拌均勻，制成A組 分。4)將剩余的處理好的玻璃微珠加入聚醚胺中，攪拌均勻，制成B組分。5)將A組分、B組分投入攪拌釜內(nèi)，攪拌均勻后，澆入帶恒溫裝置的模具中，澆注成型。其各種組分的作用其有益效果如下1、縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷型環(huán)氧樹(shù)脂固化收縮率低，固化劑作用下 發(fā)生交聯(lián)聚合反應(yīng)生成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的大分子，分子本身有一定的內(nèi)聚力。固化后的環(huán)氧 樹(shù)脂穩(wěn)定性好，固化后的環(huán)氧樹(shù)脂主鏈?zhǔn)敲焰I和苯環(huán)，三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)致密又封閉，因此它既 耐酸又耐堿，耐腐蝕性能優(yōu)于酚醛樹(shù)脂和聚酷樹(shù)脂?？梢蚤L(zhǎng)期在海水中使用，材料不受破 壞。固化后的環(huán)氧樹(shù)脂吸水率低，不再具有活性基團(tuán)和游離的離子，因此具有優(yōu)異的電絕緣 性。固化后的環(huán)氧樹(shù)脂具有很強(qiáng)的內(nèi)聚力，而分子結(jié)構(gòu)致密，所以它的機(jī)械強(qiáng)度高。環(huán)氧樹(shù) 脂還具有良好的加工性能。2、空心玻璃微珠是一種新型的輕質(zhì)非金屬多功能材料，它的直徑在數(shù)微米和數(shù)百 微米之間，外觀為灰白或灰色，松散，流動(dòng)性好。由于球形是自然界中相同體積下表面積最小的形狀，所以這一基本特性使空心玻 璃微珠具有許多其它輕技填料無(wú)法比擬的物理和化學(xué)性質(zhì)它具有抗壓強(qiáng)度高、熔點(diǎn)高、電 阻率高、熱傳導(dǎo)系數(shù)和熱收縮系數(shù)小等特點(diǎn)。空心玻璃微珠作為一種新型的填充材料，有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)1)空心玻璃微珠密 度較小，作為填料可以顯著降低材料的密度。2)空心玻璃微珠形狀光滑圓整，具有等向性， 無(wú)尖銳邊角，因此沒(méi)有應(yīng)力高度集中現(xiàn)象，可以有效防止應(yīng)力開(kāi)裂。3)與其它形狀的填料相 比，球形微珠比表面積最小，這意味著提高填料量，體系粘度的變化由于玻璃微珠圓滑又具 有相當(dāng)大的抗壓碎性能，故固化反應(yīng)體系的粘度不會(huì)很大，對(duì)捏合機(jī)、模具成型機(jī)的磨損很 小，在流道和模具內(nèi)的流動(dòng)性好。3)空心玻璃微珠的膨脹系數(shù)小，在樹(shù)脂中分散性好，且各 向同性，因此可以有效地減少制品收縮，防止因殘余應(yīng)變所造成的制品彎曲、翹曲變形等， 所以其制品尺寸穩(wěn)定性高。4)熱穩(wěn)定性好，阻燃，熱分解溫度大于，不易變形，作為聚合物填 充材料，可提高聚合物的阻燃特性。5)具有耐酸堿、抗輻射性能6)玻璃微珠還能吸收紫外 線，提高制品的光穩(wěn)定性和光反射性。3、PVA纖維(高強(qiáng)高彈性模量聚乙烯醇纖維)是一種采用纖維制作設(shè)備、用優(yōu)質(zhì) 合成樹(shù)脂原料制成的高分子材料，其具有很好的強(qiáng)度、分散性和與環(huán)氧樹(shù)脂基體的粘結(jié)性。 PVA纖維能起到抑制環(huán)氧樹(shù)脂開(kāi)裂，達(dá)到改善浮體材料沖擊韌性的目的。且PVA纖維具有分散性好、直徑小、耐久性高、握裹力強(qiáng)、環(huán)保安全等特點(diǎn)。綜上所述，本發(fā)明的浮體材料具有高強(qiáng)度、耐沖擊、低密度、低吸水和耐環(huán)境老化 等優(yōu)點(diǎn)，成型工藝好，可廣泛用于制作各種水中設(shè)備的承力浮體平臺(tái)。本發(fā)明的高強(qiáng)度浮體平臺(tái)中所用的所有成分原料均為市售產(chǎn)品。例如屬于硅烷 偶聯(lián)劑的硅烷基復(fù)合材料可選用國(guó)民淀粉公司SEAL80硅烷憎水粉、山西三維公司SWWP100 硅烷憎水劑。高強(qiáng)高彈性模量聚乙烯醇纖維可選用蘭州尼維龍化纖公司生產(chǎn)的PVA纖維。 所述改性丁脂膠乳可選用液體羧基丁腈橡膠；所述聚醚胺可選用聚醚胺D-230。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1一種浮體材料，包括雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、液體羧基丁腈橡膠、空心玻璃微珠、聚醚 胺、Y _縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、硅烷偶聯(lián)劑、聚乙烯醇纖維，具各組份重量配比如
下雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂618型100份；液體羧基丁腈橡膠10份；空心玻璃微珠12份；聚醚胺D-23020 份；y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷3份；硅烷偶聯(lián)劑2份；聚乙烯醇纖維2份。所述聚乙烯醇纖維選用蘭州尼維龍化纖公司生產(chǎn)的PVA纖維。所述硅烷偶聯(lián)劑為硅烷基復(fù)合材料選用國(guó)民淀粉公司SEAL80硅烷憎水粉。上述浮體材料的制造工藝，包括以下步驟1)將雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂放入干燥箱內(nèi)，升溫至55°C，烘7小時(shí)，待用；2)將空心玻璃微珠、硅烷偶聯(lián)劑和丙酮溶劑放入攪拌釜內(nèi)，攪拌均勻后，抽取溶 劑，干燥后得到處理好的空心玻璃微珠。3)將縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、液體羧基丁腈橡膠、聚乙烯醇纖維和 處理好的玻璃微珠中的83 %，依次加入烘好的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂中，攪拌均勻，制成A組分。4)將剩余的處理好的玻璃微珠加入聚醚胺中，攪拌均勻，制成B組分。5)將A組分、B組分投入攪拌釜內(nèi)，攪拌均勻后，澆入帶恒溫裝置的模具中，澆注成型。實(shí)施例2一種浮體材料，包括雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、空心玻璃微珠、聚醚胺、Y -縮水甘油醚氧 丙基三甲氧基硅烷、硅烷偶聯(lián)劑、聚乙烯醇纖維，其各組份重量配比如下雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂618型100份；空心玻璃微珠12份；聚醚胺D-23015 份；y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷2份；硅烷偶聯(lián)劑1份；
聚乙烯醇纖維2份。所述聚乙烯醇纖維選用蘭州尼維龍化纖公司生產(chǎn)的PVA纖維。所述硅烷偶聯(lián)劑為硅烷基復(fù)合材料選用國(guó)民淀粉公司SEAL80硅烷憎水粉。上述浮體材料的制造工藝，包括以下步驟1)將雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂放入干燥箱內(nèi)，升溫至60°C，烘6小時(shí)，待用；2)將空心玻璃微珠、硅烷偶聯(lián)劑和丙酮溶劑放入攪拌釜內(nèi)，攪拌均勻后，抽取溶 劑，干燥后得到處理好的空心玻璃微珠。3)將縮水甘油醚氧內(nèi)基三甲氧基硅烷、聚乙烯醇纖維和處理好的玻璃微珠中 的84%，依次加入烘好的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂中，攪拌均勻，制成A組分。4)將剩余的處理好的玻璃微珠加入聚醚胺中，攪拌均勻，制成B組分。5)將A組分、B組分投入攪拌釜內(nèi)，攪拌均勻后，澆入帶恒溫裝置的模具中，澆注成型。實(shí)施例3—種浮體材料，包括雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、液體羧基丁腈橡膠、空心玻璃微珠、聚醚 胺、縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、硅烷偶聯(lián)劑、聚乙烯醇纖維，其各組份重量配比如
下雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂618型100份；液體羧基丁腈橡膠5份；空心玻璃微珠12份；聚醚胺D-23015 份；縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷2份；硅烷偶聯(lián)劑1份；聚乙烯醇纖維2份。所述聚乙烯醇纖維選用蘭州尼維龍化纖公司生產(chǎn)的PVA纖維。所述硅烷偶聯(lián)劑為硅烷基復(fù)合材料選用國(guó)民淀粉公司SEAL80硅烷憎水粉。上述浮體材料的制造工藝，包括以下步驟1)將雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂放入干燥箱內(nèi)，升溫至55°C，烘7小時(shí)，待用；2)將空心玻璃微珠、硅烷偶聯(lián)劑和丙酮溶劑放入攪拌釜內(nèi)，攪拌均勻后，抽取丙酮 溶劑，干燥后得到處理好的空心玻璃微珠。3)將縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、液體羧基丁腈橡膠、聚乙烯醇纖維和 處理好的玻璃微珠中的83 %，依次加入烘好的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂中，攪拌均勻，制成A組分。4)將剩余的處理好的玻璃微珠加入聚醚胺中，攪拌均勻，制成B組分。5)將A組分、B組分投入攪拌釜內(nèi)，攪拌均勻后，澆入帶恒溫裝置的模具中，澆注成型。實(shí)施例4一種浮體材料，包括雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、改性丁腈膠乳、空心玻璃微珠、聚醚胺、 縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、硅烷偶聯(lián)劑、聚乙烯醇纖維，其各組份重量配比如
下雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂618型100份；
改性丁腈膠乳10份；空心玻璃微珠18份；聚醚胺D-23020 份；y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷3份；硅烷偶聯(lián)劑2份；聚乙烯醇纖維2份。所述聚乙烯醇纖維選用蘭州尼維龍化纖公司生產(chǎn)的PVA纖維。所述硅烷偶聯(lián)劑為硅烷基復(fù)合材料選用國(guó)民淀粉公司SEAL80硅烷憎水粉。上述浮體材料的制造工藝，包括以下步驟1)將雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂放入干燥箱內(nèi)，升溫至50°C，烘8小時(shí)，待用；2)將空心玻璃微珠、硅烷偶聯(lián)劑和丙酮溶劑放入攪拌釜內(nèi)，攪拌均勻后，抽取丙酮 溶劑，干燥后得到處理好的空心玻璃微珠。3)將縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、改性丁腈膠乳、聚乙烯醇纖維和處理 好的玻璃微珠中的72 %，依次加入烘好的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂中，攪拌均勻，制成A組分。4)將剩余的處理好的玻璃微珠加入聚醚胺中，攪拌均勻，制成B組分。5)將A組分、B組分投入攪拌釜內(nèi)，攪拌均勻后，澆入帶恒溫裝置的模具中，澆注成型。上述浮體材料性能指標(biāo)如下 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的均等變化與 修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
一種浮體材料，其特征在于，包括雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、改性丁腈膠乳、空心玻璃微珠、聚醚胺、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、硅烷偶聯(lián)劑、聚乙烯醇纖維，其各組份重量配比如下雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂100份；改性丁腈膠乳 0份-10份；空心玻璃微珠 12份-18份；聚醚胺 15份-20份；γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷2份-3份；硅烷偶聯(lián)劑 1份-2份；聚乙烯醇纖維 2份。
2.如權(quán)利要求1所述的一種浮體材料，其特征在于，各組份重量配比如下 雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂100份；改性丁腈膠乳10份；空心玻璃微珠12份；聚醚胺20份；Y“縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷3份；硅烷偶聯(lián)劑2份；聚乙烯醇纖維2份。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種浮體材料，其特征在于，所述聚乙烯醇纖維的直徑 18 μ m ~ 20 μ m、"^ 3mm 6mm。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種浮體材料，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑為十二烷基硫 酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉或硅烷基復(fù)合材料。
5.如權(quán)利要求1所述的一種浮體材料的制造工藝，其特征在于，包括以下步驟1)將雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂放入干燥箱內(nèi)，升溫至50°C 60°C，烘6小時(shí) 8小時(shí)，待用；2)將空心玻璃微珠、硅烷偶聯(lián)劑和丙酮溶劑放入攪拌釜內(nèi)，攪拌均勻后，抽取丙酮溶 齊U，干燥后得到處理好的空心玻璃微珠；3)將Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、改性丁腈膠乳、聚乙烯醇纖維和處理好的 玻璃微珠中的72% -84%，依次加入烘好的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂中，攪拌均勻，制成A組分；4)將剩余的處理好的玻璃微珠加入聚醚胺中，攪拌均勻，制成B組分；5)將A組分、B組分投入攪拌釜內(nèi)，攪拌均勻后，澆入帶恒溫裝置的模具中，澆注成型。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種浮體材料，尤其涉及一種用于海洋底層觀測(cè)平臺(tái)的浮體材料及其制造工藝。包括雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、改性丁腈膠乳、空心玻璃微珠、聚醚胺、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、硅烷偶聯(lián)劑、聚乙烯醇纖維，其各組份重量配比如下雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂100份；改性丁腈膠乳0份-10份；空心玻璃微珠12份-18份；聚醚胺15份-20份；γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷2份-3份；硅烷偶聯(lián)劑1份-2份；聚乙烯醇纖維2份。本發(fā)明提供一種用于海洋底層觀測(cè)平臺(tái)的浮體材料及其制造工藝，采用該浮體材料的觀測(cè)平臺(tái)可以長(zhǎng)期浸泡在海水使用。
文檔編號(hào)C08L63/02GK101851393SQ201010176618
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者倪曉波, 周鋒, 宣基亮, 張濤, 曾定勇, 樊孝鵬, 黃大吉 申請(qǐng)人:國(guó)家海洋局第二海洋研究所