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CN102030887B - 一种可加工固体浮力材料的制备方法 - Google Patents

一种可加工固体浮力材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可加工固体浮力材料及其制备方法,属于功能性非金属材料。各组分的质量份数为:环氧和树脂100,胺类环氧固化剂15-55,玻璃微珠30-130;其中,环氧树脂为双酚S型环氧树脂或缩水甘油性环氧树脂;胺类环氧固化剂为聚酰胺650、651、叔氮型有机胺或季氮型有机胺、双马来酰亚胺、低分子量聚丙烯酰胺、咪唑类或有机酸酐类化合物。将环氧树脂和胺类环氧固化剂加热,称取环氧树脂、胺类环氧固化剂混合搅拌,加入玻璃微珠并再搅拌揉料,将物料取出后,在模具内壁涂上脱模剂、粘贴脱模纸;将物料灌入模具中填实;盖好盖子;将模具放入干燥箱固化;在脱模机上将物料与模具分离。本发明可满足水下工程、永久性浮标等要求。

Description

一种可加工固体浮力材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种可加工固体浮力材料的制备方法,属于功能性非金属材料。 
背景技术
可加工固体浮力材料于上世纪八十年代开始有人进行研究,到目前为止,日本、美国等发达国家处于领先地位。我国有些机构也进行了研究,但到目前为止,并没有形成规模生产,市场上没有该种产品的销售。它与塑料、玻璃、橡胶、发泡材料、木制品、陶瓷等一般非金属材料所不同的是,具有质量轻、强度高且可进行机械加工等性能,同时具有隔音、隔热、耐高低温、耐腐蚀、耐各种水质浸泡。主要应用领域是水下工程、永久性浮标以及其他设备和器材。现有的材料不能满足水下工程、永久性浮标等的要求,本发明的材料的主要技术指标是:密度:0.38-0.70g/cm3;耐静水压:5-80MPa;潜水深度:450-7200m;使用温度范围:-50-85℃。该产品标准英文代号为:CPSBM。 
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的材料不能满足水下工程、永久性浮标等的要求的问题,提出一种可加工固体浮力材料的制备方法。 
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。 
本发明的一种可加工固体浮力材料,按质量份数计算,各组分的质量份数为: 
环氧树脂                                 100 
胺类环氧固化剂                           15-55 
玻璃微珠                                 30-130 
其中,环氧树脂为双酚S型环氧树脂或缩水甘油性环氧树脂;胺类环氧固化剂为聚酰胺650、聚酰胺651、叔氮型有机胺或季氮型有机胺、双马来酰亚胺;玻璃微珠规格型号为K15、K20、K22、K25、S32、K37、S38、S38HS、K45或 S60;其中,叔氮型有机胺或季氮型有机胺包括三乙醇胺、吡啶类、2-己基-4-甲基咪唑。 
本发明的一种可加工固体浮力材料的制备方法,其具体实施步骤如下: 
1)将环氧树脂和胺类环氧固化剂在水浴槽内加热,温度为40-60℃; 
2)分别称取环氧树脂、胺类环氧固化剂和玻璃微珠; 
3)将称取的环氧树脂、胺类环氧固化剂加入到搅拌机中搅拌; 
4)在搅拌机中加入玻璃微珠并搅拌,使其混合; 
5)将搅拌机中的物料取出并加入到揉料机中进行揉料,时间为5-10分钟; 
6)揉料结束后,将物料取出; 
7)按照模具尺寸裁好脱模蜡纸,将模具内壁涂上脱模剂、粘贴脱模纸; 
8)将物料紧密地灌入或填入贴满脱模蜡纸的模具中,必要时,使用真空、振动机填实;盖好模具的上盖子和下盖子; 
9)将模具放入干燥箱内固化;干燥箱的加热温度为45-55℃,24小时后干燥箱的温度加热到55-65℃,8小时后干燥箱的温度加热到65-75℃,4小时后干燥箱的温度加热到75-100℃,4小时后随炉冷却; 
10)在脱模机上将物料与模具分离。 
经过上述步骤之后得到的物料放入水压检测装置中,检测料块的耐静水压力值;根据实际设计要求可将料块进行车、铣、刨、钻孔、表面处理等加工。 
有益效果 
本发明的可加工固体浮力材料可满足水下工程、永久性浮标等的要求。 
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。 
具体实施方式
实施例1 
1)将双酚S型环氧树脂和聚酰胺650固化剂在水浴槽内加热,温度为50℃; 
2)分别称取双酚S型环氧树脂、聚酰胺650固化剂和K15玻璃微珠; 
3)将称取的双酚S型环氧树脂、聚酰胺650固化剂加入到搅拌机中,搅拌, 使其混合均匀; 
4)在搅拌机中加入K15玻璃微珠并搅拌,使其混合均匀; 
5)将搅拌机中的物料取出并加入到揉料机中进行揉料,时间为10分钟; 
6)揉料结束后,将物料放入料桶或料台上; 
7)按照模具尺寸裁好脱模蜡纸,将模具内壁涂上脱模剂、粘贴脱模纸(塑面向外); 
8)将料桶或料台上的物料紧密地灌入或填入贴满脱模蜡纸的模具中,使用真空、振动机填实;盖好模具的上盖子和下盖子,并上紧螺钉; 
9)将模具放入干燥箱内固化;干燥箱的加热温度为45℃,24小时后干燥箱的温度加热到65℃,8小时后干燥箱的温度加热到75℃,4小时后干燥箱的温度加热到100℃,4小时后随炉冷却; 
10)在脱模机上将物料与模具分离,得到可加工固体浮力材料,型号为CPSBM-040,其密度为0.40±0.02g/cm3,耐静水压力≥5MP,可潜水深度为450m,吸水率≤1%。 
实施例2 
1)将双酚S型环氧树脂和三乙醇胺固化剂在水浴槽内加热,温度为60℃; 
2)分别称取双酚S型环氧树脂、三乙醇胺固化剂和K20玻璃微珠; 
3)将称取的双酚S型环氧树脂、三乙醇胺固化剂加入到搅拌机中,搅拌,使其混合均匀; 
4)在搅拌机中加入K20玻璃微珠并搅拌,使其混合均匀; 
5)将搅拌机中的物料取出并加入到揉料机中进行揉料,时间为8分钟; 
6)揉料结束后,将物料放入料桶或料台上; 
7)按照模具尺寸裁好脱模蜡纸,将模具内壁涂上脱模剂、粘贴脱模纸(塑面向外); 
8)将料桶或料台上的物料紧密地灌入或填入贴满脱模蜡纸的模具中,必要时,使用真空、振动机填实;盖好模具的上盖子和下盖子,并上紧螺钉; 
9)将模具放入干燥箱内固化;干燥箱的加热温度为55℃,24小时后干燥箱的温度加热到60℃,8小时后干燥箱的温度加热到75℃,4小时后干燥箱的温度加热到100℃,4小时后随炉冷却; 
10)在脱模机上将物料与模具分离,得到可加工固体浮力材料,型号为CPSBM-050,其密度为0.48±0.02g/cm3,耐静水压力≥25MP,可潜水深度为2400m,吸水率≤1%。 
实施例3 
1)将缩水甘油性环氧树脂和聚酰胺651固化剂在水浴槽内加热温度为55℃; 
2)分别称取缩水甘油性环氧树脂、聚酰胺651固化剂和S38玻璃微珠; 
3)将称取的缩水甘油性环氧树脂、聚酰胺651固化剂加入到搅拌机中,搅拌,使其混合均匀; 
4)在搅拌机中加入S38玻璃微珠并搅拌,使其混合均匀; 
5)将搅拌机中的物料取出并加入到揉料机中进行揉料,时间为10分钟; 
6)揉料结束后,将物料放入料桶或料台上; 
7)按照模具尺寸裁好脱模蜡纸,将模具内壁涂上脱模剂、粘贴脱模纸(塑面向外); 
8)将料桶或料台上的物料紧密地灌入或填入贴满脱模蜡纸的模具中,必要时,使用真空、振动机填实;盖好模具的上盖子和下盖子,并上紧螺钉; 
9)将模具放入干燥箱内固化;干燥箱的加热温度为48℃,24小时后干燥箱的温度加热到65℃,8小时后干燥箱的温度加热到70℃,4小时后干燥箱的温度加热到100℃,4小时后随炉冷却; 
10)在脱模机上将物料与模具分离,得到可加工固体浮力材料,型号为CPSBM-060,其密度为0.58±0.02g/cm3,耐静水压力≥40MP,可潜水深度为3600m,吸水率≤1%。 
实施例4 
1)将缩水甘油性环氧树脂和邻苯二甲酸酐固化剂在水浴槽内加热,温度为60℃; 
2)分别称取缩水甘油性环氧树脂、邻苯二甲酸酐固化剂和S60玻璃微珠; 
3)将称取的缩水甘油性环氧树脂、邻苯二甲酸酐固化剂加入到搅拌机中,搅拌,使其混合均匀; 
4)在搅拌机中加入S60玻璃微珠并搅拌,使其混合均匀; 
5)将搅拌机中的物料取出并加入到揉料机中进行揉料,时间为5分钟; 
6)揉料结束后,将物料放入料桶或料台上; 
7)按照模具尺寸裁好脱模蜡纸,将模具内壁涂上脱模剂、粘贴脱模纸(塑面向外); 
8)将料桶或料台上的物料紧密地灌入或填入贴满脱模蜡纸的模具中,必要时,使用真空、振动机填实;盖好模具的上盖子和下盖子,并上紧螺钉; 
9)将模具放入干燥箱内固化;干燥箱的加热温度为55℃,24小时后干燥箱的温度加热到65℃,8小时后干燥箱的温度加热到75℃,4小时后干燥箱的温度加热到100℃,4小时后随炉冷却; 
10)在脱模机上将物料与模具分离,得到可加工固体浮力材料,型号为CPSBM-070,其密度为0.68±0.02g/cm3,耐静水压力≥70MP,可潜水深度为6300m,吸水率≤1%。 

Claims (1)

1.一种可加工固体浮力材料的制备方法,其特征在于:
按质量份数计算,各组分的质量份数为:
环氧树脂                100
胺类环氧固化剂          15-55
玻璃微珠                30-130;
胺类环氧固化剂为聚酰胺650、聚酰胺651、叔氮型有机胺或季氮型有机胺、双马来酰亚胺,叔氮型有机胺或季氮型有机胺包括三乙醇胺、吡啶类、2-己基-4-甲基咪唑;
所述制备方法步骤如下:
1)将环氧树脂和胺类环氧固化剂在水浴槽内加热,温度为40-60℃;
2)分别称取环氧树脂、胺类环氧固化剂和玻璃微珠;
3)将称取的环氧树脂、胺类环氧固化剂加入到搅拌机中搅拌;
4)在搅拌机中加入玻璃微珠并搅拌,使其混合;
5)将搅拌机中的物料取出并加入到揉料机中进行揉料,时间为5-10分钟;
6)揉料结束后,将物料取出;
7)按照模具尺寸裁好脱模蜡纸,将模具内壁涂上脱模剂、粘贴脱模纸;
8)将物料紧密地灌入或填入贴满脱模蜡纸的模具中,必要时,使用真空、振动机填实;盖好模具的上盖子和下盖子;
9)将模具放入干燥箱内固化;干燥箱的加热温度为45-55℃,24小时后干燥箱的温度加热到55-65℃,8小时后干燥箱的温度加热到65-75℃,4小时后干燥箱的温度加热到75-100℃,4小时后随炉冷却;
10)在脱模机上将物料与模具分离。
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