[发明专利]一种硅橡胶/聚氨酯合成的地震物理模型材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理勘探领域，进一步地说，涉及一种硅橡胶/聚氨酯合成的地震物理模型材料及制备方法。

背景技术

地震物理模拟是在实验室利用超声波模拟野外地震波，通过超声波换能器激发和接受信号，是研究地震波传播规律的有效手段，在实验室里制作符合实际地质构造的物理模型，研究地震波在复杂构造中的运动学和动力学特征，制作物理模型的材料必须具备一定的地质特性，现在各大院所和高校主要使用环氧树脂和硅橡胶合成地震物理模型材料，通过改变环氧树脂与硅橡胶的配比来改变材料声波传播速度，速度可以有1000m/s-2600m/s渐变，可以根据地层速度需要制作出速度不同的物理模型。但环氧树脂与硅橡胶复合材料仍有以下三个缺点：

一是由于硅橡胶的界面张力较小，与环氧树脂相容性较差，混合后容易出现分层现象，在模型浇注后，环氧树脂下沉，硅橡胶上浮，产生底层与上部速度不均匀现象，特别是在制作大模型时，一个厚层如果多次浇注，就会产生很多薄互层，与实际要求截然不同，严重影响物理模拟精度。

二是现有配方中环氧树脂一般使用固化剂593，因为593活性较高，使每次浇筑厚度在1cm-2cm，否则会出现局部过热导致模型开裂，严重影响制模效率和制模精度。

三是由于环氧树脂与硅橡胶的相容性差，导致复合材料的穿透性变弱，特别是配置低速层时，硅胶含量在60%-80%时，穿透性较差，对制作大模型不利。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种硅橡胶/聚氨酯合成的地震物理模型材料及制备方法。使用硅橡胶和与硅橡胶相容性较好的聚氨酯材料，通过改变硅橡胶与聚氨酯的配比，制作出声波传播速度由1050m/s-1550m/s渐变的复合材料。克服了材料之间相容性差导致分层的现象，提高了每次浇注量，新的复合材料具有较高的穿透性，为大模型的制作奠定了基础。

本发明的目的之一是提供一种硅橡胶/聚氨酯合成的地震物理模型材料。

包括浇注成型的以下物质：

硅橡胶      100重量份；

交联剂      5-15重量份；优选5-10重量份；

促进剂      0.2-2重量份；优选0.2-1.5重量份；

二异氰酸酯  2-100重量份，优选5-100重量份；

聚醚多元醇  5-200重量份优选10-200重量份。

所述交联剂为正硅酸酯类交联剂；优选正硅酸乙酯；

所述促进剂为金属有机锡类促进剂；优选二月桂酸二丁基锡。

因为二异氰酸酯和聚醚多元醇是液态低聚物，便于与液态硅橡胶混合，又在混合时反应生成高聚物，如果直接用聚氨酯，只能起到填充作用，分子量低会析出，分子量高的难以混合，所以用液态双组分的低聚物。

本发明的目的之二是提供一种硅橡胶复合聚氨酯合成的地震物理模型的制备方法。

包括：将所述组分按所述用量混合均匀后浇注固化制得所述地震物理模型。

可采用现有技术中通常的制备地震物理模型的浇注方法。本发明中可优选按以下步骤进行：

1）将交联剂、促进剂加入硅橡胶中混合均匀；

2）二异氰酸酯和聚醚多元醇按所述用量混合均匀；加入到混合好的硅橡胶中混合均匀；

3）将步骤（2）中混合好的物料抽真空，浇注成型。

具体可采用以下技术方案：

1．材料预处理

根据模型用料需求，把一定量的硅橡胶、二异氰酸酯和聚醚多元醇放烘箱50℃预热1小时，然后取出抽真空30分钟备用。

2．模具预处理

在制作好模具后，在模具内表面涂刷一层脱模涂层，一般使用硅胶做脱模涂层，等硅胶交联固化后再涂抹一层凡士林。

3．材料配制

按配方称取处理后的材料，首先称量硅橡胶，再称取交联剂和促进剂，两助剂混合均匀后加入硅橡胶中搅拌5分钟，混合均匀；再称取二异氰酸酯和聚醚多元醇，二异氰酸酯:聚醚多元醇为1：2；将两组分混合搅拌5分钟，混合均匀；加入到混合好的硅橡胶中，再混合搅拌5分钟使复合材料混合均匀。

4．抽真空浇注模型

材料配好并搅拌均匀后，抽真空处理5分钟，除去材料中的气泡后倒入封装好的模具内，反应24小时后即可脱模。