[发明专利]一种固体浮力材料、制备其的负压吸铸装置及其制备方法

说明书

一种固体浮力材料、制备其的负压吸铸装置及其制备方法，属于海洋科学技术领域，以解决现有的浮力材料采用空心微珠颗粒或聚苯乙烯颗粒与树脂共混的方式，空心微珠或聚苯乙烯颗粒的密度要远小于树脂密度，混合过程中会发生分层现象，很难使其均匀混合，得到的浮力材料均匀性较差的问题。本发明一种固体浮力材料，包括第一材料相和第二材料相，其中第一材料相采用球形或类球形的发泡颗粒聚集形成具有三维联通孔隙的分散相，所述第二材料相为填充在所述三维联通孔隙中的连续相。本发明的固体浮力材料性能稳定、比强度可控，通过负压吸铸的方式获得的浮力材料均匀，制备该构件的装置结构简单，操作便捷，成本低廉，成形效率高。

技术领域

本发明属于海洋科学技术领域，具体涉及一种固体浮力材料、制备其的负压吸铸装置及其制备方法。

背景技术

近年来，随着海洋科学，海洋技术的发展，人类已经进入开发利用海洋的时代。许多海洋技术领域都需要使用浮力材料，例如：水面拦阻系统、浮球、浮筒、水下机器人、潜器、潜标系统、水下集矿机、海洋石油勘探开发隔水管、深水管道布放等。亟待开发新型浮力材料为水下作业装备的开发和应用提供支撑。

目前，浮力材料的制备方法多数采用空心微珠颗粒和树脂混合的方式，例如CN201610760337.1，CN201210582621.6，CN201310612678.0等；部分采用聚苯乙烯颗粒和树脂混合方式，例如CN201710140200.0。虽然上述浮力材料有着自己的优点，但是，由于采用空心微珠颗粒或聚苯乙烯颗粒与树脂共混的方式，空心微珠或聚苯乙烯颗粒的密度要远小于树脂密度，混合过程中会发生分层现象，很难使其均匀混合，得到的浮力材料均匀性较差。此外由于制备工艺的限制，上述浮力材料无法作为防水填充材料使用。

发明内容

本发明为了解决上述问题，而提供一种固体浮力材料、制备其的负压吸铸装置及其制备方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

方案一：一种固体浮力材料，包括第一材料相和第二材料相，其中第一材料相采用球形或类球形的发泡颗粒聚集形成具有三维联通孔隙的分散相，所述第二材料相为填充在所述三维联通孔隙中的连续相，所述第一材料相和第二材料相二者均匀混合在一起。

优选地，一种固体浮力材料，还包括第三材料相，第三材料相为疏水材料制备而成的具有空腔的腔体，所述第一材料相和第二材料相设置在腔体的空腔内。

优选地，第二材料相采用疏水性热固性树脂材料制备而成。

优选地，所述发泡颗粒为聚苯乙烯发泡颗粒。

优选地，所述发泡颗粒的最大直径为φ2mm～φ14mm，聚集密度为0.02～0.04g/cm3。

方案二：一种制备方案一中所述的一种固体浮力材料的负压吸铸装置，包括真空泵、成型腔体、第一容器、第二容器和阀门，第一容器和第二容器分别通过管道与成型腔体的一侧连通，第一容器和第二容器分别与成型腔体连接的管道上均设有用于通断的阀门，成型腔体的另一侧通过吸气管道与真空泵连接，吸气管道上设有第一阀门。

优选地，成型腔体由疏水材料制备而成。

一种固体浮力材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、采用负压吸铸的方式，向成型腔体内填充球形或类球形发泡颗粒，使发泡颗粒间形成联通的孔隙；

S2、采用负压吸铸的方式，向成型腔体内填充树脂，使树脂填满发泡颗粒的孔隙；

S3、固化处理，得到浮力材料。

优选地，所述成型腔体的材质为疏水材料制备而成。

优选地，步骤S3中的固化处理采用真空固化。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：