一种用于制备浮力补偿材料的正压辅助真空浇注制备工艺制造技术

本发明专利技术属于海洋工程技术领域，尤其涉及一种用于制备浮力补偿材料的正压辅助真空浇注制备工艺，所述用于制备浮力补偿材料的正压辅助真空浇注制备工艺包括以下步骤：步骤一：在模具内填充60

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备浮力补偿材料的正压辅助真空浇注制备工艺


[0001]本专利技术属于海洋工程
，尤其涉及一种用于制备浮力补偿材料的正压辅助真空浇注制备工艺。

技术介绍

[0002]现有技术：
[0003]近年来，伴随我国海洋矿产、油气资源开发规模的不断扩大，以固体浮力材料为代表的各类海洋工程材料的需求量大幅增加。以海洋石油开采中常用的钻井隔水管浮筒为例，国内每年需求量就在千米以上。传统的固体浮力材料以环氧树脂和空心玻璃微珠为主要原料，虽然性能优异但成本较高，且材料密度较高。
[0004]现有固体浮力材料主要以环氧树脂和空心玻璃微珠为主要原料，采用模压成型法、浇注法等工艺制备固体浮力材料。以环氧树脂和空心微珠为主要原料，成本较高，不适于生产隔水管浮力块等大型浮力补偿装置；由于配方中空心玻璃微珠加入量存在极限，因此材料的体积密度难以低于0.35g/cm3，单位体积材料提供的净浮力较低。
[0005]解决上述技术问题的难度和意义：
[0006]因此，基于目前这些问题，提供一种用于制备浮力补偿材料的正压辅助真空浇注制备工艺具有重要的实用价值。

技术实现思路

[0007]本申请目的在于为解决现有技术中技术问题而提供一种用于制备浮力补偿材料的正压辅助真空浇注制备工艺。
[0008]本申请实施例为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
[0009]一种用于制备浮力补偿材料的正压辅助真空浇注制备工艺，所述用于制备浮力补偿材料的正压辅助真空浇注制备工艺包括以下步骤：
[0010]步骤一：在模具内填充60
‑
200份密度等级为0.10
‑
0.35g/cm3的复合空心球，对模具抽真空，使其内部压力不大于1
×
104Pa；
[0011]步骤二：将100份E51型环氧树脂、60
‑
80份甲基四氢邻苯二甲酸酐、0
‑
3份593固化剂、1
‑
3份DMP
‑
30、2份γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷，在40
‑
60℃的真空状态下匀速搅拌5
‑
15分钟；
[0012]步骤三：加入35
‑
80份密度等级为0.15
‑
0.38g/cm3的空心玻璃微珠，以及0
‑
2份短切玻璃纤维粉，在40
‑
60℃的真空状态下匀速搅拌10
‑
30分钟，制得浇注料；
[0013]步骤四：将浇注料注入模具，将模具在120
‑
150℃环境下固化。
[0014]本申请实施例还可以采用以下技术方案：
[0015]在上述用于制备浮力补偿材料的正压辅助真空浇注制备工艺中，进一步的，在所述步骤一之前还有以下步骤：
[0016]将复合空心球质量1％
‑
5％的E51型环氧树脂、甲基四氢邻苯二甲酸酐、593固化
剂、DMP
‑
30、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷混合液，在滚球机中与60
‑
200份密度等级为0.10
‑
0.35g/cm3的复合空心球常温混合3
‑
5分钟，滚球机转速为30
‑
60转/分钟，树脂量为复合空心球质量1％
‑
5％。
[0017]在上述用于制备浮力补偿材料的正压辅助真空浇注制备工艺中，进一步的，所述E51型环氧树脂、甲基四氢邻苯二甲酸酐、593固化剂、DMP
‑
30、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为100:70:3:3:2。
[0018]在上述用于制备浮力补偿材料的正压辅助真空浇注制备工艺中，进一步的，所述步骤四中将浇注料在0.2
‑
0.5MPa压力下注入模具。
[0019]在上述用于制备浮力补偿材料的正压辅助真空浇注制备工艺中，进一步的，在所述步骤一之前还有以下步骤：
[0020]将复合空心球质量1％
‑
5％的E51型环氧树脂、甲基四氢邻苯二甲酸酐、593固化剂、DMP
‑
30、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷混合液，在滚球机中与60
‑
200份密度等级为0.10
‑
0.35g/cm3的复合空心球常温混合3
‑
5分钟，滚球机转速为30
‑
60转/分钟，树脂量为复合空心球质量1％
‑
5％。
[0021]一种用于制备浮力补偿材料，所述用于制备浮力补偿材料由上述任一项所述的用于制备浮力补偿材料的正压辅助真空浇注制备工艺制得。
[0022]本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下有益效果：
[0023]1、本专利技术在材料配方体系中加入低密度复合空心球，其在材料中的体积比可达60％以上。由于复合空心球具有低成本、低密度、闭气孔、缺陷少、尺寸均匀等优点，不但能够大幅取降低原材料成本，材料整体密度也会显著下降。
[0024]2、由于复合空心球的加入，常规的浇注法无法使浇注料充分填充复合空心球之间的空隙，本专利技术对复合空心球表面进行树脂浸润，并在浇注过程中对浇注料施加正压，提高材料内部结构的致密度，以保证制品的力学性能和成品率。
[0025]3、本专利技术在浇注过程中对浇注料施加适当正压，制品内部空隙迅速被浇注料完全填充，因此致密度高，制品缺陷减少，次品率降低，力学性能得到提升；而且由于浇注工艺时间缩短，生产效率也有所提高。
[0026]4、本专利技术在复合空心球填充到模具之前，要用环氧树脂对空心球表面进行浸润，使浇注料在较小的压力下就能够充分填充内部空隙，避免因压力过大导致复合空心球破损，造成制品密度升高；同时提高浇注料与复合空心球的界面结合效果，力学性能更好。
[0027]5、本专利技术相比于传统的非发泡类浮力材料，密度更低；同时有效缓解了采用技术手段降低密度带来的力学性能下降、吸水率上升等问题。由于复合空心球在材料中体积占比超过60％，其单位体积的成本远远低于环氧树脂和空心玻璃微珠，因此其原料成本相比传统固体浮力材料下降30％以上。由于对复合空心球表面进行浸润，以及在浇注过程中对浇注料施加正压，浇注体内部致密度提高，缺陷减少，力学性能更好，生产周期更短，因此本专利技术所述方法非常适合于隔水管浮力块等大型浮力补偿装置的生产。
附图说明
[0028]以下将结合附图来对本申请实施例的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本申请范围的限定。此外，除非特别指
出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
[0029]图1是正压辅助真空浇注法制备浮力材料工艺流程图。
具体实施方式
[0030]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制备浮力补偿材料的正压辅助真空浇注制备工艺，其特征在于：所述用于制备浮力补偿材料的正压辅助真空浇注制备工艺包括以下步骤：步骤一：在模具内填充60
‑
200份密度等级为0.10
‑
0.35g/cm3的复合空心球，对模具抽真空，使其内部压力不大于1
×
104Pa；步骤二：将100份E51型环氧树脂、60
‑
80份甲基四氢邻苯二甲酸酐、0
‑
3份593固化剂、1
‑
3份DMP
‑
30、2份γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷，在40
‑
60℃的真空状态下匀速搅拌5
‑
15分钟；步骤三：加入35
‑
80份密度等级为0.15
‑
0.38g/cm3的空心玻璃微珠，以及0
‑
2份短切玻璃纤维粉，在40
‑
60℃的真空状态下匀速搅拌10
‑
30分钟，制得浇注料；步骤四：将浇注料注入模具，将模具在120
‑
150℃环境下固化。2.根据权利要求1所述的用于制备浮力补偿材料的正压辅助真空浇注制备工艺，其特征在于：在所述步骤一之前还有以下步骤：将复合空心球质量1％
‑
5％的E51型环氧树脂、甲基四氢邻苯二甲酸酐、593固化剂、DMP
‑
30、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷混合液，在滚球机中与60
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：单丹，范道荣，郑金召，董正洪，张红阳，张帆，王永刚，程兆环，
申请(专利权)人：天津水泥工业设计研究院有限公司中国建材集团有限公司，
类型：发明
国别省市：