[发明专利]一种水下用异形构件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水下用异形构件及其制备方法，包括异形外壳和固体浮力材料填充层，所述固体浮力材料填充层是将树脂灌注料灌注到铺满复合材料空心球和微珠的异形部件外壳内再经过加热固化的方式得到的。制备方法如下：将复合材料空心球均匀粘结在异形部件内表面上，将微珠均匀分散在复合材料空心球间隙中，将树脂灌注料灌注到铺满复合材料空心球和微珠的异形部件中，在真空下加热固化，对固化后的异形部件进行后处理，即可获得所制备的水下用异形构件。本发明不会出现在振动分散中因两种微珠密度的不同而导致的分层现象，不会因异形部件表面异形出现滚落导致其在异形部件内表面分布不均匀的问题，从而使异形部件的密度分布均匀，整体性得以提高。

技术领域：

本发明属于复合泡沫技术领域，具体涉及一种水下用异形构件及其制备方法。

背景技术：

固体浮力材料作为一种低密度、高强度、低吸水率、高浮力的高性能复合材料，是现代海洋石油、天然气以及深潜技术必不可少的基础性材料，它可以为水面的平台装置提供浮力，为水下管线提供保温和浮力，对提高潜器的有效载荷、减少其外形尺寸、提高其水下运动性能起着重要作用。因此，无论是军用还是民用领域，高强度的固体浮力材料在海洋领域中得到广泛的应用。

固体浮力材料在深海领域应用时，通常采用先使用固体浮力材料制备出标准块，再将标准尺寸浮力块粘接成型，然后根据具体的模型形状对预成型的标准块进行机加工或拼接来制备出所要的具有一定形状的产品。该种先制备预成型标准块再机加工的方法，因标准块的制作过程不受模具的限制，具有一定的通用性。但标准块通过粘结成型的方法制备的产品力学性能相较于一体成型的方法要差，且在机加工过程中因要切割成不同的形状往往会造成大量的固体浮力材料变为废料，从而降低原材料的利用率，增大制作成本。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：针对目前固体浮力材料在使用过程中，因要成型出异形的产品构件而采用机加工方法导致产品制作成本高、力学性能差的问题，本发明旨在提供一种水下用异形构件及其制备方法，以减小其制作成本、提高其力学性能。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：

一种水下用异形构件，包括异形外壳和固体浮力材料填充层，所述固体浮力材料填充层是将树脂灌注料灌注到铺满复合材料空心球和微珠的异形部件外壳内再经过加热固化的方式得到的。

所述的水下用异形构件的制备方法，具体步骤如下：

（1）将至少一层复合材料空心球均匀粘结固定在异形外壳内表面上；

（2）继续在步骤（1）基础上铺满微珠，并使用机械振动方式将其均匀分散在复合材料空心球间隙中；

（3）将树脂灌注料灌注到铺满复合材料空心球和微珠的异形外壳中；

（4）将步骤（3）中的异形外壳在真空下加热固化；

（5）对固化后的异形外壳进行后处理，即可获得所制备的水下用异形构件。

较好地，所述复合材料空心球为树脂、纤维粉、气凝胶包覆的聚苯乙烯复合空心球中的任一种，所述复合材料空心球的平均直径为4～15mm；

较好地，所述微珠为空心玻璃微球、空心二氧化硅微球、空心陶瓷微球、酚醛树脂空心微球、碳空心微球中的一种或多种。

较好地，在步骤（3）中，采用增压直接打入浆料或者使用导流网引流的方式灌注浆液。

较好地，在步骤（3）中，所述树脂灌注料由树脂：固化剂：促进剂：稀释剂：偶联剂按照100：（2～50）：（0～2）：（0～5）：（0.5～2）的质量比配制而成。