本發(fā)明涉及海上工程設備技術領域，更具體是涉及一種用于海上工程設備的浮力塊材料制備方法。

背景技術：

對于海上工程設備及施工而言，浮力塊材料是必不可少的重要材料，一般是在鋼制管外套設復合材料制品構成，處于海上的設備經(jīng)常受到各種外來物如冬季海冰覆蓋等的沖擊，浮力塊材料對于設備的保護起到重要作用。而相對于現(xiàn)有浮力塊材料國內(nèi)全部依賴進口，其價格十分昂貴，而對于其是如何制造，國外對于該項技術采取了嚴格封鎖的措施，國內(nèi)尚無廠家能夠生產(chǎn)，因此我們在中國專利檢索信息中只能查到有限的浮力塊材料的應用專利技術，因此如何生產(chǎn)出合格的浮力塊材料是我們必須研究的課題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術之不足而提供的一種不僅符合各種水深和強度、輕質低吸水率等性能要求、成本低的浮力塊材料的制備方法。

本發(fā)明是采用如下技術解決方案來實現(xiàn)上述目的：

一種浮力塊材料的制備方法，其特征在于，(1)首先制備空心纖維球：它是以聚苯乙烯發(fā)泡材料制成的球體作為載體，先將球體浸膠后送入懸浮有由纖維制成的經(jīng)真空靜電處理的纖維條的環(huán)境中，使高壓飛懸的纖維在高電荷狀態(tài)下與球體合成，得到纖維實心球體；再將纖維實心球體送入100℃以上的高溫環(huán)境，使纖維實心球體的內(nèi)部聚苯乙烯發(fā)泡材料熔化，并從纖維縫隙空洞流出；最后將溫度提升至130℃以上，并進行熱風吹送加溫，使膠水完全固化，形成真空密閉的空心纖維球；

(2)按需將上述所需直徑的空心纖維球填入模具中在負壓狀態(tài)下加入玻璃微珠及環(huán)氧樹脂并加溫、振動固化即可，固化2-6小時；

(3)將上述固化產(chǎn)品進行機加工，即可形成所需的浮力塊材料。

作為上述方案的進一步說明，它包括如下具體的方法步驟：

a、將纖維切割成長度為1-100mm的纖維條，再送入真空靜電環(huán)境，通過負電壓使纖維整個懸浮飛起；

b、制備作為載體的球體，采用聚苯乙烯發(fā)泡至所需直徑的圓球，將圓球投入膠水槽，對發(fā)泡材料進行浸膠之后，進行風干處理，使膠水流動性大幅度降低；

c、將球體送入高壓靜電環(huán)境，同高壓飛懸的纖維在高電荷狀態(tài)下合成，得到纖維實心球體；

d、將纖維實心球體放入膠水槽完全浸泡，使表面覆蓋附著纖維被膠水充分浸潤；

e、纖維實心球體表面覆蓋附著纖維被膠水充分浸潤后，送入120℃以上的高溫熱風道加熱15-20分鐘，使實心球內(nèi)部發(fā)泡材料熔化；

f、將溫度提升至130℃以上，進行熱風吹動加溫，使膠水完全固化，制得真空密閉的空心纖維球。

進一步地，在步驟a中，是先將纖維材料放入水中，并添加分散劑、偶聯(lián)劑浸泡后再進行切割。分散劑、偶聯(lián)劑采用現(xiàn)有常用的材料即可。

進一步地，在步驟a中，纖維條在送入真空靜電箱之前，先加入耦合劑進行加工處理，使之有初步的打開效果；再將其送入高壓真空倉，通過熱風循環(huán)吹風，使材料干燥并充分打開。

進一步地，步驟b中的膠水采用水基環(huán)氧樹脂。

進一步地，步驟a和步驟b的順序互換。

所述纖維可以采用玻璃纖維、石英纖維、碳纖維或芳倫纖維(凱夫拉纖維)。

本發(fā)明采用上述技術解決方案所能達到的有益效果是：

本發(fā)明采用以聚苯乙烯發(fā)泡材料制成的球體作為載體，先將球體浸膠后送入懸浮有由玻璃纖維制成的纖維條的真空靜電箱中，使高壓飛懸的玻璃纖維在高電荷狀態(tài)下與球體合成，得到纖維實心球體；再將纖維實心球體送入100℃以上的高溫環(huán)境，使纖維實心球體的內(nèi)部聚苯乙烯發(fā)泡材料熔化，并從纖維縫隙空洞流出；最后將溫度提升至150℃，并進行熱風吹送加溫，使膠水完全固化，形成真空密閉的重量為3-60KG/m3的空心纖維球，制備方法簡單方便，生產(chǎn)效率高，制備的產(chǎn)品穩(wěn)定性好，具有輕質、高強、不吸水等優(yōu)點。

本發(fā)明方法簡單成本低。

具體實施方式

以下結合具體實施例對本技術方案作詳細的描述。

實施例1

本發(fā)明是一種浮力塊材料的制備方法，它是首先制備空心纖維球：以聚苯乙烯發(fā)泡材料制成的球體作為載體，先將球體浸膠后送入懸浮有由玻璃纖維制成的經(jīng)過真空靜電處理的纖維條的真空靜電箱中，使高壓飛懸的玻璃纖維在高電荷狀態(tài)下與球體合成，得到纖維實心球體；再將纖維實心球體送入120℃以上的高溫環(huán)境，使纖維實心球體的內(nèi)部聚苯乙烯發(fā)泡材料熔化，并從纖維縫隙空洞流出；最后將溫度提升至150℃(130℃以上)，并進行熱風吹送加溫，使膠水完全固化，形成真空密閉的空心纖維球。它的具體方法步驟如下：

a、將玻璃纖維切割成長度為1mm、2mm、3mm、4mm或5mm的纖維條，再送入真空靜電環(huán)境，通過負電壓使纖維整個懸浮飛起；

b、制備作為載體的球體，采用聚苯乙烯發(fā)泡至所需直徑的圓球，將圓球投入膠水槽，對發(fā)泡材料進行浸膠之后，進行風干處理，使膠水流動性大幅度降低；

c、將球體送入高壓靜箱，同高壓飛懸的纖維在高電荷狀態(tài)下合成，得到纖維實心球體；

d、將纖維實心球體放入膠水槽完全浸泡，使表面覆蓋附著纖維被膠水充分浸潤；

e、纖維實心球體表面覆蓋附著纖維被膠水充分浸潤后，送入120℃以上的高溫熱風道加熱15-20分鐘，使實心球內(nèi)部發(fā)泡材料熔化，并從纖維縫隙空洞流出或均布在球內(nèi)壁；

f、將溫度提升至150℃，進行熱風吹動加溫，使膠水完全固化，制得真空密閉的空心纖維球。

進一步地，在步驟a中，是先將玻璃纖維材料放入水中，并添加分散劑、偶聯(lián)劑浸泡后再進行切割。纖維條在送入真空靜電箱之前，先加入耦合劑進行加工處理，使之有初步的打開效果；再將其送入高壓真空倉，通過熱風循環(huán)吹風，使材料干燥并充分打開。

進一步地，步驟b中的膠水采用水基環(huán)氧樹脂。

在上述基礎上，按需將上述所需直徑的空心纖維球填入模具中在負壓狀態(tài)下加入玻璃微珠及環(huán)氧樹脂并加溫、振動固化即可，固化2-6小時；然后將上述固化產(chǎn)品進行機加工，即可形成所需的浮力塊材料。

實施例2

本實施例中，步驟a和步驟b的順序互換。即先制備作為載體的球體，然后再將玻璃纖維切割成長度為1mm、2mm、3mm、4mm或5mm的纖維條，再送入真空靜電箱，通過負電壓使纖維整個懸浮飛起。

在上述實施例中，所述空心纖維球直徑大小的選定是根據(jù)不同的海水深度來確定，深度多少與空心纖維球直徑大小成反比例關系，具體可以通過其承力大小計算而來；而玻璃微珠及環(huán)氧樹脂的加入量多少也是根據(jù)海水深度來確定，也可以根據(jù)深度計算而來，當然在不考慮成本的前提下，可以隨意按需配制比例。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，采用以聚苯乙烯發(fā)泡材料制成的球體作為載體，先將球體浸膠后送入懸浮有由玻璃纖維制成的纖維條的真空靜電箱中，使高壓飛懸的玻璃纖維在高電荷狀態(tài)下與球體合成，得到重量為3-60KG/m3的纖維實心球體；再將纖維實心球體送入120℃以上的高溫環(huán)境，使纖維實心球體的內(nèi)部聚苯乙烯發(fā)泡材料熔化，并從纖維縫隙空洞流出；最后將溫度提升至130℃以上，并進行熱風吹送加溫，使膠水完全固化，形成真空密閉的空心纖維球，制備方法簡單方便，生產(chǎn)效率高，制備的產(chǎn)品穩(wěn)定性好，性能更加優(yōu)越。

以下為采用本發(fā)明方法所提到的性能指標：

以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。