一种复合空心球及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115073806A(43)申请公布日2022.09.20(21)申请号202110273139.3(22)申请日2021.03.14(71)申请人蓝金长地址364200福建省龙岩市上杭县官庄畲族乡树人村下陈坊13号(72)发明人蓝金长(51)Int.Cl.C08J9/42(2006.01)C08J9/34(2006.01)C08L25/06(2006.01)C08L97/02(2006.01)C08L63/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种复合空心球及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种复合空心球及其制备方法，包括以发泡的聚苯乙烯小球为复合空心球的球形内核，所述球形内核外表面从里到外均匀包覆多层锯木屑树脂混合物，至空心球达到目标密度。所述复合空心球的直径为2.0‑100.0mm，壁厚为0.2‑5mm，密度为100‑800kg/m3。本发明采用发泡的聚苯乙烯小球为复合空心球的球形内核，球形内核外表面从里到外均匀包覆多层锯木屑树脂混合物，过程较为简单，产品性能比较稳定，适合批量生产，而且锯木屑既有增强的作用，又有降密度的功效。CN115073806ACN115073806A权利要求书1/1页1.一种复合空心球，其特征在于，包括以发泡的聚苯乙烯小球为复合空心球的球形内核，所述球形内核外表面从里到外均匀包覆多层锯木屑树脂混合物，至空心球达到目标密度。2.根据权利要求1所述的一种复合空心球，其特征在于，所述锯木屑树脂混合物由液态环氧树脂、胺类固化剂及锯木屑的一种或多种混合构成。3.根据权利要求1所述的一种复合空心球，其特征在于，所述复合空心球的直径为2.0‑100.0mm，壁厚为0.2‑5mm，密度为100‑800kg/m3。4.一种复合空心球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：锯木屑处理，将锯木屑进行干燥和粉碎处理，然后在氮气氛围下高温处理，并过筛；S2：锯木屑树脂混合物，将S1中得到的碳化锯木屑、热固性聚合物和固化剂按照一定比例在搅拌机中混合均匀；S3：在滚筒中加入发泡的聚苯乙烯球体，并加热；S4：将S2中锯木屑树脂混合物洒入滚筒，在滚筒的运转中使混合液均匀包覆在内球体表面；S5：经一段时间外层物料固化形成复合材料外壳；S6：根据需要重复步骤S4直至小球各性能指标达到目标值。5.根据权利要求4所述的一种复合空心球的制备方法，其特征在于，根据步骤S1中锯木屑为杉木或松木锯木屑；处理温度为600‑900℃；过筛后碳化锯木屑优选尺寸范围为10μm‑2mm；碳化锯木屑比表面为50‑400m2/g。6.根据权利要求4所述的一种复合空心球的制备方法，其特征在于，根据步骤S2中锯木屑树脂混合物碳化锯木屑优选质量占比1‑10%。7.根据权利要求2所述的一种复合空心球的制备方法，其特征在于，根据步骤S3中发泡聚乙烯球体优选尺寸为2‑15mm。8.根据权利要求2所述的一种复合空心球的制备方法，其特征在于，根据步骤S3中所述滚筒转速为10–80rpm；加热温度设置为35‑65℃；搅拌时间为10‑60分钟。9.根据权利要求1所述的一种复合空心球的制备方法，其特征在于，根据步骤S4中每次包覆在内球体表面的厚度为10–100μm。2CN115073806A说明书1/4页一种复合空心球及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及空心球技术领域，尤其涉及一种复合空心球及其制备方法。背景技术[0002]随着海洋勘探和开发领域进程不断加快，海洋科研、海洋资源调查和海洋仪器设备研试等项目对固体浮力材料性能提出了更高要求，迫切需要低密度、高承压强度的固体浮力材料，保证以最小的固体浮力材料的外型尺寸对设备提供足够的浮力，提高设备的有效载荷。制备高强度浮力材料的关键材料之一是低密度调节剂，主要为微米级、毫米级和厘米级的空心球。现有技术中毫米级空心球主要采用纤维（如碳纤维、玻璃纤维、针状硅灰石）增强型复合材料空心球。但是其球壁密度较大（1500–3000kg/m3），限制了复合材料空心球本身的强度/密度比。专利CN201510606439.3公布了一种以蒸汽膨胀发泡的聚苯乙烯小球为复合空心球的球形内核，在该球形内核外表面从里到外均匀包覆多层纤维增强树脂混合物。专利CN201610528567.5在空心球壳层中加入空心玻璃微珠降低材料壳层密度。专利CN201610530503.9公布了一种三明治式复合材料空心球及用于制造该空心球的逐层包覆法，由外而内依次包括相互连接的最外层、中间层和最内层，所述的中间层内填充有空心玻璃微珠。现有技术均采用纤维和空心玻璃微珠多种填料进行复合，过程繁琐，容易导致产品性能不稳定，不适合批量生产，因此寻找一种填料，既有增强的作用，又有降密度的功效，是