本發(fā)明涉及用于制備復(fù)合泡沫的方法和能獲得的復(fù)合泡沫，以及用于制造包含外殼與復(fù)合泡沫的浮力材料的方法和該浮力材料。本發(fā)明在許多領(lǐng)域中具有應(yīng)用，特別是在水下設(shè)備的領(lǐng)域中。在下面的描述中，方括號([])中的參考指的是在文本的末尾給出的參考文獻(xiàn)列表。
背景技術(shù)：
：在近海石油和天然氣生產(chǎn)中，柔性管道和補(bǔ)給線需要使用浮力來減少上部負(fù)荷或張力負(fù)荷，以實(shí)現(xiàn)包括緩慢、陡峭、柔韌和w波的特定配置。深水工程需要設(shè)計(jì)用于在超過3000msw(海水的米數(shù))的深度操作的模塊，在該深度下需要基本上更大的模塊、高負(fù)荷和耐極端流體靜壓力的浮力材料。浮力是在制造海底或水下設(shè)施時(shí)考慮的重要先決條件，該浮力是身體漂浮在液體中或在流體中上升的能力，并且依賴于將浸沒的物體推向表面的豎直上升力。這種浮力材料必須對水相對不可滲透的，并且必須能夠經(jīng)受住在深海環(huán)境中(例如在表面下方1500米處)遇到的等級的壓力。同樣重要的是，浮力材料應(yīng)具有低密度，因?yàn)閷τ诮o定的磅浮力要求，相對高密度的浮力材料需要很多磅的浮力材料，磅浮力是浮力材料與相同體積的海水的重量之間的重量差。此外，要考慮的另一個(gè)參數(shù)是材料的老化。實(shí)際上，為了預(yù)測產(chǎn)品的使用壽命(即設(shè)備預(yù)計(jì)為完全功能性的時(shí)間段)，必須控制海底或水下設(shè)施的由于低于屈服應(yīng)力且保持長的時(shí)間段的要求而引起的永久變形。還考慮了材料的疲勞，材料的疲勞指示當(dāng)重復(fù)加載(循環(huán)加載)時(shí)，材料在低于材料強(qiáng)度的應(yīng)力水平下的失效。一般而言，疲勞被認(rèn)為涉及超過5的循環(huán)數(shù)。最后，材料、本文所包含的化合物及其界面的老化現(xiàn)象是針對水下設(shè)備考慮到的真正缺點(diǎn)。實(shí)際上，聚合物在新鮮或海水的作用下經(jīng)受其性能上的不可逆變化：效果可能是聚合物的老化、水的吸收、輔助劑遷移、表面裂紋、水解、滲透和/或溶解。老化本身表現(xiàn)為聚合物、本文所包含的化合物及其界面的機(jī)械特性的劣化，有時(shí)導(dǎo)致聚合物和/或化合物的破壞。在許多情況下，聚合物對老化的抵抗力允許預(yù)測聚合物制品的使用壽命和/或壽命。過去已經(jīng)如由文獻(xiàn)us3,622,437([1])提出了一些浮力材料，該浮力材料包括多個(gè)熱塑性樹脂的模制中空體和復(fù)合泡沫，該熱塑性樹脂的模制中空體在至少一個(gè)平面中具有圓形橫截面以及小于1的總比重，所述中空體裝在復(fù)合泡沫中，所述泡沫塑料具有小于1的比重。然而，仍然需要適合于容易的工業(yè)化生產(chǎn)的用于制造復(fù)合泡沫和浮力材料的方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明使得通過用于制備復(fù)合泡沫的方法以及用此方法的浮力材料來響應(yīng)這些需求是可能的。有利地，根據(jù)用戶的選擇，與傳統(tǒng)澆鑄方法相比，本發(fā)明的方法允許澆鑄大零件(大于3m3)以及小零件。從長遠(yuǎn)來看，復(fù)合泡沫和包含復(fù)合泡沫的浮力材料是卓越的，并且在它們的使用期間，在環(huán)境中具有有限的物質(zhì)脫附，即使在海底環(huán)境中，并且甚至在高深度的水下環(huán)境中。本發(fā)明的復(fù)合泡沫由若干種填料摻入在可固化液體樹脂(例如環(huán)氧樹脂基體)中的組合制成。本發(fā)明的復(fù)合泡沫優(yōu)點(diǎn)是：·低密度·堅(jiān)固，經(jīng)受住水下的壓力·隔絕性能·多年之后是穩(wěn)定的(低且可控的浮力損失)。特別地，不同材料在水中的老化是低且可控的。用于海下條件，以便提供·浮力上升力，以便在安裝期間或永久地減輕設(shè)備在海水中的重量，·隔濕，以便隔絕管道本發(fā)明的第一目的涉及一種用于制備復(fù)合泡沫的方法，該方法包括以下步驟：a)將確定量的可固化液體樹脂單體或預(yù)聚物與聚合引發(fā)劑混合在一起，以便獲得可操作可固化液體樹脂；b)在確定的溫度范圍下將可操作可固化液體樹脂與確定量的至少一種類型的低密度微觀元件混合，所述微觀元件包括直徑為1μm至1mm的球體，并且在可操作可固化液體樹脂中以恒定的體積和/或質(zhì)量流速連續(xù)引入該微觀元件，同時(shí)限制微觀元件的破碎；c)在確定的溫度范圍下進(jìn)行均化并且使可操作可固化液體樹脂與微觀元件的混合物脫氣，以便獲得中間復(fù)合泡沫；d)在確定的溫度范圍下在容器中澆鑄中間復(fù)合泡沫，該容器可選地包含確定量的宏觀元件，該宏觀元件包括直徑為1mm至10cm的球體；以及e)使可操作可固化液體樹脂硬化；其中，在步驟a)至e)的一個(gè)或多個(gè)步驟中，調(diào)節(jié)溫度以控制和限制在步驟e)期間的放熱峰值，從而在容器內(nèi)獲得復(fù)合泡沫。在本發(fā)明的意義上，“可固化液體樹脂單體或預(yù)聚物”意指在固化前在室溫下處于液體狀態(tài)并且能夠永久地硬化的任何液體或粘稠聚合物。它們可為以下幾類：·一些是通過有機(jī)化合物的酯化或皂化來制造的?！ひ恍┦菬峁绦运芰?，其中術(shù)語“樹脂”可應(yīng)用于反應(yīng)物或產(chǎn)物，或兩者。“樹脂”可應(yīng)用于共聚物中兩種單體中的一個(gè)(另一種叫做“硬化劑”，如在環(huán)氧樹脂中)。在環(huán)氧樹脂的情況下，它可在包括環(huán)氧雙酚a二縮水甘油醚基樹脂、雙酚f環(huán)氧樹脂、酚醛清漆環(huán)氧樹脂(如環(huán)氧苯酚酚醛清漆(epn)和環(huán)氧甲酚酚醛清漆(ecn))、脂肪族環(huán)氧樹脂(如縮水甘油基環(huán)氧樹脂)和脂環(huán)族環(huán)氧化物(例如十二烷醇縮水甘油醚、六氫鄰苯二甲酸的二縮水甘油酯或三羥甲基丙烷三縮水甘油醚)、縮水甘油胺環(huán)氧樹脂以及甲基丙烯酸甲酯樹脂的組中選擇。·一些是聚氨酯樹脂，該聚氨酯樹脂由通過氨基甲酸酯(氨基甲酸乙酯)鍵連接的有機(jī)單元鏈構(gòu)成的聚合物組成。它們可以是在加熱時(shí)不熔化的熱固性聚合物，或熱塑性聚氨酯樹脂。·一些是二環(huán)戊二烯(dcpd)，它是一種熱固性樹脂，(加利福尼亞州帕薩迪納市的materia有限公司)和(加利福尼亞州帕薩迪納市的materia有限公司)，該列表不是限制性的。在用于制備復(fù)合泡沫的方法的步驟a)中，可固化液體樹脂單體或預(yù)聚物的確定量是獲得所需量的可操作可固化樹脂所必需的量。在本發(fā)明的意義上，“聚合引發(fā)劑”意指當(dāng)可固化液體樹脂單體或預(yù)聚物與聚合引發(fā)劑的混合物處于硬化條件時(shí)，允許設(shè)定或開始可固化液體樹脂單體或預(yù)聚物的凝固反應(yīng)的任何共反應(yīng)物。聚合引發(fā)劑的確定量是，一旦將混合物置于硬化條件下，獲得凝固的可固化液體樹脂單體或預(yù)聚物的量。聚合引發(fā)劑可根據(jù)可固化液體樹脂單體或預(yù)聚物的種類來選擇。它可以在包括多官能胺、酸、酸酐、酚、醇、硫醇和多元醇的組中選擇。例如，當(dāng)可固化液體樹脂單體或預(yù)聚物是聚氨酯時(shí)，聚合引發(fā)劑可以是多元醇。當(dāng)液態(tài)樹脂單體或預(yù)聚物是環(huán)氧樹脂時(shí)，聚合引發(fā)劑可以是硬化劑；例如多官能胺、酸、苯酚、醇或硫醇。在步驟a)中，定義可固化液態(tài)樹脂單體或預(yù)聚物與聚合引發(fā)劑的比，以達(dá)到可固化液體樹脂單體或預(yù)聚物與聚合引發(fā)劑之間的化學(xué)計(jì)量。該比例可由本領(lǐng)域技術(shù)人員如此容易地確定，因?yàn)樵摫壤ǔＴ诋a(chǎn)品的制造商數(shù)據(jù)表中指定。例如，該比可為1至10。例如，可固化液體樹脂單體或預(yù)聚物和聚合引發(fā)劑可經(jīng)由體積流量或質(zhì)量流量計(jì)單元來定量?？赏ㄟ^將固相摻入到液相中的裝置來進(jìn)行步驟a)的混合過程。該裝置和/或混合可避免將空氣摻入到由此獲得的可操作可固化液體樹脂中。該裝置可選自包括蝸桿和分散機(jī)的組。在該裝置為蝸桿的情況下，旋轉(zhuǎn)頻率可為20hz至100hz?？蛇x擇步驟a)的平均溫度，使得反應(yīng)可由于足夠高的溫度而引發(fā)，同時(shí)以在同一時(shí)間足夠低的溫度來限制反應(yīng)的速度，以便限制由于太高的溫度而損壞零件的芯的風(fēng)險(xiǎn)。有利地，該溫度允許以最低粘度繼續(xù)進(jìn)行，以便優(yōu)化球體的插入、降低澆鑄壓力并改善在澆鑄期間模具的分布和填充；在同一時(shí)間，溫度不應(yīng)該太高，以便防止失控的聚合反應(yīng)。可操作可固化液體樹脂單體或預(yù)聚物與聚合引發(fā)劑的這些系統(tǒng)是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，并且由于他的常識以及/或者由于通常由樹脂和聚合引發(fā)劑的供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)，他可容易地確定該溫度，所述數(shù)據(jù)允許獲得可操作可固化液體樹脂。平均溫度可選自例如15℃至80℃。例如，它可為15℃至60℃、或50℃至80℃的溫度。該溫度取決于可固化液體樹脂單體或預(yù)聚物與聚合引發(fā)劑對的性質(zhì)。因?yàn)榇嬖诟鞣N各樣的此類對，所以平均溫度從一對到另一對可能非常不同。用于使步驟a)的反應(yīng)開始的更準(zhǔn)確的溫度通常由樹脂和聚合引發(fā)劑的供應(yīng)商提供。在一個(gè)具體實(shí)施例中，可以在步驟a)的所有持續(xù)時(shí)間期間監(jiān)控溫度，以便使溫度保持在這些值的范圍內(nèi)，使得本發(fā)明的方法可以開始，并且從而限制和控制步驟e)期間的放熱峰值。放熱峰值是在可操作可固化樹脂的聚合期間可能達(dá)到的溫度。在本發(fā)明的方法期間，通過在一個(gè)或多個(gè)且優(yōu)選全部的步驟a)至e)期間操縱溫度來限制和控制該峰。放熱峰值溫度根據(jù)所使用的系統(tǒng)而不同，并且例如可從環(huán)境溫度，即約25℃，至約300℃，這取決于可固化液體樹脂和聚合引發(fā)劑的性質(zhì)。根據(jù)可固化液體樹脂單體或預(yù)聚物和聚合引發(fā)劑的種類來監(jiān)控溫度。例如，當(dāng)可操作可固化液體樹脂單體或預(yù)聚物是環(huán)氧樹脂并且聚合引發(fā)劑是胺硬化劑時(shí)，步驟a)的溫度可根據(jù)所使用的系統(tǒng)來調(diào)節(jié)，例如為15℃至80℃。在本發(fā)明的意義上，“在步驟e)期間控制和限制放熱峰值”意指在步驟e)期間具有放熱峰值的容量(capacity，能力)，該放熱峰值的溫度是預(yù)先確定的。它還意指具體地在步驟e)期間出現(xiàn)放熱峰值，而不是在先前的步驟a)至d)期間出現(xiàn)。通過實(shí)施步驟a)獲得的可固化液體樹脂是液體樹脂單體或預(yù)聚物與聚合引發(fā)劑的混合物，該混合物是可傾倒液體的形式。更具體地，它可以是均勻混合物，幾乎不含氣泡，該混合物在室溫下或在步驟b)的確定的溫度下處于允許步驟b)中定義的混合的狀態(tài)或具有允許步驟b)中定義的混合的粘度。在本發(fā)明的意義上，“低密度”意指其密度小于水的密度的任何成分中的至少一種。該微觀元件可具有為約100kg/m3至約700kg/m3的密度，例如200kg/m3至450kg/m3或300kg/m3至400kg/m3。有利地，低密度成分的引入具有降低可操作可固化液體樹脂的重量的技術(shù)功能。換句話說，對于相同體積的可操作可固化液體樹脂，單獨(dú)的可操作可固化液體樹脂的重量高于包含低密度成分的可操作可固化液體樹脂的重量。在本發(fā)明的意義上，“微觀元件”意指包括球體中的任何成分，該球體具有為1μm至1mm的直徑。微觀元件可具有球狀體或卵形體的形式，例如球體。微觀元件可由選自包括玻璃(例如玻璃微觀球體3mtm-k20)、陶瓷、聚合物、金屬、碳和飛灰的組的材料制成。微觀元件可以是中空的，即包含空氣?？商鎿Q地，它可以是實(shí)心的，即完整的材料。它可以是無孔的，因此它可能不能吸收液體，該液體可以是液體樹脂或水。有利地，當(dāng)?shù)兔芏任⒂^元件是中空微觀元件時(shí)，微觀元件的密度小于全微觀元件的密度。例如，微觀元件可以是中空玻璃微觀球體。步驟b)的混合過程可在確定的溫度下進(jìn)行，以便獲得合適的粘度，即允許混合的粘度，以及控制聚合。有利地，確定溫度以便限制和控制步驟e)中的放熱峰值。溫度根據(jù)可操作可固化液體樹脂的性質(zhì)并且可能根據(jù)微觀元件的種類來確定。由于存在各種各樣的樹脂和各種各樣的微觀元件，所以平均溫度可能從一個(gè)系統(tǒng)到另一個(gè)系統(tǒng)非常不同。根據(jù)樹脂的性質(zhì)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地推導(dǎo)出步驟b)的反應(yīng)的更準(zhǔn)確的溫度。例如，在步驟b)開始時(shí)的溫度通常為約15℃至約90℃。例如，當(dāng)可操作可固化液體樹脂是環(huán)氧樹脂并且微觀元件是玻璃微觀球體3mtm-k20時(shí)，步驟b)的溫度可以從15℃調(diào)節(jié)到40℃?？筛鶕?jù)可操作可固化液體樹脂的量和聚合引發(fā)劑的量以體積百分?jǐn)?shù)來確定微觀元件的量。微觀元件/樹脂的體積比可為30％至75％，優(yōu)選約55％。在復(fù)合泡沫中，以體積比計(jì)，微觀元件的量可為10％至73％，例如10％至65％。例如，微觀元件可經(jīng)由劑量測定泵來定量。有利地，步驟b)的混合過程以這樣的方式實(shí)現(xiàn)，即使得微觀元件的破碎受到限制。步驟b)的混合過程可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何裝置進(jìn)行，例如通過選自包括蝸桿和分散機(jī)的組的裝置進(jìn)行。步驟b)的經(jīng)調(diào)節(jié)的體積和/或質(zhì)量流速為5kg/min至30kg/min和/或30kg/min至60kg/min。有利地，調(diào)節(jié)體積或質(zhì)量流速，使得在步驟b)期間微觀元件、樹脂和聚合引發(fā)劑之間的所有的比都是恒定的。步驟c)的均化過程可在確定的溫度下進(jìn)行，以便獲得混合物，該混合物的粘度允許低剪切力并且/或者限制了基質(zhì)的自加熱，并且然后控制和/或限制反應(yīng)的放熱峰值。有利地，避免了微觀元件的破碎和混合物的自加熱，同時(shí)充分混合了微觀元件、樹脂和聚合引發(fā)劑。溫度和粘度值高度依賴于偶聯(lián)樹脂/聚合引發(fā)劑。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員通常已知此類產(chǎn)品的粘度調(diào)節(jié)方法。此外，對于此類產(chǎn)品，關(guān)于粘度的信息通常由供應(yīng)商給出。在該具體實(shí)施例中，根據(jù)可操作可固化液體樹脂和微觀元件的種類來監(jiān)控溫度。步驟c)的混合過程可通過在包含可操作可固化液體樹脂和微觀元件的混合物上施加機(jī)械力來進(jìn)行。該力可選自剪切力和均化力，該剪切力和均化力可導(dǎo)致小于約15％的微觀元件的降解或破碎。施加機(jī)械力的裝置可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何裝置。例如，它可選自包括蝸桿和粉末分配器的組。例如，在步驟c)的發(fā)送中獲得的可操作可固化液體樹脂可具有5pa.s至300pa.s的動態(tài)粘度，例如50pa.s至200pa.s，或者例如100pa.s至150pa.s。混合物的脫氣可通過本領(lǐng)域已知的任何方法來實(shí)現(xiàn)，例如通過施加具有小于大氣壓力的值的真空，該混合物包含可操作可固化液體樹脂和微觀元件或者由其組成。有利地，混合過程和脫氣過程串行實(shí)現(xiàn)，因此以較低持續(xù)時(shí)間的方法進(jìn)行更均勻的混合。有利地，串行脫氣確保了在基體中具有有限空氣腔的復(fù)合泡沫。因此獲得的中間復(fù)合泡沫含有可操作可固化液體樹脂和微觀元件，其中小于15％的微觀元件可能破碎。在本發(fā)明的意義上，“宏觀元件”意指包括直徑為1mm至10cm的球體中的任何成分中的至少一種。優(yōu)選地，宏觀元件的密度低于水的密度。有利地，宏觀元件可改善復(fù)合泡沫的浮力。宏觀元件的密度可為100至600，例如200至500，例如從300至400。它可具有選自包括球狀體(例如球體、卵形體、棱柱、多面體、圓柱體、圓錐體、平行六面體、立方體、長方體形式、方椎體、三角形棱錐和三角形棱柱的組的形狀。在優(yōu)選實(shí)施例中，宏觀元件可以是宏觀球體。宏觀元件可由選自包括熱塑性塑料(例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯)和熱固性塑料(例如環(huán)氧樹脂、聚酯或聚氨酯)、陶瓷以及鋼的組的材料制成。在具體實(shí)施例中，宏觀元件由熱塑性塑料(例如聚乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯)或熱固性塑料(例如環(huán)氧樹脂、聚酯或聚氨酯)或陶瓷或鋼的球體的外部殼制成，可能裝有可能充有玻璃、碳和/或礦物的纖維。允許制備宏觀元件的方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。例如，可通過擠壓吹塑、通過添加工藝、通過例如通過焊接、膠合或塑料注射來組裝2個(gè)中空半成分(如，例如球體)來制造宏觀元件?？商鎿Q地，可通過用熱固性樹脂(例如消耗性聚苯乙烯)涂覆低密度中心來制備宏觀元件。宏觀元件可以是中空的，或者它可以是實(shí)心，即充滿材料。有利地，當(dāng)宏觀元件是中空的宏觀元件時(shí)。在該實(shí)施例中，與實(shí)心的宏觀元件相比，宏觀球體的密度降低。例如，宏觀元件可以是中空宏觀球體。步驟d)的澆鑄過程可在確定的粘度下進(jìn)行，以便獲得中間復(fù)合泡沫在宏觀元件之間的均勻重新分配。步驟d)的粘度可足夠高，使得中間復(fù)合泡沫在宏觀元件之間流動。溫度可根據(jù)復(fù)合泡沫的種類選擇，并且可由本領(lǐng)域技術(shù)人員容易地確定，因?yàn)闇囟群拖嚓P(guān)粘度通常在產(chǎn)品的制造商數(shù)據(jù)表中指定。在一個(gè)具體實(shí)施例中，也可以在步驟d)的所有持續(xù)時(shí)間期間監(jiān)控溫度，以便溫度保持在這些值的范圍內(nèi)，從而控制和限制步驟e)期間的放熱峰值。有利地，步驟d)的溫度保持在不會對復(fù)合泡沫造成損壞的溫度下?？梢酝ㄟ^實(shí)施澆鑄和聚合實(shí)驗(yàn)來檢查不存在損壞，在澆鑄和聚合實(shí)驗(yàn)期間用熱電偶記錄溫度，然后可以在視覺上和/或通過測量玻璃化轉(zhuǎn)變的溫度來驗(yàn)證泡沫塑料上不存在損壞。例如，當(dāng)中間復(fù)合泡沫基于環(huán)氧樹脂時(shí)，步驟d)的溫度可保持在140℃以下。宏觀元件的量可根據(jù)中間復(fù)合泡沫的量來確定。例如，與容器內(nèi)的零件的總體積相比，宏觀元件的量可為10％至99％。例如，當(dāng)宏觀元件是宏觀球體時(shí)，它們的量可為43％至64％，特別是當(dāng)宏觀球體具有相同的直徑時(shí)。澆注到容器中的中間復(fù)合泡沫的體積可以大于1升。例如，該體積可大于2升，例如它可以是3升或4升。在根據(jù)間歇方法制造鑄件的情況下，澆鑄到容器中的體積可以不受限制。步驟d)的澆鑄過程可以以幾個(gè)連續(xù)的澆鑄過程來實(shí)現(xiàn)。使可操作可固化液體樹脂硬化的步驟e)可以通過允許向系統(tǒng)提供能量然后使可操作可固化液體樹脂硬化的任何方法來實(shí)現(xiàn)，該可操作可固化液體樹脂包含在中間復(fù)合泡沫中。例如，該方法可為使用微波、加熱、uv、催化劑。在可操作可固化液體樹脂的硬化期間，可將溫度保持在使得系統(tǒng)不會降解的溫度下。該溫度取決于復(fù)合泡沫和/或微觀元件和/或宏觀元件的種類。它可由本領(lǐng)域技術(shù)人員容易地確定。有利地，使可操作可固化液體樹脂硬化的步驟e)可以在不會對復(fù)合泡沫造成損壞的溫度下實(shí)現(xiàn)。有利地，步驟d)的溫度保持在不會對復(fù)合泡沫造成損壞的溫度下?？梢酝ㄟ^實(shí)施澆鑄和聚合實(shí)驗(yàn)來檢查不存在損壞，在澆鑄和聚合實(shí)驗(yàn)期間溫度用熱電偶記錄，然后可以在視覺上和/或通過測量玻璃化轉(zhuǎn)變的溫度來驗(yàn)證泡沫塑料上不存在損壞。可替換地或以互補(bǔ)的方式，可測量玻璃化轉(zhuǎn)變的溫度。例如，當(dāng)宏觀元件在聚乙烯中時(shí)，該溫度可保持在100℃以下。在一個(gè)具體實(shí)施例中，也可以在步驟e)的所有持續(xù)時(shí)間期間監(jiān)控溫度，以便檢查溫度是否保持在復(fù)合泡沫的分解溫度以下。如上所述，在步驟a)至e)中的一個(gè)或多個(gè)步驟中，可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何方法來調(diào)節(jié)溫度，以限制和控制步驟e)期間的放熱峰值。例如，該方法可使用中間熱傳遞的器皿或串聯(lián)的溫度交換器。容器可以是能夠接收復(fù)合泡沫并且抵抗可操作可固化液體樹脂的硬化的任何容器。在可操作可固化液體樹脂硬化后，可密閉容器。容器可以是非防水或防水的。例如，它可以是線性低密度聚乙烯或中等密度聚乙烯的旋轉(zhuǎn)模制品，或者金屬(例如鋼或鋁)或復(fù)合材料模具。在另一個(gè)實(shí)施例中，可在該方法的步驟e)之后移除容器。步驟a)至e)可以間歇式或連續(xù)流方法來進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟a)至e)中的一些可間歇進(jìn)行，而其它步驟可以以連續(xù)流方法進(jìn)行。有利地，在每批次中，與傳統(tǒng)的澆鑄工藝相比，在連續(xù)澆鑄的情況下，本發(fā)明的方法能夠澆鑄大部件(例如最大至約7m3或更大)和/或小部件，這取決于由用戶選擇的反應(yīng)器尺寸。所獲得的復(fù)合泡沫的密度可為200kg/m3至800kg/m3。例如，該密度可為300kg/m3至700kg/m3、或400kg/m3至600kg/m3、或450kg/m3至550kg/m3的密度。在微觀元件是微觀球體并且宏觀元件是宏觀球體的情況下，可根據(jù)原理(i)來定義復(fù)合泡沫的浮力：浮力＝v殼×(ρ流體-ρ復(fù)合材料復(fù)合泡沫塑料)其中：浮力：定義為流體施加在在復(fù)合泡沫上的上升豎直力，以kg為單位。v殼：定義為容器的內(nèi)部體積，以m3為單位ρ流體：定義為該復(fù)合材料復(fù)合泡沫所浸入的流體的密度，以kg/m3為單位ρ復(fù)合材料復(fù)合泡沫塑料：定義為復(fù)合材料復(fù)合泡沫的密度，以kg/m3為單位(i)其中·ρ復(fù)合材料復(fù)合泡沫塑料＝％宏觀球體體積×ρ宏觀球體+％實(shí)驗(yàn)復(fù)合泡沫塑料體積×ρ實(shí)驗(yàn)復(fù)合泡沫塑料其中：％微觀球體體積：定義為在殼內(nèi)部由宏觀球體占據(jù)的實(shí)際體積百分?jǐn)?shù)ρ復(fù)合材料復(fù)合膜塑料：定義為宏觀球體的實(shí)際密度，以kg/m3為單位％實(shí)驗(yàn)復(fù)合泡沫塑料體積：定義為在殼內(nèi)部復(fù)合泡沫的體積(以m3為單位)百分?jǐn)?shù)，ρ實(shí)驗(yàn)復(fù)合泡沫塑料：定義為復(fù)合泡沫在加工后的實(shí)際密度，考慮到基體中的空氣和微球的破碎比，以kg/m3為單位·ρ實(shí)驗(yàn)復(fù)合泡沫塑料＝γ加工×(％硬化劑體積×ρ硬化劑+％μ球體體積×ρμ球體+％樹脂體積×ρ樹脂)其中：％硬化劑體積：定義為硬化劑的計(jì)算比，以便具有關(guān)于樹脂的正確化學(xué)計(jì)量，以％為單位ρ硬化劑：定義為固化劑的密度，以kg/m3為單位％μ球體體積：定義為針對復(fù)合泡沫定義的微觀球體的計(jì)算比，以％為單位ρμ球體：定義為微觀球體的密度，以kg/m3為單位％樹脂體積：定義為樹脂的計(jì)算比，以便具有關(guān)于硬化劑的正確化學(xué)計(jì)量，以％為單位ρ樹脂：定義為樹脂的密度，以kg/m3為單位·λ加工：是考慮以下項(xiàng)的因子：加工損失、基體中剩余的空隙、聚合期間的收縮、微觀球體破碎率。這個(gè)因子對于使用的每種基體和微觀球體是不同的?！ぃズ暧^球體體積計(jì)算：％受壁影響的孔隙率：定義為與殼接觸的球體之間的可用空間，這是實(shí)驗(yàn)值，如在ben和legoff的“effetdeparoidanslesempilementsdésordonnésdesphèresetapplicationàlaporositédemélangesbinaires”，powdertechnol(粉體技術(shù))，1(1967/68)281-290([2])中所定義的。％緊密堆積的孔隙率：定義為當(dāng)殼不再影響宏觀球體堆積時(shí)，球體之間的可用空間，這是實(shí)驗(yàn)值，如在ben和legoff的文獻(xiàn)([2])中定義的。v受壁影響：定義為由與殼接觸的所有的半部分宏觀球體占據(jù)的體積。該測量應(yīng)使用cad軟件來確定。對于簡單的形狀，可分析地計(jì)算體積v受壁影響。v受壁影響可以以m3為單位。v緊密堆積＝v殼—v受壁影響v緊密堆積可以以m3為單位。本發(fā)明的第二個(gè)目的涉及一種用于制造浮力材料的方法，該浮力材料包括外殼和復(fù)合泡沫，所述制造方法包括以下步驟：a)將確定量的可固化液體樹脂單體或預(yù)聚物與聚合引發(fā)劑混合在一起，以便獲得可操作可固化液體樹脂；b)在確定的溫度范圍下將可操作可固化液體樹脂與確定量的至少一種類型的低密度微觀元件混合，所述微觀元件包括直徑為1μm至1mm的球體，并且在可操作可固化液體樹脂中且以恒定的體積和/或質(zhì)量流速連續(xù)引入該微觀元件，同時(shí)限制微觀元件的破碎；c)在確定的溫度范圍下進(jìn)行均化并且使可操作可固化液體樹脂與微觀元件的混合物脫氣，以便獲得中間復(fù)合泡沫；d)在確定的溫度范圍下在容器中澆鑄中間復(fù)合泡沫，該容器可選地包含確定量的宏觀元件，該宏觀元件包括直徑為1mm至10cm的球體；以及e)使可操作可固化液體樹脂硬化；其中，在步驟a)至e)的一個(gè)或多個(gè)步驟中，調(diào)節(jié)溫度以避免在步驟a)至e)期間的放熱峰值，其中，容器確定浮力的外殼，由此獲得浮力材料。外殼可以是在本發(fā)明方法的步驟d)中也有助于接收中間復(fù)合泡沫和復(fù)合泡沫的容器，并且這在上面已經(jīng)定義?？商鎿Q地，可以移除容器。在本實(shí)施例中，外殼是在步驟e)中獲得的硬化樹脂的外表面。在不同的實(shí)施例中，容器可以被移除并且被涂層替代，該涂層為外殼。在這種情況下，外殼可以是選自玻璃纖維、噴漆、薄紗(tissue)、聚合物(諸如線型低密度聚乙烯和中密度聚乙烯)、聚氨酯涂層的織物。用于制造浮力材料的方法包括用于制備復(fù)合泡沫的方法的步驟。換句話說，用于制造復(fù)合泡沫的方法的步驟a)至e)與用于制造浮力材料的方法的步驟a)至e)相同。用于制造復(fù)合泡沫的方法的所有定義和實(shí)施例都適用于制造浮力材料的方法。本發(fā)明的浮力材料可被制造用于在距海的表面200m的距離處漂浮。浮力材料可被制造用于在距海的表面600m的距離處漂浮。浮力材料可被制造用于在距海的表面4000m的距離處漂浮。有利地，根據(jù)式(ii)，基于復(fù)合泡沫的密度可以為模塊計(jì)算浮力：浮力mod-csf＝v殼×(ρ復(fù)合材料復(fù)合泡沫塑料-ρ海水)(ii)浮力mod-csf：定義為復(fù)合材料復(fù)合泡沫的浮力，而不考慮殼和部件配件，以kg為單位ρ復(fù)合材料復(fù)合泡沫塑料：定義為復(fù)合材料復(fù)合泡沫的密度，以kg/m3為單位有利地，模塊組件浮力計(jì)算可以根據(jù)式(iii)來計(jì)算：浮力mod＝浮力mod-csf+海水中的重量組件(iii)對于非浮力材料，海水中的重量部件被定義為海水中的各個(gè)組件配件(作為金屬插件、夾具、張緊系統(tǒng)...)的重量；海水中的重量應(yīng)減去浮力材料的復(fù)合材料復(fù)合泡沫浮力，并且該重量(海水中的重量)應(yīng)加在復(fù)合材料復(fù)合泡沫浮力中，以kg為單位。浮力mod被定義為模塊(殼和部件)浮力，以kg為單位。本發(fā)明的另一個(gè)目的是通過本發(fā)明的方法可獲得的復(fù)合泡沫，該復(fù)合泡沫包含分散在包含了可固化液體樹脂的基體與低密度微觀元件的混合物中的宏觀元件，其中所述宏觀元件包括直徑為1mm至10cm的球體，并且所述微觀元件包括直徑為1μm至1mm的球體。在一個(gè)實(shí)施例中，可固化液體樹脂是環(huán)氧樹脂，微觀元件是中空玻璃微觀元件，并且宏觀元件是中空宏觀元件。本發(fā)明的另一個(gè)目的是一種浮力材料，該浮力材料包含通過本發(fā)明的方法可獲得的復(fù)合泡沫。本發(fā)明的另一個(gè)目的是通過執(zhí)行本發(fā)明的方法可獲得的浮力材料。本發(fā)明的另一個(gè)目的是石油的海底開采方法，該方法包括使用本發(fā)明的復(fù)合泡沫或本發(fā)明的浮力材料的步驟。合成材料或浮力材料可以將海底開采管線保持在定義的海底水平下。有利地，海底開采管線包括管線和本發(fā)明的復(fù)合泡沫或本發(fā)明的浮力材料。在閱讀為了例示的目的而給出的由附圖所示的下面給出的實(shí)例時(shí)，其它優(yōu)點(diǎn)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員也可變得顯而易見。附圖說明-圖1示出了用于減輕柔性管道的分散式浮力模塊的示例，該柔性管道的直徑為338mm，該分散式浮力模塊包括注水立管(riser)，并且具有厚度為10mm的殼(容器)以及在半殼中體積為1.56m3的復(fù)合泡沫。-圖2示出了模塊化安裝浮力體的示例，以便在安裝步驟期間減輕設(shè)備。-圖3用浮力、m物體、ρ流體和ρ物體示出了浮力原理。-圖4示出了復(fù)合泡沫，其具有吸水性(箭頭)，具有聚合物基體(1)以及微玻璃泡和/或宏觀球體(2)。-圖5顯示(a)：浮力模塊內(nèi)部視圖；為了控制本發(fā)明的復(fù)合泡沫的芯部，已切割了a浮力模塊；浮力模塊殼(3)由本發(fā)明的8mm低線性密度聚乙烯和復(fù)合材料復(fù)合泡沫(4)組成。(b比例：1cm＝2,5cm)：本發(fā)明的復(fù)合泡沫由例如環(huán)氧樹脂基體和中空玻璃微觀球體(5)以及中空聚合物宏觀球體(6)組成。(c)：在基體中的中空玻璃微觀球體。-圖6示出了在基體中配混前的玻璃微觀球體。-圖7示出了玻璃微觀球體顯微鏡視圖。-圖8示出了熱塑性宏觀球體。-圖9示出了浮力測量程序。-圖10示出了根據(jù)在設(shè)計(jì)期限期間工作壓力下的浮力與使用壽命結(jié)束時(shí)的壓力之間的凈浮力、與制造之后的目標(biāo)浮力、在設(shè)計(jì)期限開始時(shí)的凈浮力和在使用壽命結(jié)束時(shí)的凈浮力而用于確定浮力的三個(gè)步驟。-圖11示出了殼壁對球體之間的孔隙率的影響。(a)：壁對堆積的影響。(b)：孔隙率是以球體直徑表示的距壁的距離的函數(shù)。-圖12示出了(a)殼壁對立方體孔隙率的影響的實(shí)例，詳述了緊密堆積體積/受殼的壁影響的體積。(7)是殼的總體積(以灰色表示)：v殼。(8)是殼的壁與緊密堆積體積之間的距離，0.5倍的宏觀球體直徑。(9)是受壁影響的殼內(nèi)部的體積：v受壁影響。(10)是緊密堆積體積(以紅色表示)：v緊密堆積。(b)示出了浮力模塊形狀，該浮力模塊具有外徑(a)、內(nèi)徑(b)和高(c)。-圖13示出了復(fù)合泡沫澆鑄機(jī)的原理，該澆鑄機(jī)包括：輸出部(11)、混合頭和將微觀球體與基體混合的單元(12)、移除混合物中的氣泡的真空單元(13)、預(yù)混粘合劑和2種環(huán)氧樹脂組分的混合物(14)、從頂部接收填料的填料料斗(15)、微觀球體計(jì)量料斗(16)、在溫度方面調(diào)節(jié)的硬化劑中間罐(17)、串聯(lián)的調(diào)節(jié)每個(gè)基體組分溫度的質(zhì)量流量的質(zhì)量流量計(jì)(18)、在溫度方面調(diào)節(jié)的樹脂中間罐(19)。-圖14示出了浮力模塊產(chǎn)品的加工(部分1至部分6)。具體實(shí)施方式實(shí)施例1：材料描述1.1產(chǎn)品實(shí)例：分散式浮力模塊可在殼或模具內(nèi)部澆鑄本發(fā)明的復(fù)合泡沫，每部分的澆鑄的體積可在30升至3-4m3之間。分布式浮力模塊通常由內(nèi)部夾緊系統(tǒng)和復(fù)合泡沫浮力元件組成。浮力元件可提供在兩個(gè)半部分中，該半部分結(jié)合有模制的內(nèi)部凹部，該凹部被構(gòu)造用于將來自浮力的力傳遞到夾具，并且隨后傳遞到立管。該凹部還適應(yīng)于立管在使用期間的彎曲。內(nèi)部夾緊系統(tǒng)可固定到管道，并且兩個(gè)半模塊可被緊固在夾具周圍。參見圖1。1.2產(chǎn)品實(shí)例：安裝模塊化浮力體安裝模塊化浮力體主要用于安裝階段期間。使用這種浮力體，目標(biāo)是減少搬運(yùn)需求以及便于重物料的安裝。在水中，高重量的設(shè)備接合到模塊式浮力體，2個(gè)設(shè)備的表觀重量可以為零。參見圖2。1.3物理原理復(fù)合泡沫應(yīng)在水下確定的深度處提供浮力，而不會隨著時(shí)間性能退化。在接下來的3個(gè)章節(jié)中說明了這3個(gè)物理原理。1.3.1浮力完全或部分浸沒在流體中的任何物體被一個(gè)力浮起，該力等于被物體替代的流體的重量。-阿基米德原理(archimedesofsyracuse)。參見圖3，提供浮力原理，其中：浮力＝將浸沒的物體推向表面的豎直上升力m物體＝在這種情況下，空氣中的復(fù)合泡沫的質(zhì)量ρ流體＝在這種情況下，ρ海水ρ物體＝在這種情況下，ρ復(fù)合泡沫在我們的情況下，物體完全浸入在流體中：v替代的海水＝v復(fù)合泡沫＝v浮力＝m復(fù)合泡沫–m替代的海水浮力＝v×ρ復(fù)合泡沫-v×ρ海水浮力＝v×(ρ復(fù)合泡沫-ρ海水)其中：m以kg為單位v以m3為單位ρ以kg/m3為單位浮力以kg為單位1.3.2流體靜壓力由于重力，壓力由流體內(nèi)給定點(diǎn)處的處于平衡狀態(tài)的流體施加。流體靜壓力與從表面測量的深度成比例地增加，因?yàn)閺纳戏绞┘酉蛳碌牧Φ牧黧w的重量增加。流體中的流體靜壓力可使用以下方程式確定：p液體＝h×ρ×g其中p＝壓力(n/m2，pa)h＝液柱的高度、或測量壓力處的流體的深度(m)ρ＝流體的密度(kg/m3)g＝重力常數(shù)(9.81m/s2)簡言之，確定流體靜壓力與海水中深度的函數(shù)的一種快速方法近似為，海水中每深10m，壓力增加1巴。100swm(100海水米)→10巴1000swm→100巴1.3.3吸水性吸水性是材料在潮濕條件下吸收水的能力。在復(fù)合泡沫處于海下條件下的情況下，可限制并控制吸水性(25年內(nèi)小于5％)。復(fù)合泡沫特別適用于該條件。在泡沫塑料中產(chǎn)生的所有空隙都被密封在密閉的單元球體中。這些球體注入在聚合物基體中。所使用的所有材料都是專門開發(fā)的，以便在使用壽命期間具有非常穩(wěn)定的行為。參見圖4。微觀元件作為微玻璃泡的使用以及宏觀元件作為宏觀球體在作為環(huán)氧樹脂基體的可固化液體樹脂中的使用，不允許水進(jìn)入泡沫塑料內(nèi)部，并且確保了在使用壽命期間的泡沫性能。1.4本發(fā)明的復(fù)合泡沫的原理本發(fā)明的復(fù)合泡沫是復(fù)合材料復(fù)合泡沫?？傮w上而言，復(fù)合泡沫是復(fù)合材料密閉單元泡沫塑料。單元(cell，小孔，密閉空間)是通過在聚合物基體內(nèi)部配混微中空球體而產(chǎn)生的。在本發(fā)明的復(fù)合泡沫中，為了降低密度，添加了宏觀元件，例如中空的宏觀元件。參見圖5。實(shí)例2：本發(fā)明的復(fù)合材料復(fù)合泡沫的組成1.微觀元件微觀元件可選自包括玻璃、陶瓷、聚合物、金屬和碳的組在一個(gè)實(shí)施例中，微觀元件是中空玻璃微觀球體。玻璃泡是工程中空玻璃微觀球體，該微觀球體是低密度顆粒。在基體中使用：·降低泡沫塑料密度→密度范圍從125kg/m3到600kg/m3·降低成本·增強(qiáng)產(chǎn)品性能玻璃泡的球形形狀提供了許多重要的優(yōu)點(diǎn)，包括：·更高的填料載量·減少的收縮和翹曲·高的流體靜壓力強(qiáng)度。玻璃泡的化學(xué)穩(wěn)定的堿石灰-硼硅酸鹽玻璃組成提供了優(yōu)異的耐水性。它們還是不可燃的和非多孔的，因此它們不吸收樹脂。而且，它們的低堿度賦予玻璃泡與大多數(shù)樹脂的相容性、穩(wěn)定的粘度和長的貯藏壽命。參見圖6和圖7。2.宏觀球體宏觀元件可以是選自包括熱固性樹脂(諸如環(huán)氧樹脂或聚酯樹脂)或熱塑性樹脂(諸如聚乙烯)或陶瓷和鋼的組的材料。在一個(gè)實(shí)施方案中，為了降低基體(密度大于水)的密度和總量，添加空心宏觀球體。工藝中使用宏觀球體工藝：參見圖8和圖9。熱塑性宏觀球體：可注塑半球體，并且通過熱板法可焊接2個(gè)半球體。3.可固化液體樹脂可固化液體樹脂單體或預(yù)聚物是環(huán)氧樹脂基體。樹脂可以是例如環(huán)氧雙酚a二縮水甘油醚基的。聚合引發(fā)劑可以是胺硬化劑。在環(huán)境溫度下，環(huán)氧樹脂可以是透明的，并且具有類似于熱蜂蜜的粘度。在15℃下，環(huán)氧樹脂具有5200mpa.s至9200mpa.s的粘度。在40℃下，它可具有300mpa.s至550mpa.s的粘度。在20℃下，其密度可為1至1.5。在室溫下可發(fā)生環(huán)氧樹脂的硬化，并且在40℃至80℃可發(fā)生后固化。聚合引發(fā)劑是透明的黃色，粘度類似于水。在15℃下，其粘度可為25mpa·s至45mpa·s。在40℃下，固化劑可具有8mpa.s至15mpa.s的粘度。在20℃下，其密度可為0.90至1.10。每重量的環(huán)氧樹脂/硬化劑的混合比為50/50至100/60。在20℃下，硬化劑與和環(huán)氧樹脂的混合物可具有300mpa.s至530mpa.s的粘度，例如355至505，例如約420mpa.s。在50℃下，粘度可為30mpa·s至70mpa·s。對于被調(diào)節(jié)到最大值40℃的混合物的溫度，該混合物的放熱峰值可達(dá)到例如140℃的溫度。對于被調(diào)節(jié)到最大值30℃的混合物的溫度，放熱峰值值可達(dá)到55℃。而對于被調(diào)節(jié)到最大值20℃的混合物的溫度，不存在放熱峰值。實(shí)例3：復(fù)合泡沫測試為了生產(chǎn)符合要求的泡沫塑料，要控制的主要3個(gè)因素是：·泡沫塑料密度·澆鑄的體積·泡沫流體靜力學(xué)性能(短期和長期)對于復(fù)合材料復(fù)合泡沫，提供了完整的表征測試報(bào)告以證明材料對于應(yīng)用的性能。對于本發(fā)明的每個(gè)復(fù)合材料復(fù)合泡沫配方，執(zhí)行以下測試：1.密度控制該測試的目的是控制所生產(chǎn)的復(fù)合泡沫符合規(guī)格。如果控制的密度不符合規(guī)格，則產(chǎn)品的最終浮力將會錯(cuò)誤，并且復(fù)合泡沫將不具有正確的性能?？刂泼總€(gè)組分的密度，然后控制制造的復(fù)合泡沫的密度。可使用本領(lǐng)域技術(shù)人員可用的任何測試來控制密度。2.環(huán)氧樹脂玻璃化轉(zhuǎn)變溫度該測試的目的是控制基體具有正確的網(wǎng)狀物水平。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度應(yīng)符合復(fù)合泡沫規(guī)格。如果玻璃化轉(zhuǎn)變不符合規(guī)范，則基體將不具有化學(xué)和機(jī)械性能，并且最終產(chǎn)品將表現(xiàn)不佳?？墒褂帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員可用的任何測試來控制基體的網(wǎng)狀物水平。3.流體靜力強(qiáng)度和吸水性測試儀表的浮力損失測試。之前，在生產(chǎn)期間和/或在生產(chǎn)之后，澆鑄本發(fā)明的復(fù)合泡沫的樣品以便控制完整的系統(tǒng)性能。該測試的目的是浸沒代表性樣品，并將壓力升高到高達(dá)針對配方估計(jì)的工作壓力。樣品尺寸為：直徑300mm，長度800mm。在完整的測試期間記錄樣品的浮力。在測試之后計(jì)算在產(chǎn)品的使用壽命期間的浮力損失。測試的持續(xù)時(shí)間依據(jù)規(guī)格；公共值是96小時(shí)測試第一部分確認(rèn)測試以及24h測試生產(chǎn)的擴(kuò)展?？墒褂帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員可用的任何測試程序來測量浮力的流體靜力學(xué)性能。例如，它可以是文獻(xiàn)中所描述的測試。4.有效浮力進(jìn)行浮力測試，以便控制浮力模塊上升力符合要求。在這種情況下，全尺寸浮力模塊被浸入水中，以便驗(yàn)證測量的浮力是否符合所需的浮力?？墒褂帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員可用的任何測試程序，以便控制浮力模塊上升力符合要求。通用原理在圖10中描述。實(shí)例4：復(fù)合泡沫性能在浮力模塊的設(shè)計(jì)壽命期間，浮力模塊可浸沒在工程要求中規(guī)定的設(shè)計(jì)水深處。這些條件需要適合于在指定深度下進(jìn)行操作的復(fù)合泡沫。在此期間，由于初始流體靜力壓縮、吸水性和流體靜力蠕變，復(fù)合泡沫可具有有限和可控的浮力損失。因此，浮力的確定可能有三個(gè)步驟來滿足要求：·制造后的目標(biāo)浮力·最大操作深度的凈浮力·使用壽命結(jié)束時(shí)的凈浮力，參見圖11。浮力分析的目的是確保在設(shè)計(jì)期限期間工作壓力下的浮力與使用壽命結(jié)束時(shí)的壓力之間始終保持所需的凈浮力。低于流體靜壓力的浮力是短期浮力。在這種情況下，浮力變化(增加或損失)是可逆的。如果移除壓力，則值回到制造之后的目標(biāo)浮力。因此定義知道：·制造之后的目標(biāo)浮力，(增加或損失)·由于海水壓力導(dǎo)致的線性彈性流體靜力壓縮(增加或損失)最小的長期浮力是在設(shè)計(jì)期限之后低于流體靜壓力的浮力。因此定義知道：·制造之后的目標(biāo)浮力，考慮最小值·由于海水壓力導(dǎo)致的線性彈性流體靜力壓縮，考慮最小值·由于非線性永久浮力損失導(dǎo)致的使用壽命結(jié)束時(shí)的浮力，考慮最小值。這示出于圖12?？煽紤]所有的浮力損失因素的貢獻(xiàn)：使用壽命結(jié)束時(shí)的浮力＝制造之后的浮力+線性流體靜力浮力變化+非線性永久浮力損失密度配比計(jì)算浮力＝v殼×(ρ流體-ρ復(fù)合泡沫塑料)ρ復(fù)合泡沫塑料＝％宏觀球體體積×ρ宏觀球體+γ加工×(％μ球體體積×ρμ球體+％環(huán)氧樹脂體積×ρ環(huán)氧樹脂)γ加工考慮以下項(xiàng)的因子：加工損失、基體中剩余的空隙、聚合期間的收縮、微觀球體破碎率。這個(gè)因子對于使用的每種基體和微觀球體是不同的。ρ環(huán)氧樹脂＝ρ硬化劑×％硬化劑體積+ρ樹脂×％樹脂體積ρ宏觀球體體積計(jì)算：殼中的球體的量與接收球體的殼的壁效應(yīng)有關(guān)。球體關(guān)于殼的總體積的越小，堆積將更優(yōu)化。目標(biāo)是通過小心堆積的宏觀球體使殼的內(nèi)部體積飽和，宏觀球體的體積可能低于100％，例如從50％到70％。在圖13中示出了壁對堆積的影響，孔隙率是球體之間的空間：％宏觀球體體積＝1-％孔隙率如圖13所示，在球體的0.5×直徑處，平均孔隙率變得穩(wěn)定，達(dá)到％緊密堆積的孔隙率＝36％。從殼的壁到球體的0.5倍直徑，平均孔隙率為％受壁影響的孔隙率＝56％。那么確定殼中平均堆積的公式是：％m球體體積＝v受壁影響×(1-％受壁影響的孔隙率)+v緊密堆積×(1-％緊密堆積的孔隙率)v受壁影響是由與殼接觸的所有的半部分宏觀球體占據(jù)的體積。該測量可使用cad軟件(可以cmsintellicad購得)來確定。對于簡單的形狀，可分析地計(jì)算體積v受壁影響。v受壁影響以m3為單位。v緊密堆積＝v殼—v受壁影響v緊密堆積以m3為單位參見圖14。實(shí)例5：制造方法的實(shí)例本章節(jié)旨在描述制造方法，以便生產(chǎn)本發(fā)明的復(fù)合材料復(fù)合泡沫。1.原材料的處理除確保良好的工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)以及應(yīng)用在材料安全數(shù)據(jù)表(msds)中給出的措施之外，建議遵循以下步驟，以便避免制劑的污染。樹脂(組分a和b)在200升的鋼桶或1立方米的中型散裝容器(ibc)中可供使用。每個(gè)組分對水和氧敏感，導(dǎo)致聚合之后材料性能的變化。容器在使用之前可以是敞開的，并且具有吸水器系統(tǒng)的蓋可替代原始蓋。預(yù)定要用樹脂填充的中間罐和進(jìn)料線可以是干凈的。容器可放在留存罐上。微觀球體可以在1或2立方米的大袋中可供使用。水分將微觀球體粘在一起，以便避免這種影響，大袋可保持密閉，直到安裝設(shè)置和使用為止。宏觀球體在1立方米的大袋中可供使用。應(yīng)小心地搬運(yùn)大袋，使得球體不得受到?jīng)_擊或撞擊，并且從而使球弱化。大袋應(yīng)保持密閉，以便避免球體上的灰塵。2.材料儲存對于環(huán)氧樹脂2組分：推薦的儲存范圍為5℃至50℃。在這些儲存條件下，保證了以原始密封包裝交貨的日期起，產(chǎn)品的24個(gè)月的貯藏壽命。對于微觀球體：為了幫助確保易于儲存和處理，同時(shí)保持自由流動性能，玻璃泡已由化學(xué)穩(wěn)定的玻璃制成，并包裝在硬紙板容器內(nèi)的耐負(fù)荷聚乙烯袋中。最低儲存條件應(yīng)為在未加熱的倉庫中的未開封的袋。在高濕度條件下，其中環(huán)境溫度在很寬的范圍內(nèi)循環(huán)，當(dāng)溫度下降并且空氣收縮時(shí)，水分可以被吸入袋中。結(jié)果可能是水分在袋內(nèi)凝結(jié)。長時(shí)間暴露于這些條件可導(dǎo)致玻璃泡“結(jié)塊”至各種程度。為了最小化“結(jié)塊”的可能性且延長儲存壽命，提出以下建議：·在使用之后請仔細(xì)重新捆綁敞開的袋。·如果在運(yùn)輸或搬運(yùn)期間刺破了聚乙烯袋，請盡快使用該袋、將孔打補(bǔ)丁，或?qū)?nèi)容物插入未損壞的袋中。·在炎熱和潮濕的月份，保存于可用的最干燥、最冷的空間?！と绻煽氐膬Υ鏃l件不可用，則請承擔(dān)最低庫存，并根據(jù)先進(jìn)先出來加工。對于宏觀球體：宏觀球體應(yīng)保存于干燥且無塵的區(qū)域。儲存溫度不應(yīng)高于70℃。實(shí)施例6：復(fù)合泡沫澆鑄機(jī)原理為了加工復(fù)合泡沫材料，使用澆鑄機(jī)，用于高質(zhì)量的制造和生產(chǎn)率。使用自動聯(lián)機(jī)組分調(diào)節(jié)，以便確保澆鑄期間正確的混合比例和混合的穩(wěn)定性。所有參數(shù)都由機(jī)器進(jìn)行控制和監(jiān)控，并允許準(zhǔn)確地知道澆鑄的材料的性能：·澆鑄機(jī)調(diào)節(jié)基體的每個(gè)基體組分的溫度和質(zhì)量流速?！Ｓ玫拇B脫氣設(shè)備將從氣泡從混合物中移除參見圖15。在澆鑄前：·自動從中間罐泵送聚合引發(fā)劑和樹脂ibc·對組分進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)(加熱或冷卻)以便達(dá)到24℃·用熱解法二氧化硅和微觀球體自動填充計(jì)量料斗(f1和f2)在澆鑄期間：·環(huán)氧樹脂和聚合引發(fā)劑從中間罐泵送到預(yù)混粘合劑，每個(gè)組分的質(zhì)量流量使用質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行調(diào)節(jié)?！⒕酆弦l(fā)劑和樹脂混合在預(yù)混粘合劑中混合·同時(shí)，使用計(jì)量料斗以恒定速率分配填料，并將該填料傳遞在填料料斗中·然后用蝸桿將液體和填料混合在一起(該混合技術(shù)不會破壞微微觀球體)·真空單元將氣泡從混合物中移除·最后，復(fù)合泡沫通過出口排出混合頭，并且可被倒入在填充有宏觀球體的模具中。在澆鑄后：·應(yīng)使用自動清洗法清潔混合頭。示例7：制造方法本章節(jié)的目的是為了解釋制造方法，以便生產(chǎn)本發(fā)明的復(fù)合材料復(fù)合泡沫。該方法主要在于混合每個(gè)組分：·用化學(xué)計(jì)量法進(jìn)行匯集·遵循每個(gè)步驟的溫度和持續(xù)時(shí)間·不改變中空球體的機(jī)械特性·在混合物中不包含空氣復(fù)合材料復(fù)合泡沫制造步驟描述于圖16。1.將可固化液體樹脂單體或預(yù)聚物與聚合引發(fā)劑混合的步驟可在初始化聚合所需的最低溫度下實(shí)現(xiàn)混合的開始，同時(shí)控制和限制步驟a)至e)中的一個(gè)或多個(gè)步驟期間的放熱峰值。該最低溫度可為15℃至90℃，這取決于可固化液體樹脂和聚合引發(fā)劑的性質(zhì)。在可固化液體樹脂單體或預(yù)聚物和聚合引發(fā)劑的混合期間，溫度不應(yīng)超過90℃至120℃，并且應(yīng)在90℃至120℃下處置。在聚合期間，環(huán)氧樹脂具有放熱反應(yīng)，如果不加以控制，則這個(gè)溫度可增加直到燃燒澆鑄部分的芯部和殼。在該實(shí)施例中，溫度不應(yīng)升高到約150℃以上。這些溫度取決于可固化液體樹脂和聚合引發(fā)劑的性質(zhì)，并且可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員的一般知識容易地確定。2.將可操作可固化液體樹脂與微觀元件混合的步驟如果必要的話，可以調(diào)節(jié)將可操作可固化樹脂與微觀元件混合的溫度，以控制和限制放熱峰值。根據(jù)樹脂/聚合引發(fā)劑的性質(zhì)，溫度可保持在15℃與60℃之間，例如17℃至45℃，例如20℃至40℃。3.使可操作可固化液體樹脂和微觀元件的混合物均化和脫氣的步驟如果必要的話，可以調(diào)節(jié)均化和脫氣的溫度，以控制和限制放熱峰值。根據(jù)樹脂/聚合引發(fā)劑的性質(zhì)，溫度可保持在15℃與50℃之間，例如17℃至45℃，例如20℃至40℃。4.將中間復(fù)合泡沫放入容器中的步驟如果必要的話，可以調(diào)節(jié)在容器中澆鑄中間復(fù)合泡沫的溫度，以控制和限制放熱峰值。根據(jù)樹脂/聚合引發(fā)劑的性質(zhì)，溫度可保持在15℃與50℃之間，例如17℃至45℃，例如20℃至40℃。5.使可操作可固化液體樹脂硬化的步驟可操作可固化液體樹脂的硬化可通過在15℃至50℃的溫度下(例如17℃至45℃、例如20℃至40℃)加熱樹脂來實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施方案中，操縱溫度來控制和限制放熱峰值。實(shí)施例8：浮力的計(jì)算實(shí)例1.長方體形狀該實(shí)例將考慮長方體形狀浮力，該長方體形狀具有1m(a，高)、2m(b，寬)和1.5m(c，深)的邊緣。配方選擇參數(shù)是：樹脂的體積比硬化劑的體積比μ球體的體積比比率樹脂＝26.6％比率硬化劑＝18.4％比率μ球體＝55％樹脂密度硬化劑密度μ球體密度ρ樹脂＝1140kg/m3ρ硬化劑＝970kg/m3ρμ球體＝200kg/m3加工因子γ加工＝1.05宏觀球體直徑dm球體＝25.4mm宏觀球體密度ρm球體＝363kg/m3殼體積以及受壁影響的體積的計(jì)算：v殼＝a×b×c＝1×2×1.5＝3m3v受壁影響＝v殼-v緊密堆積＝0.162m3％宏觀球體計(jì)算：密度計(jì)算：ρ復(fù)合泡沫塑料＝γ加工×(％硬化劑體積×ρ硬化劑+％μ球體體積×ρμ球體+％樹脂體積×ρ樹脂)＝620kg/m32.圓柱體形狀該實(shí)例將考慮圓柱體形狀浮力，該圓柱體形狀具有2m的直徑(a)和3m的高度(b)，設(shè)計(jì)深度為500m。配比選擇參數(shù)是：樹脂的體積比硬化劑的體積比μ球體的體積比比率樹脂＝26.6％比率硬化劑＝18.4％比率μ球體＝55％樹脂密度硬化劑密度μ球體密度ρ樹脂＝1140kg/m3ρ硬化劑＝970kg/m3ρμ球體＝125kg/m3加工因子γ加工＝1.12宏觀球體直徑dm球體＝35.6mm宏觀球體密度ρm球體＝205kg/m3殼體積以及受壁影響的體積的計(jì)算：v受壁影響＝v殼-v緊密堆積＝0.277m3％宏觀球體計(jì)算：密度計(jì)算：ρ復(fù)合泡沫塑料＝γ加工×(％硬化劑體積×ρ硬化劑+％μ球體體積×ρμ球體+％樹脂體積×ρ樹脂)＝615kg/m33.浮力模塊形狀這種形狀與分散式浮力模塊的形狀種類相同(參考圖14b)，其中：a＝0.4mb＝0.1mc＝0.5參數(shù)是：樹脂的體積比硬化劑的體積比μ球體的體積比％樹脂體積＝26.6％％硬化劑體積＝18.4％％μ球體體積＝55％樹脂密度硬化劑密度μ球體密度ρ樹脂＝1140kg/m3ρ硬化劑＝970kg/m3ρμ球體＝200kg/m3加工因子γ加工＝1.048宏觀球體直徑dm球體＝25.4mm宏觀球體密度ρm球體＝363kg/m3殼體積以及受壁影響的體積的計(jì)算：v受壁影響＝v殼-v緊密堆積＝0.006m3％宏觀球體計(jì)算：密度計(jì)算：ρ復(fù)合泡沫＝γ加工×(％硬化劑體積×ρ硬化劑+％μ球體體積×ρμ球體+％樹脂體積×ρ樹脂)＝620kg/m3ρ復(fù)合材料的復(fù)合泡沫＝％m球體體積×ρm球體+(1-％m球體體積)×ρ復(fù)合泡沫＝466kg/m3，kg/m3參考文獻(xiàn)列表1.us3,622,437.2.benandlegoff,“effetdeparoidanslesempilementsdésordonnésdesphèresetapplicationàlaporositédemélangesbinaires”,powdertechnol,1(1967/68)281-290.當(dāng)前第1頁12