专利名称:一种水敏感材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种水敏感材料及其制备方法，尤其涉及一种水上救生自动充气装置用的水敏感材料及其制备方法，该材料是水上救生装备自动充气装置上的关键元件。
背景技术：
水上救生自动充气装置用水敏感材料，国内还没有相关的研究和生产。目前的手动充气装置可靠性低，一旦人员失去知觉等情况发生将无法启动救生装置。目前的自动充气装置主要采用电路引发的，这种装置不仅结构复杂，而且可靠性差。自动充气装置的工作原理是平时由水敏感元件阻挡住击锤，并使弹簧处于压缩状态，当整个装置浸入水中后，水敏感元件在15s内立即变的松散而丧失强度，而不能再抵抗弹簧的压力，击锤随即在弹簧力的作用下向前运动，并推动撞针刺破气瓶口，从而使气瓶向浮囊内充气，将人员脱出水面。该工作原理要求水敏感材料在通常情况下由足够的强度支撑弹簧，但遇水能够迅速响应，丧失强度，使气瓶向浮囊内充气，从而达到救生的目的。目前关于水敏感材料的研究主要集中于多层水敏感构造物(专利号03808138.5)，它是由多层的材料构成，工艺复杂，成本高，而且该材料强度低，适用范围有限，而且制备过程不利于环保，所以研究本水敏感材料具有重要的现实意义。
发明内容本发明所要解决的技术问题是为了克服上述现有技术的工艺复杂，成本高，材料强度低，适用范围有限等不足而提出了一种水上救生自动充气装置用的水敏感材料，本发明的另一个目的提供上述材料的制备方法。
本发明的技术解决方案如下一种水敏感材料，其原料组成及各组分占原料总量的质量百分含量分别如下原料组成 质量百分比甲基纤维素 0～15％
Al2O30～5％Na2CO320～40％柠檬酸 10～20％CaCO330～60％本发明还提供了上述的水敏感材料的制备方法，其步骤如下A.按上述比例称取原料；将称好的原料在有机溶剂中混合研磨4～6小时；B.将上述研磨过的原料烘干后再过筛；C.加入占原料总量质量百分比为0～1％PVA粘结剂，研磨1～3小时造粒，过筛；D.将上述粉料压制成型，得到水敏感材料。
其中所述原料都采用市售，制备步骤A中研磨优选滚筒式球磨机，采用湿法球磨，有机溶剂优选异丙醇或乙醇；步骤B、C中过筛优选用80目筛子；步骤D用粉末压片机将混有PVA的粉料压制成型，对应于救生装备自动充气装置，优选压制成厚约3mm，直径约14mm的薄圆片。
步骤B中原料的烘干按常规方法烘干，一般在50-60℃烘干5-6小时。
将水敏感材料试样放入水中反应，并用秒表测试其响应时间；采用CSS-2205电子万能试验机，将压好的水敏感材料试样平整地放入测试样品区域，然后测得抗压强度。
有益效果1.本发明水敏感材料符合环保要求，无毒性，对环境无污染，而且成本低。
2.本发明水敏感材料的响应时间短(5～15s)、安全系数大、可靠性强。
3.现有的水敏感材料为多层材料，而本发明为单层的水敏感材料，工艺简单，容易实现，而且成本低。
4.采用本发明水敏感元件的自动充气装置，结构简单、安全性高，可以提高水上救生装备的合格率，显著提升充气式水上救生装备的档次和性能。
具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
本发明水敏感材料的9个具体实施例的组成如表1所示
表1
实施例1#组成如表1中1#所示，具体制备方法包括下列步骤A.按选定原料的质量百分比称取原料，将称好的原料在异丙醇中混合4小时。
B.原料在50℃烘干机中烘干6小时后，再过80目筛。
C.按原料总量的0.1wt％比例加入PVA粘结剂，然后研磨1小时左右造粒，过80目筛。
D.用粉末压片机将混有PVA的粉料压制成厚约3mm，直径约14mm的薄圆片。
将水敏感材料试样放入水中反应，并用秒表测试其响应时间，测得该水敏感材料的响应时间约为12s。
采用CSS-2205电子万能试验机，将压好的水敏感材料试样平整地放入测试样品区域，然后测得抗压强度，约为30MPa。
实施例2#组成如表1中2#所示，具体制备方法包括下列步骤A.按选定原料的质量百分比称取原料，将称好的原料在乙醇溶剂中混合4小时。
B.原料在60℃烘干机中烘干5小时后烘干后，再过80目筛。
C.按原料总量的0.1wt％比例加入PVA粘结剂，然后研磨1小时左右造粒，过80目筛。
D.用粉末压片机将混有PVA的粉料压制成厚约3mm，直径约14mm的薄圆片。
将水敏感材料试样放入水中反应，并用秒表测试其响应时间，测得该水敏感材料的响应时间约为13s。
采用CSS-2205电子万能试验机，将压好的水敏感材料试样平整地放入测试样品区域，然后测得抗压强度，约为32MPa。
实施例3#组成如表1中3#所示，具体制备方法包括下列步骤A.按选定原料的质量百分比称取原料，将称好的原料在异丙醇溶剂中混合4小时。
B.原料在55℃烘干机中烘干5小时后，再过80目筛。
C.按原料总量的0.3wt％比例加入PVA粘结剂，然后研磨1小时左右造粒，过80目筛。
D.用粉末压片机将混有PVA的粉料压制成厚约3mm，直径约14mm的薄圆片。
将水敏感材料试样放入水中反应，并用秒表测试其响应时间，测得该水敏感材料的响应时间约为11s。
采用CSS-2205电子万能试验机，将压好的水敏感材料试样平整地放入测试样品区域，然后测得抗压强度，约为40MPa。
实施例4#组成如表1中4#所示，具体制备方法包括下列步骤A.按选定原料的质量百分比称取原料，将称好的原料在乙醇溶剂中混合4小时。
B.原料在50℃烘干机中烘干6小时后，再过80目筛。
C.按原料总量的0.15wt％比例加入PVA粘结剂，然后研磨1小时左右造粒，过80目筛。
D.用粉末压片机将混有PVA的粉料压制成厚约3mm，直径约14mm的薄圆片。
将水敏感材料试样放入水中反应，并用秒表测试其响应时间，测得该水敏感材料的响应时间约为9s。
采用CSS-2205电子万能试验机，将压好的水敏感材料试样平整地放入测试样品区域，然后测得抗压强度，约为35MPa。
实施例5#组成如表1中5#所示，具体制备方法包括下列步骤A.按选定原料的质量百分比称取原料，将称好的原料在异丙醇溶剂中混合4小时。
B.原料60℃烘干机中烘干5.5小时后，再过80目筛。
C.按原料总量的0.2wt％比例加入PVA粘结剂，然后研磨1小时左右造粒，过80目筛。
D.在实验室中用粉末压片机将混有PVA的粉料压制成厚约3mm，直径约14mm的薄圆片。
将水敏感材料试样放入水中反应，并用秒表测试其响应时间，测得该水敏感材料的响应时间约为11s。
采用CSS-2205电子万能试验机，将压好的水敏感材料试样平整地放入测试样品区域，然后测得抗压强度，约为33MPa。
实施例6#组成如表1中6#所示，具体制备方法包括下列步骤A.按选定原料的质量百分比称取原料，将称好的原料在异丙醇溶剂中混合4小时。
B.原料在50℃烘干机中烘干6小时后，再过80目筛。
C.按原料总量的0.15wt％比例加入PVA粘结剂，然后研磨1小时左右造粒，过80目筛。
D.用粉末压片机将混有PVA的粉料压制成厚约3mm，直径约14mm的薄圆片。
将水敏感材料试样放入水中反应，并用秒表测试其响应时间，测得该水敏感材料的响应时间约为9s。
采用CSS-2205电子万能试验机，将压好的水敏感材料试样平整地放入测试样品区域，然后测得抗压强度，约为31MPa。
实施例7#组成如表1中7#所示，具体制备方法包括下列步骤A.按选定原料的质量百分比称取原料，将称好的原料在异丙醇溶剂中混合4小时。
B.原料55℃烘干机中烘干6小时后烘干后，再过80目筛。
C.按原料总量的0.25wt％比例加入PVA粘结剂，然后研磨1小时左右造粒，过80目筛。
D.用粉末压片机将混有PVA的粉料压制成厚约3mm，直径约14mm的薄圆片。
将水敏感材料试样放入水中反应，并用秒表测试其响应时间，测得该水敏感材料的响应时间约为9s。
采用CSS-2205电子万能试验机，将压好的水敏感材料试样平整地放入测试样品区域，然后测得抗压强度，约为37MPa。
实施例8#组成如表1中8#所示，具体制备方法包括下列步骤A.按选定原料的质量百分比称取原料，将称好的原料在乙醇溶剂中混合4小时。
B.原料在50℃烘干机中烘干6小时后，再过80目筛。
C.按原料总量的0.2wt％比例加入PVA粘结剂，然后研磨1小时左右造粒，过80目筛。
D.用粉末压片机将混有PVA的粉料压制成厚约3mm，直径约14mm的薄圆片。
将水敏感材料试样放入水中反应，并用秒表测试其响应时间，测得该水敏感材料的响应时间约为7s。
采用CSS-2205电子万能试验机，将压好的水敏感材料试样平整地放入测试样品区域，然后测得抗压强度，约为30MPa。
实施例9#组成如表1中9#所示，具体制备方法包括下列步骤A.按选定原料的质量百分比称取原料，将称好的原料在异丙醇溶剂中混合4小时。
B.原料在50℃烘干机中烘干6小时后，再过80目筛。
C.按原料总量的0.1wt％比例加入PVA粘结剂，然后研磨1小时左右造粒，过80目筛。
D.用粉末压片机将混有PVA的粉料压制成厚约3mm，直径约14mm的薄圆片。
将水敏感材料试样放入水中反应，并用秒表测试其响应时间，测得该水敏感材料的响应时间约为7s。
采用CSS-2205电子万能试验机，将压好的水敏感材料试样平整地放入测试样品区域，然后测得抗压强度，约为28MPa。
权利要求
1.一种水敏感材料，其原料组成及各组分占原料总量的质量百分含量分别如下原料组成 质量百分比甲基纤维素 0～15％Al2O30～5％Na2CO320～40％柠檬酸 10～20％CaCO330～60％
2.一种如权利要求
1所述的水敏感材料的制备方法，其步骤如下A.按上述比例称取原料；将称好的原料在有机溶剂中混合研磨4～6小时；B.将上述研磨过的原料烘干后再过筛；C.加入占原料总量质量百分比为0～1％PVA粘结剂，研磨1～3小时造粒，过筛；D.将上述粉料压制成型，得到水敏感材料。
3.根据权利要求
2所述的方法，其特征在于步骤A中研磨选用滚筒式球磨机湿法球磨。
4.根据权利要求
2所述的方法，其特征在于所述的机溶剂为异丙醇或乙醇。
5.根据权利要求
2所述的方法，其特征在于步骤B、C过筛选用80目筛子。
专利摘要
本发明涉及一种水敏感材料及其制备方法，尤其涉及一种水上救生自动充气装置用的水敏感材料及其制备方法。其原料组成为甲基纤维素，Al
文档编号C08K3/26GK1995114SQ200610161242
公开日2007年7月11日 申请日期2006年12月18日
发明者张其土, 王丽熙, 王军, 李斌 申请人:南京工业大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan