[發(fā)明專利]囊體材料、囊體、浮空器及囊體材料的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611247059.6
• 申請(qǐng)日: 2016-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN108609153A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳光啟空間技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B64B1/58
• 分類號(hào): B64B1/58;B32B7/12;B32B27/36;B32B27/34;B32B33/00;C09J175/04;C09D175/08;C09D175/06;C09D7/61
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 趙囡囡;金田蘊(yùn)

本發(fā)明公開了一種囊體材料、囊體、浮空器及囊體材料的制備方法。其中該囊體材料包括氣體阻隔層，氣體阻隔層為雙氫氧化物片層材料分散于聚合物之中所制備的涂層或薄膜。由于聚合物本身通常具有較好的柔韌性，但氣體阻隔性能比較差，本發(fā)明通過(guò)對(duì)聚合物進(jìn)行雙氫氧化物片層材料共混改性，提高其阻隔性，使其作為囊體材料的阻隔層，從而制得具有良好柔韌性的囊體材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空航天技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種囊體材料、囊體、浮空器及囊體材料的制備方法。

背景技術(shù)

浮空器通過(guò)內(nèi)部充滿輕于空氣的氣體提供靜升力，可在地球平流層及其以下空域?qū)崿F(xiàn)駐空停留，在對(duì)地觀測(cè)、導(dǎo)彈預(yù)警、通信中繼、航空旅游等軍民領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。囊體材料作為浮空器的主體結(jié)構(gòu)材料，通常由耐候?qū)?、阻隔層、承?織物)層復(fù)合而成，其主要性能指標(biāo)包括強(qiáng)度、阻隔性、耐候性、可加工性能等。其中，阻隔層的氦氣阻隔性能直接決定了浮空器的駐空時(shí)間以及維護(hù)使用成本。

目前，囊體材料的氣體阻隔層主要有以下三類：一是高阻隔性聚合物薄膜或涂層，如乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、聚乙烯醇(PVA)、聚酯以及含氟聚合物薄膜。其中，阻隔性最好的是EVOH，將1μm EVOH涂層涂覆在聚乙烯薄膜上，透氦率就可以低至20mL/(m²·atm·24h)。但該聚合物的阻隔性對(duì)水汽敏感，阻隔性隨吸水率增加而迅速降低，因此通常需要在其兩側(cè)覆蓋水汽阻隔層。聚乙烯醇(PVA)阻隔性薄膜也存在上述問(wèn)題。聚酯薄膜的阻隔性相比EVOH和PVA稍差但仍算優(yōu)異，厚度大于16μm的聚酯薄膜自身阻隔性較好，透氦率為1800mL/(m²·atm·24h)/(16μm)。同時(shí)由于其優(yōu)異的力學(xué)性能和環(huán)境穩(wěn)定性，使其廣泛應(yīng)用于囊體材料，尤其是層壓復(fù)合工藝制造的囊體材料。含氟聚合物耐候性極佳，通常作為囊體材料的耐候?qū)樱捎谄湟簿哂胁诲e(cuò)的氣體阻隔性，在囊體材料中起到輔助的氣體阻隔作用。如厚度25μm的聚氟乙烯薄膜其透氦率為2300mL/(m²·atm·24h)/(25μm)。二是鍍鋁聚合物薄膜或鋁箔，緊密的金屬堆積賦予其優(yōu)異的氣體阻隔性。三是聚合物共混物；通過(guò)無(wú)機(jī)材料與聚合物共混或聚合物/聚合物共混，提高聚合物的氣體阻隔性。

目前，浮空器囊體材料大多采用鍍鋁材料、鋁箔或PET為氣體阻隔層。雖然鍍鋁膜或鋁箔具有優(yōu)異的氣體阻隔性，但其具有兩個(gè)顯著的缺點(diǎn)：其一，耐揉搓性較差，經(jīng)揉搓后的氣體阻隔性衰減較大；其二，鍍鋁膜不具有熱焊接性能，制備浮空器時(shí)只能通過(guò)涂膠粘接，增加了工藝的復(fù)雜性；而PET為氣體阻隔層的囊體材料柔性較差。

浮空器囊體材料對(duì)高阻隔層的要求是在保證阻隔要求的情況下使質(zhì)量盡量小，同時(shí)不影響蒙皮材料耐候性能和加工性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種囊體材料、囊體、浮空器及囊體材料的制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中氣體阻隔層耐揉搓性較差的技術(shù)問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種囊體材料。該囊體材料包括氣體阻隔層，氣體阻隔層為雙氫氧化物片層材料分散于聚合物之中所制備的涂層或薄膜。

進(jìn)一步地，聚合物為熱塑性聚氨酯。

進(jìn)一步地，雙氫氧化物片層材料占?xì)怏w阻隔層的重量百分比為1～10％。

進(jìn)一步地，囊體材料包括由外向內(nèi)依次層疊設(shè)置的耐候?qū)?、氣體阻隔層、膠層和承重層。

進(jìn)一步地，耐候?qū)訛楹|(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3～20％ZnO的聚氨酯或含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5～20％TiO₂的熱塑性聚氨酯的復(fù)合膜或涂層。

進(jìn)一步地，耐候?qū)拥暮穸葹?0～35微米。

進(jìn)一步地，膠層為聚氨酯熱熔膠或雙組份聚氨酯膠黏劑。

進(jìn)一步地，膠層的厚度為10～25微米。

進(jìn)一步地，承重層為織物。