[發明專利]用于平流層飛艇的蒙皮材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010397546.0
• 申請日: 2020-05-12
• 公開（公告）號: CN111590981A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 鄭燕;紀雪梅;劉軍虎;宋鑫;陳帥;李雅男;劉賢豪;臧立恒;程媛
• 申請（專利權）人: 中國樂凱集團有限公司
• 主分類號: B32B27/02
• 分類號: B32B27/02;B32B27/12;B32B27/30;B32B27/36;B32B7/12;B32B33/00;B32B37/12;B32B38/00;B64B1/06;B64B1/14;D06N3/00;C09D129/04;C09D7/61;C09D7/63
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 尹璐

本發明提出了用于平流層飛艇的蒙皮材料及其制備方法。該蒙皮材料包括依次層疊設置的耐候層、阻隔層、粘合層、錨接層和承力層，其中，錨接層由等離子處理過的納米氧化物雜化改性的水性粘合劑組成。本發明所提出的蒙皮材料，通過錨接層將粘接層與承力層復合到一起，且錨接層的表面經過等離子體改性，如此，錨接層可以更有效地提高承力層與粘合層之間的面結合能，從而使蒙皮材料滿足高阻氦和高強度的同時，兼具低面密度和高抗撕裂性能，進而使平流層飛艇的高空服役壽命更長。

技術領域

本發明涉及涂覆材料技術領域，具體的，本發明涉及用于平流層飛艇的蒙皮材料及其制備方法。

背景技術

目前，平流層飛艇依靠高性能的蒙皮材料和程序自動化的控制及動力系統，已進入廣泛的軍事、民用等領域。由于飛艇長期在平流層這種特殊的環境中工作，晝夜溫差大且空氣稀薄，所以需要其蒙皮材料必須具有較低的面密度、極佳的氦氣阻隔性能以及優異的力學強度。單一的材料結構無法高質量地完成飛艇的多項性能指標，現有的蒙皮材料結構一般包括支撐層、粘合層、阻氦層、粘合層和耐候層。

其中，高強纖維具有高比強度、高比彈性模量、良好的抗沖擊性等優良的力學性能，而被用作蒙皮材料的承力層。但是，纖維的表面化學惰性大，與粘合層樹脂的相互作用僅僅局限于較弱的次級原子力作用，而導致界面粘接性較差，從而無法保證在纖維破壞前均勻、有效地傳遞載荷，因此，改善承力層與粘合層界面結合狀況是提高蒙皮材料整體力學性能的關鍵。

發明內容

本發明是基于發明人的下列發現而完成的：

本發明人在研究過程中，提出一種新的蒙皮材料結構，通過錨接層將承力層與粘接層復合到一起，且經過等離子體處理表面改性后的錨接層，可以更有效地提高承力層與粘合層之間的面結合能，從而使蒙皮材料的力學強度高、氦氣滲透率低的同時，抗撕裂能力更優且質量更輕。

在本發明的第一方面，本發明提出了一種用于平流層飛艇的蒙皮材料。

根據本發明的實施例，所述蒙皮材料包括依次層疊設置的耐候層、阻隔層、粘合層、錨接層和承力層，其中，所述錨接層由等離子處理過的納米氧化物雜化改性的水性粘合劑組成。

本發明實施例的蒙皮材料，通過錨接層將粘接層與承力層復合到一起，且錨接層的表面經過等離子體改性，如此，錨接層可以更有效地提高承力層與粘合層之間的面結合能，從而使蒙皮材料滿足高阻氦性和高強度的同時，兼具低面密度和高抗撕裂性能，進而使平流層飛艇的高空服役壽命更長。

另外，根據本發明上述實施例的蒙皮材料，還可以具有如下附加的技術特征：

根據本發明的實施例，所述水性粘合劑中納米氧化硅的添加量為0.1～1wt.％。

根據本發明的實施例，形成所述耐候層的材料包括聚偏氟乙烯膜、乙烯-四氟乙烯共聚物膜和聚酰亞胺膜中的一種，且所述耐候層的厚度為10～30微米。

根據本發明的實施例，形成所述阻隔層的材料包括熱固化后的0.5～15重量份的含羥基的水溶性聚合物、0.1～15重量份的納米氧化物、0.01～2重量份的石墨烯和0.01～5重量份的有機硅氧烷類偶聯劑，且所述阻隔層的厚度為0.1～3微米。

根據本發明的實施例，形成所述粘合層的材料包括聚氨酯粘合劑，且所述粘合層的厚度為10～30微米。

根據本發明的實施例，形成所述承力層的材料包括Vectran纖維、聚酰亞胺纖維、Kevlar纖維、聚對苯撐苯并二噁唑纖維和超高分子量聚乙烯纖維中的一種，且所述承力層的面密度為80～120g/m²。

在本發明的第二方面，本發明提出了一種用于平流層飛艇的蒙皮材料的制備方法。