玻璃钢、其制备方法及浮空器吊舱技术

技术编号:15674823 阅读:108 留言:0更新日期:2017-06-23 00:27
本发明专利技术提供了一种玻璃钢、其制备方法及浮空器吊舱。其中,玻璃钢包括至少两层纤维层、设置于两层纤维层之间的胶膜层以及设置于胶膜层的至少一侧的石墨烯层,石墨烯层位于胶膜层与纤维层之间。由于石墨烯为层状结构,从而能够直接将上述层状石墨烯设置于胶膜层的表面,无需将石墨烯混入胶膜层中,进而有效地避免了石墨烯在胶膜层中单独掺杂导致的掺杂不均匀的问题;并且,由于很薄的石墨烯层就能够具有较大的杨氏模量和断裂强度,进而使设置有石墨烯层的玻璃钢在厚度很小的情况下就能够具有很大的机械强度。

Glass steel, its preparation method and aerostat pod

The present invention provides a glass fiber, its preparation method and aerostat pod. Wherein, the glass fiber reinforced plastic comprises at least two layers of fiber layers, a gum film layer arranged between the two layers of fiber layers, and a graphene layer at least one side of the adhesive film layer, wherein the graphene layer is positioned between the glue film layer and the fiber layer. Due to the layered structure of graphene, which can be directly arranged on the surface of the layered graphene film, without graphene with rubber coating, which can effectively avoid the graphene film in separate doping leads to uneven doping problems; and, because of a very thin layer of graphene can with the young's modulus and fracture strength of the larger, and the set of glass steel graphene layer is small in thickness of the case can have large mechanical strength.

【技术实现步骤摘要】
玻璃钢、其制备方法及浮空器吊舱
本专利技术涉及复合材料制备领域,具体而言,涉及一种玻璃钢、其制备方法及浮空器吊舱。
技术介绍
玻璃钢是一种纤维强化塑料,其性质质轻而硬、不导电、性能稳定、回收利用少且耐腐蚀,可以代替钢材制造机器零件和汽车、船舶等外壳。目前,代替钢材应用于机器零件和汽车、船舶等外壳的玻璃钢需要具有更大的机械强度,以满足技术不断发展的需要。浮空器中的飞艇是一种轻于空气的航空器,由巨大的流线型舱体、位于舱体下面的吊舱、起稳定控制作用的尾面和推进装置组成。其中,吊舱供人员乘坐和装载货物。目前,如浮空器吊舱这类高空用产品的壳体通常为金属结构,从而使产品存在重量大的问题,难以满足航天航空领域中对产品重量的要求。因此,在目前的航天航空领域中如浮空器吊舱这类高空用产品的外壳需要在具有较大机械强度的同时,也能够具有更轻的重量。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种玻璃钢、其制备方法及浮空器吊舱,以解决现有技术中的玻璃钢在保证具有较大机械强度的基础上重量较大的问题。为了实现上述目的,根据本专利技术的一个方面,提供了一种玻璃钢,玻璃钢包括至少两层纤维层、设置于两层纤维层之间的胶膜层以及设置于胶膜层的至少一侧的石墨烯层,石墨烯层位于胶膜层与纤维层之间。进一步地,每相邻的两层纤维层之间均设置有胶膜层。进一步地,胶膜层的两侧均设置有石墨烯层。进一步地,石墨烯层的厚度为0.35~35nm。进一步地,石墨烯层占胶膜层的重量比为20~55%,纤维层占胶膜层的重量比为30~55%。进一步地,胶膜层的原料包括树脂和固化剂。根据本专利技术的另一方面,提供了一种玻璃钢的制备方法,制备方法包括:将石墨烯层设置于胶膜预备层的表面;将胶膜预备层设置于至少两个纤维层中各相邻的两个纤维层之间,并将胶膜预备层固化以形成胶膜层。进一步地,在将石墨烯层设置于胶膜预备层表面的步骤之前,制备方法还包括在基材上形成石墨烯层的步骤,石墨烯层包括至少一层石墨烯预备层。进一步地,当至少一层石墨烯预备层仅为一层时,形成石墨烯层的步骤包括:S1、在金属层上生长石墨烯预备层,形成预制物;S2、将预制物中的石墨烯预备层覆盖于基材的表面;S3、刻蚀去除金属层,在基材的表面形成石墨烯层。进一步地,当石墨烯预备层为N层,且石墨烯层的厚度为0.35~35nm时,N为大于等于3的自然数,形成石墨烯层的步骤包括:S1、在金属层上生长石墨烯预备层,形成预制物;S2、重复步骤S1,直至形成N个预制物;S3、将其中一预制物中的石墨烯预备层覆盖于基材的表面,并刻蚀去除该预制物中的金属层,形成一石墨烯结构层;S4、将另一预制物的石墨烯预备层覆盖于所述石墨烯结构层,刻蚀去除所述另一预制物中的金属层,形成另一石墨烯结构层;S5、重复步骤S4,直至N个所述预制物的石墨烯预备层均形成为石墨烯结构层,从而在所述基材的表面形成层叠设置的N层石墨烯结构层。进一步地,各石墨烯预备层的厚度为0.35~0.45nm。进一步地,金属层由铜、镍和铂中的任一种或多种制成。进一步地,基材由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯中的任一种或多种制成。进一步地,在将石墨烯层设置于胶膜预备层表面的步骤之前,制备方法还包括以下步骤:将包括树脂的原料混合形成混料,并将混料制备成胶膜预备层。进一步地,在将混料制备成胶膜预备层的步骤中,将混料放入涂膜机以制备胶膜预备层,涂膜机中的滚筒温度为70~95℃,滚筒速度为2.5~5.5m/min。进一步地,原料还包括固化剂,在原料中固化剂占树脂的重量比为2~15%。进一步地,在将胶膜预备层固化以形成胶膜层的步骤之前,制备方法还包括:将纤维层进行电晕处理。进一步地,在将胶膜预备层固化以形成胶膜层的步骤中,固化的温度为110~150℃,固化的时间为1~3h,固化的压力为0.85~0.1Mpa。根据本专利技术的另一方面,还提供了一种浮空器吊舱,形成浮空器吊舱的舱体的材料包括玻璃钢,玻璃钢为上述的玻璃钢。应用本专利技术的技术方案,本专利技术提供了一种玻璃钢,该玻璃钢包括至少两层纤维层、设置于两层纤维层之间的胶膜层以及设置于胶膜层的至少一侧的石墨烯层,所述石墨烯层位于胶膜层与所述纤维层之间。由于石墨烯为层状结构,从而能够直接将上述层状石墨烯设置于胶膜层的表面,无需将石墨烯混入胶膜层中,进而有效地避免了石墨烯在胶膜层中单独掺杂导致的掺杂不均匀的问题;并且,由于很薄的石墨烯层就能够具有较大的杨氏模量和断裂强度,进而使设置有石墨烯层的玻璃钢在厚度很小的情况下就能够具有很大的机械强度。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解,本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术,并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中:图1示出了本专利技术实施方式所提供的一种玻璃钢的剖面结构示意图;图2示出了本专利技术实施方式所提供的另一种玻璃钢的剖面结构示意图;以及图3示出了本专利技术实施方式所提供的玻璃钢的制备方法的流程示意图。具体实施方式需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在…...之上”、“在…...上方”、“在…...上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在…...上方”可以包括“在…...上方”和“在…...下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。正如
技术介绍
中所介绍的,目前如浮空器吊舱这类高空用产品的壳体通常为金属结构,从而使产品存在重量大的问题,难以满足航天航空领域中对产品重量的要求。本申请的专利技术人针对上述问题进行研究,提出了一种玻璃钢,如图1所示,玻璃钢包括至少两层纤维层20、设置于两层纤维层20之间的胶膜层10以及设置于胶膜层10的至少一侧的石墨烯层30,石墨烯层30位于胶膜层10与纤维层20之间。在本申请的玻璃钢中,由于石墨烯是层状结构,从而能够直接将上述层状石墨烯设置于胶膜层的表面,无需将石墨烯混入胶膜层中,进而有效地避免了石墨烯在胶膜层中单独掺杂导致的掺杂不均匀的问题;并且,由于很薄的石墨烯层就能够具有较大的杨氏模量和断裂强度,进而使设置有石墨烯层的玻璃钢在厚度很小的情况下就能够具有很大的机械强度。在本申请上述的玻璃钢中,石墨烯层具有孔隙且非常薄,从而能够通过胶粘层将石墨烯层固定于胶粘层与纤维层之间。优选地,胶膜层10的两侧均设置有石墨烯层30,其结构如图2所本文档来自技高网
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玻璃钢、其制备方法及浮空器吊舱

【技术保护点】
一种玻璃钢,其特征在于,所述玻璃钢包括至少两层纤维层(20)、设置于两层所述纤维层(20)之间的胶膜层(10)以及设置于所述胶膜层(10)的至少一侧的石墨烯层(30),所述石墨烯层(30)位于所述胶膜层(10)与所述纤维层(20)之间。

【技术特征摘要】
1.一种玻璃钢,其特征在于,所述玻璃钢包括至少两层纤维层(20)、设置于两层所述纤维层(20)之间的胶膜层(10)以及设置于所述胶膜层(10)的至少一侧的石墨烯层(30),所述石墨烯层(30)位于所述胶膜层(10)与所述纤维层(20)之间。2.根据权利要求1所述的玻璃钢,其特征在于,每相邻的两层所述纤维层(20)之间均设置有胶膜层(10)。3.根据权利要求2所述的玻璃钢,其特征在于,所述胶膜层(10)的两侧均设置有所述石墨烯层(30)。4.根据权利要求1所述的玻璃钢,其特征在于,所述石墨烯层(30)的厚度为0.35~35nm。5.根据权利要求1至4中任一项所述的玻璃钢,其特征在于,所述石墨烯层(30)占所述胶膜层的重量比为20~55%,所述纤维层(20)占所述胶膜层(10)的重量比为30~55%。6.根据权利要求1所述的玻璃钢,其特征在于,所述胶膜层(10)的原料包括树脂和固化剂。7.一种玻璃钢的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:将石墨烯层(30)设置于胶膜预备层的表面;将所述胶膜预备层设置于至少两个纤维层(20)中各相邻的两个所述纤维层(20)之间,并将所述胶膜预备层固化以形成胶膜层(10)。8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,在将所述石墨烯层(30)设置于所述胶膜预备层表面的步骤之前,所述制备方法还包括在基材上形成所述石墨烯层(30)的步骤,所述石墨烯层(30)包括至少一层石墨烯预备层。9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,当所述石墨烯预备层仅为一层时,形成所述石墨烯层(30)的步骤包括:S1、在金属层上生长所述石墨烯预备层,形成预制物;S2、将所述预制物中的所述石墨烯预备层覆盖于所述基材的表面;S3、刻蚀去除所述金属层,在所述基材的表面形成所述石墨烯层(30)。10.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,当所述石墨烯预备层为N层,且所述石墨烯层(30)的厚度为0.35~35nm时,N为大于等于3的自然数,形成所述石墨烯层(30)的步骤包括:S1、在金属层上生长所述石墨烯预备层,形成预制物;S2、重复步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员:不公告发明人
申请(专利权)人:深圳光启空间技术有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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