平流层浮空器蒙皮及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种平流层浮空器蒙皮及其制备方法。平流层浮空器蒙皮包括叠加设置的耐候层、阻隔层、承力层及焊接层；其中，阻隔层包括：第一镀铝高分子薄膜层；第二镀铝高分子薄膜层；以及位于第一镀铝高分子薄膜层和第二镀铝高分子薄膜层之间的二维片状纳米材料-树脂层。该蒙皮的阻隔层包括叠加设置的两层镀铝高分子薄膜层，且在两层镀铝高分子薄膜层之间还设置有二维片状纳米材料-树脂层。相较于其他形状纳米材料-树脂层而言，二维片状纳米材料-树脂层具有更加优异的气体阻隔性能。上述阻隔层中，两层镀铝高分子薄膜层和中间的二维片状纳米材料-树脂层形成了强大的气体阻隔屏障，降低了整个蒙皮的气体透过率，使浮空器保持长期稳定。

【技术实现步骤摘要】
平流层浮空器蒙皮及其制备方法
本专利技术涉及浮空器制造
，具体而言，涉及一种平流层浮空器蒙皮及其制备方法。
技术介绍
平流层浮空器是随着科学技术不断发展起来的一种新型近空间多功能飞行平台。它不同于飞行在航空层中的飞机、低空浮空器,也不同于工作在低轨道上的卫星,它有非常广泛的军事及民用价值，例如在导弹防御、反恐、通信、遥感、空间观测和大气测量等方面都具有极大的应用价值。蒙皮作为浮空器的主要结构，其性能的高低直接影响了浮空器的应用性能，也是制约我国平流层浮空器发展的关键技术之一。在影响蒙皮性能质量的众多因素中，轻质和阻氦性是浮空器蒙皮材料两项至关重要的指标，特别地，蒙皮材料的气体阻隔性能是目前制约浮空器发展和应用的瓶颈。基于上述问题，有必要提供一种气体阻隔性能优异的平流层浮空器蒙皮。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种平流层浮空器蒙皮及其制备方法，以解决现有技术中平流层浮空器蒙皮气体阻隔性能差的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种平流层浮空器蒙皮，其包括叠加设置的耐候层、阻隔层、承力层及焊接层；其中，阻隔层包括：第一镀铝高分子薄膜层；第二镀铝高分子薄膜层；以及位于第一镀铝高分子薄膜层和第二镀铝高分子薄膜层之间的二维片状纳米材料-树脂层。进一步地，二维片状纳米材料-树脂层为石墨烯-树脂层、氧化石墨烯-树脂层或云母-树脂层。进一步地，第一镀铝高分子薄膜层和/或第二镀铝高分子薄膜层为镀铝PET层。进一步地，二维片状纳米材料-树脂层为二维片状纳米材料-聚氨酯层。进一步地，耐候层为聚偏氟乙烯层或聚偏二氯乙烯层；和/或，承力层为纤维层或纤维-热塑性聚合物复合层；和/或，焊接层为热塑性聚氨酯层。进一步地，纤维层为聚乙烯纤维层、芳纶纤维层或PBO纤维层；纤维-热塑性聚合物复合层为聚乙烯纤维-热塑性聚合物复合层、芳纶纤维-热塑性聚合物复合层或PBO纤维-热塑性聚合物复合层。进一步地，阻隔层中，第一镀铝高分子薄膜层和/或第二镀铝高分子薄膜层的厚度为15～35μm，二维片状纳米材料-树脂层的厚度为10～25μm。进一步地，耐候层的厚度为10～30μm，承力层的厚度为80～200μm，焊接层的厚度为8～35μm。进一步地，耐候层与阻隔层之间还设置有第一胶层；和/或阻隔层与承力层之间还设置有第二胶层；和/或承力层与焊接层之间还设置有第三胶层。进一步地，第一胶层、第二胶层及第三胶层分别独立地选自热塑性聚氨酯胶粘层、聚酯胶粘层或二维片状纳米材料-聚氨酯胶粘层。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种平流层浮空器蒙皮的制备方法，其包括以下步骤：在第一镀铝高分子薄膜层的一侧表面上形成二维片状纳米材料-树脂层，并在二维片状纳米材料-树脂层远离第一镀铝高分子薄膜层一侧的表面上形成第二镀铝高分子薄膜层，进而形成阻隔层；以及将耐候层、阻隔层、承力层及焊接层依次叠放，然后经热压形成平流层浮空器蒙皮。进一步地，将耐候层、阻隔层、承力层及焊接层依次叠放的过程中，还包括以下步骤：在耐候层与阻隔层之间放置第一胶层固态预备层，和/或在阻隔层与承力层之间放置第二胶层固态预备层，和/或在承力层与焊接层之间放置第三胶层固态预备层，然后热压形成平流层浮空器蒙皮。进一步地，将耐候层、阻隔层、承力层及焊接层依次叠放的过程中，还包括以下步骤：在耐候层下表面涂覆第一胶层液态预备层，和/或在阻隔层下表面涂覆第二胶层液态预备层，和/或在承力层下表面涂覆第三胶层液态预备层，然后热压形成平流层浮空器蒙皮。本专利技术提供了一种平流层浮空器蒙皮及其制备方法，上述平流层浮空器蒙皮中，阻隔层包括叠加设置的两层镀铝高分子薄膜层，且在两层镀铝高分子薄膜层之间还设置有二维片状纳米材料-树脂层。相较于其他形状纳米材料-树脂层而言，二维片状纳米材料-树脂层具有更加优异的气体阻隔性能。上述阻隔层中，两层镀铝高分子薄膜层和中间的二维片状纳米材料-树脂层形成了强大的气体阻隔屏障，降低了整个蒙皮的气体透过率，使浮空器保持长期稳定。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示出了根据本专利技术的一种实施方式中平流层浮空器蒙皮的结构示意图；以及图2示出了根据本专利技术的另一种实施方式中平流层浮空器蒙皮的结构示意图。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。正如
技术介绍
部分所介绍的，现有的平流层浮空器采用的蒙皮的气体阻隔性能较差。为了解决这一问题，本专利技术提供了一种平流层浮空器蒙皮，其包括叠加设置的耐候层110、阻隔层120、承力层130及焊接层140；其中，如图1所示，阻隔层120包括第一镀铝高分子薄膜层121，第二镀铝高分子薄膜层122，以及位于第一镀铝高分子薄膜层121和第二镀铝高分子薄膜层122之间的二维片状纳米材料-树脂层123。本专利技术所提供的上述平流层浮空器蒙皮中，阻隔层120包括叠加设置的两层镀铝高分子薄膜层，且在两层镀铝高分子薄膜层之间还设置有二维片状纳米材料-树脂层123。相较于其他形状纳米材料-树脂层而言，二维片状纳米材料-树脂层具有更加优异的气体阻隔性能。上述阻隔层120中，两层镀铝高分子薄膜层和中间的二维片状纳米材料-树脂层形成了强大的气体阻隔屏障，降低了整个蒙皮的气体透过率，使浮空器保持长期稳定。上述阻隔层120中，二维片状纳米材料-树脂层123可以与第一镀铝高分子薄膜层121以及第二镀铝高分子薄膜层122中的镀铝层相邻，也可以与第一镀铝高分子薄膜层121以及第二镀铝高分子薄膜层122中的高分子薄膜层相邻。优选地，第一镀铝高分子薄膜层121中的镀铝层远离二维片状纳米材料-树脂层123，这样的设置有利于照射在蒙皮上的太阳光被镀铝层更及时地反射，提高蒙皮的耐候性。本专利技术提供的上述浮空器蒙皮，二维片状纳米材料-树脂层123中应用的纳米材料只要具有二维片状结构，就能够提高蒙皮的气体阻隔性能。在一种优选的实施方式中，上述二维片状纳米材料-树脂层123为石墨烯-树脂层、氧化石墨烯-树脂层或云母-树脂层。这几种二维片状纳米材料-树脂层均具有较高的气体阻隔性能，且密度较轻，作为浮空器蒙皮的结构层不会产生过多的附加重量。本文中的术语“二维片状纳米材料-树脂层”是指二维片状纳米材料作为填料分散在树脂层中形成的复合层；术语“石墨烯-树脂层”是指石墨烯作为填料分散在树脂层中形成的复合层；术语“氧化石墨烯-树脂层”是指氧化石墨烯作为填料分散在树脂层中形成的复合层；术语“云母-树脂层”是指云母作为填料分散在树脂层中形成的复合层。石墨烯、氧化石墨烯和云母均是二维片状纳米材料。更优选地，上述二维片状纳米材料-树脂层123为石墨烯-树脂层或氧化石墨烯-树脂层。除了具有较高的气体阻隔性能和较轻的密度外，石墨烯-树脂层和氧化石墨烯-树脂层具有较好的导热性能。这有利于提高蒙皮的整体导热性能，使蒙皮在接收太阳光照射时能够及时将热量传导至整个蒙皮，从而使蒙皮各部分的温度较为均一，进而防止蒙皮因局部受热爆破的危险。更优选地，上述二维片状纳米材料-树脂层123为二维片状纳米材料-聚氨酯层。相较于其他二维片状纳米材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平流层浮空器蒙皮，其特征在于，所述平流层浮空器蒙皮包括叠加设置的耐候层(110)、阻隔层(120)、承力层(130)及焊接层(140)；其中，所述阻隔层(120)包括：第一镀铝高分子薄膜层(121)；第二镀铝高分子薄膜层(122)；以及位于所述第一镀铝高分子薄膜层(121)和所述第二镀铝高分子薄膜层(122)之间的二维片状纳米材料‑树脂层(123)。

【技术特征摘要】
1.一种平流层浮空器蒙皮，其特征在于，所述平流层浮空器蒙皮包括叠加设置的耐候层(110)、阻隔层(120)、承力层(130)及焊接层(140)；其中，所述阻隔层(120)包括：第一镀铝高分子薄膜层(121)；第二镀铝高分子薄膜层(122)；以及位于所述第一镀铝高分子薄膜层(121)和所述第二镀铝高分子薄膜层(122)之间的二维片状纳米材料-树脂层(123)，所述第一镀铝高分子薄膜层(121)中的镀铝层远离二维片状纳米材料-树脂层(123)设置。2.根据权利要求1所述的平流层浮空器蒙皮，其特征在于，所述二维片状纳米材料-树脂层(123)为石墨烯-树脂层、氧化石墨烯-树脂层或云母-树脂层。3.根据权利要求1或2所述的平流层浮空器蒙皮，其特征在于，所述第一镀铝高分子薄膜层(121)和/或所述第二镀铝高分子薄膜层(122)为镀铝PET层。4.根据权利要求3所述的平流层浮空器蒙皮，其特征在于，所述二维片状纳米材料-树脂层(123)为二维片状纳米材料-聚氨酯层。5.根据权利要求1所述的平流层浮空器蒙皮，其特征在于，所述耐候层(110)为聚偏氟乙烯层或聚偏二氯乙烯层；和/或，所述承力层(130)为纤维层或纤维-热塑性聚合物复合层；和/或，所述焊接层(140)为热塑性聚氨酯层。6.根据权利要求5所述的平流层浮空器蒙皮，其特征在于，所述纤维层为聚乙烯纤维层、芳纶纤维层或PBO纤维层；所述纤维-热塑性聚合物复合层为聚乙烯纤维-热塑性聚合物复合层、芳纶纤维-热塑性聚合物复合层或PBO纤维-热塑性聚合物复合层。7.根据权利要求5或6所述的平流层浮空器蒙皮，其特征在于，所述阻隔层(120)中，所述第一镀铝高分子薄膜层(121)和/或所述第二镀铝高分子薄膜层(122)的厚度为15～35μm，所述二维片状纳米材料-树脂层(123)的厚度为10～25μm。8.根据权利要求7所述的平流层浮空器蒙皮，其特征在于，所述耐候层(110)的厚度为10～30μm，所述承力层(130)的厚度为80～200μm，所述焊接层(140)的厚度为8～35μm。9.根据权利要求8所述的...

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