用于浮空器的高阻隔膜制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高阻隔膜和浮空器。本实用新型专利技术高阻隔膜包括阻气层，所述阻气层具有相对的两个表面，一表面依次层叠结合有第一气湿阻隔层和第一聚酯基材层；所述阻气层的另一表面依次层叠结合有第二气湿阻隔层和第二聚酯基材层。本实用新型专利技术高阻隔膜气密性和牢固性高。浮空器包括由本实用新型专利技术高阻隔膜制成的气囊部件。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于航天航空材料
，具体涉及一种用于浮空器的高阻隔膜及其制备方法和应用。
技术介绍
随着科学技术的进步，浮空器具体的如临近空间飞行器如飞艇或高空气球是一种不断发展起来的新型临近空间多功能飞行平台，具有高空侦察、对地观测、通信中继、空间探测等诸多领域的应用优势，成为世界各国广泛研究的热点。飞行器气囊起到调节飞行器高度飞行器体平衡的作用，应具有极高的阻隔浮升气体渗透、柔韧抗弯、耐磨性好、轻质、强度适中。单一材料无法高质量的完成气囊材料的多项性能指标，尤其是气囊材料的气密性，直接影响飞艇的使用安全性及使用寿命。这就要求现代的气囊材料采用多层复合结构。现有的气囊材料一般包括支撑层、粘结层、阻氦层，用超薄型聚酯或尼龙纤维薄纱和双面涂层聚乙烯。如现有文献都介绍到采用双向拉伸聚酯膜(BOPET)或镀铝BOPET作为阻隔层，但是BOPET的阻隔性能不太理想，特别是运用于长时间工作的临近空间飞行器如飞艇或高空气球，其对充气的氦气或氢气的阻隔性能不能满足使用要求，需要进一步提高其阻隔特别是阻气性能。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种用于浮空器的高阻隔膜及其制备方法，以解决现有浮空器飞行器所含的气囊阻隔性特别是对氦气或氢气的阻隔性能不理想的技术问题。本技术的另一目的在于提供一种浮空器，以解决现有浮空器，特别是浮空器飞行器所含的气囊阻隔性不理想而导致工作时间和使用寿命短的技术问题。为了实现上述技术目的，本技术一方面，提供了一种用于浮空器的高阻隔膜。所述高阻隔膜包括阻气层，所述阻气层具有相对的两个表面，一表面依次层叠结合有第一气湿阻隔层和第一聚酯基材层；所述阻气层的另一表面依次层叠结合有第二气湿阻隔层和第二聚酯基材层。本技术另一方面，提供了一种浮空器。所述浮空器包括气囊，所述气囊含有本技术高阻隔膜。与现有技术相比，本技术用于浮空器的高阻隔膜通过在阻气层相对的表面依次层叠结合气湿阻隔层和聚酯层，通过所含的该些层之间的协效作用，赋予本技术高阻隔膜高的气密性，有效延长了由本技术高阻隔膜所形成的气囊工作的稳定性和使用寿命。由于本技术浮空器的气囊由于含有本技术高阻隔膜，因此，其气囊气密性高，且性能稳定，从而有效延长了本技术浮空器工作时间和使用寿命，进而提高了放设在浮空器内的设备工作的稳定性。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1为本技术实施例高阻隔膜的结构示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。一方面，本技术实施例提供了一种具有优异阻隔性能的用于浮空器的高阻隔膜(下文简称高阻隔膜)，其结构如图1所示，其包括依次层叠结合的第一聚酯基材层1、第一气湿阻隔层2、阻气层3、第二气湿阻隔层4和第二聚酯基材层5，也即是在阻气层3相对的两个表面上，在其中一表面上依次层叠结合第一气湿阻隔层2和第一聚酯基材层1，另一表面依次层叠结合第二气湿阻隔层4和第二聚酯基材层5。其中，第一聚酯基材层1和第二聚酯基材层5对于本技术实施例高阻隔膜起到基材层的支撑作用。在一实施例中，所述第一聚酯基材层1的厚度可以为5-20μm，所述第二聚酯基材层5的厚度可以为5-20μm，且所述第一聚酯基材层1与所述第二聚酯基材层5的厚度可以相等也可以不相等。如果以本技术实施例高阻隔膜的整体重量计算，在单位面积中，所述第一聚酯基材层1占本技术实施例高阻隔膜总重量的重量百分20％-80％，所述第二聚酯基材层5占本技术实施例高阻隔膜总重量的重量百分20％-80％，且所述第一聚酯基材层1与所述第二聚酯基材层5占本技术实施例高阻隔膜总重量的百分含量可以相等也可以不相等。控制该第一聚酯基材层1和第二聚酯基材层5的厚度，使得该第一聚酯基材层1和第二聚酯基材层5起到支撑作用和协效其他层起到辅助阻隔作用。在具体实施例中所示第一聚酯基材层1和/或第二聚酯基材层5的聚酯为PET、PBT、PETG和PPT中的至少一种。选用该些聚酯，一方面能够起到基材层的支撑作用和保护作用，另一方面还能协同第一气湿阻隔层2、阻气层3和第二气湿阻隔层4，起到阻隔作用，如阻隔氢、氦等气体以及阻隔水汽。在另一具体实施例中，该第一聚酯基材层1和/或第二聚酯基材层5可以与其他层结构采用共挤成型或者采用流延法成型，如在温度为210～290℃的条件下共挤成型或者采用流延法成型，以保证膜层的均匀性和与其他层结合的牢固性。上述第一气湿阻隔层2和第二气湿阻隔层4层叠结合在阻气层3的相对的两个表面上，实现第一气湿阻隔层2和第二气湿阻隔层4及阻气层3的协效作用，显著提高本技术实施例高阻隔膜的阻隔效果，如阻隔氢、氦等气体以及阻隔水汽等，从而赋予本技术实施例高阻隔膜高的气密性，有效延长了由本技术实施例高阻隔膜所形成的气囊工作的稳定性和使用寿命。在一实施例中，所述第一气湿阻隔层2和第二气湿阻隔层4材料为纳米无机改性尼龙。通过将第一气湿阻隔层2和第二气湿阻隔层4材料的控制，选用纳米无机改性尼龙，也即是采用无机物来对尼龙，赋予第一气湿阻隔层2和第二气湿阻隔层4优异的阻气如阻隔氢气、氦气等以及阻隔水汽，并能够与阻气层3实现牢固结合，提高本技术实施例高阻隔膜的相应的机械性能，以及提高第一气湿阻隔层2和第二气湿阻隔层4与阻气层3协效阻隔作用。在上述各实施例的基础上，作为本技术的一实施例，所述纳米无机改性尼龙中所含的纳米无机改性剂为纳米片状无机物，且所述纳米片状无机物在所述纳米无机改性尼龙中的重量含量为0.5％～15％。在进一步实施例中，所述纳米片状无机物为蒙脱土、层状硅酸盐、石墨烯或氧化石墨烯中的至少一种，其中，层状硅酸盐为相貌为层状结构的常规硅酸盐。在另一实施例中，所述尼龙可以选用但不限于MXD6、PA6、PA66、PA1010、PA6/66共聚物中的至少一种。另外，本技术实施例中所述的纳米片状无机物应当理解为该无机物为片状，可以是多层或少层结构的，每层的尺寸为纳米级。通过对纳米片状无机物、种类和尼龙的种类控制，提高其对尼龙聚合物的阻隔改性作用，并提高第一气湿阻隔层2和第二气湿阻隔层4与阻气层3实现牢固结合强度和协效阻隔作用，并提高第一气湿阻隔层2和第二气湿阻隔层4的阻气和阻湿作用。在进一步实施例中，上述纳米无机改性尼龙是将纳米片状无机物采用共混或插层的工艺对尼龙改性获得。如在一具体实施例中，所述共混的工艺是将所述纳米片状无机物与尼龙于180～260℃熔融挤出。在具体实施例中，该熔融挤出可以采用双螺杆挤出机来实现。采用该共混工艺条件，能够使得无机物与尼龙聚合物充分混合并实现无机物对尼龙聚合物的阻隔改性作用。在另一具体实施例中，所述插层的工艺条件为是将所述纳米片状无机物与尼龙于温度范围为200～280℃和气压范围为0.3～0.7MPa条件下原位聚合反应4～20h，待原位聚合反应完毕后进行干燥造粒处理。在进一步实施例中，原位聚合反应反应过程中还伴随有搅拌处理的步骤，具体的，该搅拌处理的速率为5000-10000本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于浮空器的高阻隔膜，包括阻气层，其特征在于：所述阻气层具有相对的两个表面，一表面依次层叠结合有第一气湿阻隔层和第一聚酯基材层；所述阻气层的另一表面依次层叠结合有第二气湿阻隔层和第二聚酯基材层。

【技术特征摘要】
1.一种用于浮空器的高阻隔膜，包括阻气层，其特征在于：所述阻气层具有相对的两个表面，一表面依次层叠结合有第一气湿阻隔层和第一聚酯基材层；所述阻气层的另一表面依次层叠结合有第二气湿阻隔层和第二聚酯基材层。2.根据权利要求1所述的高阻隔膜，其特征在于，所述第一气湿阻隔层与第二气湿阻隔层材料为纳米无机改性尼龙。3.根据权利要求2所述的高阻隔膜，其特征在于，所述纳米无机改性尼龙中纳米无机改性剂为纳米片状无机物。4.根据权利要求3所述的高阻隔膜，其特征在于：所述纳米片状无机物为蒙脱土、层状硅酸盐、石墨烯或氧化石墨烯中的至少一种；和/或所述尼龙为MXD6、PA6、PA66、PA1010、PA6/66共聚物中...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：海口未来技术研究院，
类型：新型
国别省市：海南;46