透波型多层隔热材料结构及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种透波型多层隔热材料结构及制备方法，包括反射屏(1)、间隔层(2)、外包覆层(3)；单层反射屏和单层间隔层组成一个隔热单元，N个隔热单元依次排列，2≤N≤30；最外层的隔热单元的外侧设置有一层外包覆层。本发明专利技术在不削弱多层隔热材料隔热性能的前提下，使其具备了电磁波透波性能。所述聚酰亚胺镀锗薄膜兼具射频透明和消除静电的双重功能，且热辐射透过率小于0.2。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航天器热控制
，具体地，涉及透波型多层隔热材料结构及制备方法。
技术介绍
随着航天器的性能的提高，功能越来越复杂，单机设备就必然增加，而对于单机设备布局的难度也在加大。目前部分电磁波传输单机已经分布于舱内，而对于电磁波传输单机分布在舱内的情况下，电磁波的传输衰减问题日益凸显。为有效传播电磁波，需在舱体开传输口，但传输口又会造成舱内漏热，影响飞行任务正常进行。多层隔热材料由于具有极好的隔热性能，再加上质量很轻、装拆方便、没有粉尘和不会对周围环境造成污染等特点，已成为航天器被动热控制的最基本的手段之一，被广泛应用于包覆航天器舱外结构和设备的外表面，包括推进剂贮箱、推进管路、舱体外壁等。作为舱外结构和设备的外包覆层，多层隔热材料是防止漏热的第一选择。而面对电磁波传输口问题时，相对于其他的热控解决方案，采用具有透波性能的多层的设计方案最容易实现，不用修改飞行器的布局、结构等。目前国内航天器采用的是普通多层隔热材料，普通多层隔热材料的主要功能为隔热，另外部分特殊应用的多层所具有的功能除隔热外，主要涉及到耐微流星撞击、原子氧侵蚀、带电粒子电荷积累和火箭发动机羽尾冲击等，但尚未考虑电磁波的透波性能。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种透波型多层隔热材料结构及制备方法。本专利技术降低了电磁波传输设备布局的局限性，解决了电磁波设备舱内布局时飞行器的隔热以及电磁波传输问题。根据本专利技术提供的一种透波型多层隔热材料结构，包括反射屏、间隔层、外包覆层；单层反射屏和单层间隔层组成一个隔热单元，N个隔热单元依次排列，2≤N≤30；最外层的隔热单元的外侧设置有一层外包覆层。优选地，所述反射屏为双向拉伸聚酰亚胺薄膜，厚度为25μm；所述间隔层为非金属网状材料，厚度为10～20μm；所述外包覆层为聚酰亚胺镀锗膜，厚度为25μm，对于热辐射透过率小于0.2。优选地，所述间隔层为涤纶丝网，规格20D、网眼密度4个孔/cm2、全绞纱编织。根据本专利技术提供的一种上述的透波型多层隔热材料结构的制备方法，包括：外包覆层剪裁步骤：将制作外包覆层的透波材料铺覆于平面裁剪加工台上，使透波材料保持自然平整，避免拉伸变形或产生褶皱；使用剪刀或裁刀对透波材料进行裁剪，裁开部位不得产生横向破口；裁剪时，一次性裁断透波材料；反射屏裁剪步骤：将制作外包覆层的聚酰亚胺薄膜铺覆于平面裁剪加工台上，使聚酰亚胺薄膜保持自然平整，避免拉伸变形或产生褶皱；使用剪刀或裁刀对聚酰亚胺薄膜进行裁剪，裁开部位不得产生横向破口；裁剪时，一次性裁断聚酰亚胺薄膜；铺覆与缝制步骤：将反射屏、间隔层以及外包覆层叠合，用阻燃线或涤纶线缝制；叠合、缝制过程中确保反射屏、外包覆层自然平整，避免拉伸变形或收缩褶皱。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术在不削弱多层隔热材料隔热性能的前提下，使其具备了电磁波透波性能。所述聚酰亚胺镀锗薄膜兼具射频透明和消除静电的双重功能，且热辐射透过率小于0.2。通过电磁波的透波性能试验表明：透波口未安装透波多层隔热组件时，频谱仪接收电平-86dBm，安装透波多层隔热组件后电平-107dBm，电磁波削减仅21dBm。在15单元透波多层单元的情况下，真空环境(10-5Pa)下的隔热效果：多层面向外空间(温度为100k)一侧温度为-173℃，面向舱内一侧温度为20℃，隔热效果良好。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术提供的透波型多层隔热材料结构的结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。本专利技术涉及了一种透波型多层隔热材料结构，属于航天器热控制
所述透波型多层隔热材料结构包括反射屏、间隔材料、外包覆层。其中单层反射屏和单层间隔材料组成一个隔热单元，N个隔热单元依次排列，依次为1单元、2单元、……N单元，2≤N≤30；在最外层包覆外包覆层，外包覆层采用透波性材料。所述反射屏采用聚酰亚胺薄膜材料，透波性较强；所述外包覆层所采用的透波材料为聚酰亚胺镀锗薄膜材料，透过率小于0.2，且兼具射频透明和消除静电的双重功能，层数为1层。通过将普通多层隔热材料的反射屏以及外包覆层改为透波性材料，在不降低原有多层隔热材料隔热性能的前提下，提高了多层隔热材料的透波能力。更为具体地，如图1所示的一种透波型多层隔热材料结构，所述透波型多层隔热材料结构包括反射屏1，间隔层2，外包覆层3。其中单层反射屏1和单层间隔层2组成一个单元，15个单元依次排列，依次是第一单元、第二单元、……第15单元；在第15单元外侧包覆一层外包覆膜3。所述反射屏1采用聚酰亚胺薄膜，厚度为25μm。所述间隔层2采用20d锦纶丝网，厚度为10μm，网孔密度为4个/cm2。所述外包覆层3是由透波性材料构成，透波材料采用镀锗的聚酰亚胺镀锗薄膜中的H型膜，具有射频透明的功能，对可见光的透过率为0.14，对红外波的透过率为0.13；同时具有消除静电的功能。其中，透波型多层隔热材料结构的制备过程如下：制造透波型多层隔热材料结构需经历外包覆层3的剪裁、反射屏1的剪裁以及透波型多层隔热材料结构铺覆及缝制两个步骤。步骤一、外包覆层3的剪裁a.将外包覆层3的透波材料铺覆于平面裁剪加工台上，使其保持自然平整，避免拉伸变形或产生褶皱；b.使用剪刀或裁刀裁剪，裁开部位不得产生横向破口。裁剪时，应一次性裁断透波材料，避免产生较多丝毛。步骤二、反射屏1的裁剪反射屏1为聚酰亚胺薄膜，采用与透波材料裁剪相同的方法进行裁剪。步骤三、透波型多层隔热材料结构的铺覆与缝制反射屏1、间隔层2以及外包覆层3采用多层隔热材料铺覆及缝制的常规工艺，将多层材料叠合，用阻燃线或涤纶线缝制。确保铺覆、叠合、缝制过程中反射屏2、外包覆层3需自然平整，避免拉伸变形或收缩褶皱。本专利技术通过电磁波的透波性能试验表明：透波口未安装透波多层隔热组件时，频谱仪接收电平-86dBm，安装透波多层隔热组件后电平-107dBm，电磁波削减仅21dBm。在15单元透波多层单元的情况下，真空环境(10-5Pa)下的隔热效果：多层面向外空间(温度为100k)一侧温度为-173℃，面向舱内一侧温度为20℃，隔热效果良好。以上对本专利技术的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本专利技术并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本专利技术的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透波型多层隔热材料结构，其特征在于，包括反射屏(1)、间隔层(2)、外包覆层(3)；单层反射屏和单层间隔层组成一个隔热单元，N个隔热单元依次排列，2≤N≤30；最外层的隔热单元的外侧设置有一层外包覆层。

【技术特征摘要】
1.一种透波型多层隔热材料结构，其特征在于，包括反射屏(1)、间隔层(2)、外包覆层(3)；单层反射屏和单层间隔层组成一个隔热单元，N个隔热单元依次排列，2≤N≤30；最外层的隔热单元的外侧设置有一层外包覆层。2.根据权利要求1所述的透波型多层隔热材料结构，其特征在于，所述反射屏为双向拉伸聚酰亚胺薄膜，厚度为25μm；所述间隔层为非金属网状材料，厚度为10～20μm；所述外包覆层为聚酰亚胺镀锗膜，厚度为25μm，对于热辐射透过率小于0.2。3.根据权利要求1所述的透波型多层隔热材料结构，其特征在于，所述间隔层为涤纶丝网，规格20D、网眼密度4个孔/cm2、全绞纱编织。4.一种权利要求1至3中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张翔，赵吉喆，周砚耕，张彧，刘冈云，王涛，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31