一种飞艇的蒙皮材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种飞艇的蒙皮材料及其制备方法，属于飞艇蒙皮领域，一种飞艇的蒙皮材料及其制备方法，包括一个多层复合膜、一个粘结层、一个承力层与一个焊接层，所述粘结层与焊接层设置于承力层的两侧，所述多层复合膜设置于粘结层相背的一侧，其中所述多层复合膜包含有防护层与阻隔层。本发明专利技术，使蒙皮材料中的防护层与阻隔层一体化设计制备，减少了加工步骤，降低生产成本；原材料现有可控；进一步降低了蒙皮材料的面密度，提高蒙皮材料的综合性能，以更有效地提高承力层与粘结层之间的面结合能，从而使蒙皮材料满足高阻氦和高强度的同时，兼具低面密度和高抗撕裂性能，进而使平流层飞艇的高空服役寿命更长。层飞艇的高空服役寿命更长。层飞艇的高空服役寿命更长。

【技术实现步骤摘要】
一种飞艇的蒙皮材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及飞艇蒙皮领域，更具体地说，涉及一种飞艇的蒙皮材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]由于飞艇在严酷环境条件下工作，对蒙皮材料的性能提出了很高的要求，一般要求有高强度、高比强度(强度与面密度之比)、高模量、高比刚度(模量与密度之比)，抗老化力强，抗撕裂、抗氦渗透和低蠕变特性。其中蒙皮材料的高强度决定了飞艇可以达到的最大直径；高比强度可以减少因材料重力造成的浮力损失，从而可以达到平流层高度；高比刚度可以使飞艇变形小，蠕变小，从而延长在低气压环境中的使用寿命，同时蒙皮材料的耐候性和阻氦性对蒙皮材料性能也很重要。
[0003]平流层的环境特点是空气相对稀薄、环境气压低、昼夜温度变化剧烈、臭氧含量高、太阳辐射强等，最突出的是热力学和低气压环境耦合作用；基于国内现有可控材料，为满足平流层超压囊体阻隔层的实际需求，同时考虑到超压囊体体型大、内外压差大，对超压囊体用阻隔膜的阻隔性、力学等有了更加严格的要求。超压囊体用阻隔膜具备阻氦气低渗漏性，低面密度，高纵向/横向力学强度，和耐揉搓、耐摩擦等性能。
[0004]国内平流层飞艇多采用超压囊体结构，在工作条件下，囊体必须经受超热超压、太阳辐射、高低温交变等恶劣环境影响，保持良好气体阻隔性能。国内现有超压囊体材料与国际先进水平相比，在气体阻隔性、材料密度、材料强度等综合性能方面仍有较大差距，研究低密度高强度的超压囊体气体阻隔膜，是研究制备高性能超压囊体材料的核心和关键，对提升大型超压囊体气密性水平，降低囊体自身重量具有重要意义。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种飞艇的蒙皮材料及其制备方法，以解决工艺控制精度不够，或人员操作存在误差，材料制备批次间存在不同程度的差异，材料大多采用进口原材料，原料受控的问题。
[0006]为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。
[0007]一种飞艇的蒙皮材料，包括一个多层复合膜、一个粘结层、一个承力层与一个焊接层，所述粘结层与焊接层设置于承力层的两侧，所述多层复合膜设置于粘结层相背的一侧，其中所述多层复合膜包含有防护层与阻隔层。
[0008]作为上述技术方案的进一步描述：
[0009]所述多层复合膜的厚度为6～80μm，所述多层复合膜的平面度误差小于等于
±
0.5％。
[0010]作为上述技术方案的进一步描述：
[0011]防护层材料为氟树脂或改性氟树脂，包括乙烯
‑
四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)中的一种或几种的混合物或改性聚合物；所述阻隔层为高性能未改性及改性的阻隔材料制成，所述阻隔材料包括乙烯
‑
乙烯醇共聚物(EVOH)、聚乙烯醇树脂
(PVA)、尼龙(PA)、聚偏二氯乙烯(PVDC)塑料中的一种或几种的混合物或经改性后的聚合物。
[0012]作为上述技术方案的进一步描述：
[0013]所述防护层远离阻隔层的一侧作电晕处理并经镜面镀铝。
[0014]作为上述技术方案的进一步描述：
[0015]所述防护层内添加有填料，所述填料为紫外线屏蔽剂、抗氧剂、抗静电剂、交联剂、炭黑、二氧化钛与玻纤中的一种或一种以上混合物。
[0016]作为上述技术方案的进一步描述：
[0017]所述粘结层为聚氨酯、固化剂类与PUR中的一种，所述承力层为合成纤维、织物纤维、碳纤维、聚酯尼龙、超高分子量聚乙烯、聚酰亚胺、芳烃聚酰胺、PBO、芳纶Ⅱ与芳纶Ⅲ高强纤维中一种或几种制成。
[0018]关于上述技术方案还提出一种飞艇的蒙皮材料的制备方法，包括以下制备步骤：
[0019]S1、通过多层流延设备制备得到多层复合膜并对多层复合膜表面进行处理；
[0020]S2、在多层复合膜相对的一侧均涂布形成粘结层；
[0021]S3、多层复合膜分别通过粘结层与承力层复合得到复合材料。
[0022]S4、承力层的另一面采用涂覆或覆膜形成焊接层后，得到蒙皮。
[0023]作为上述技术方案的进一步描述：
[0024]所述步骤S1中多层复合膜的制备方式为：采用高性能氟树脂多层共挤技术(流延或吹膜)，将防护层的氟树脂与阻隔层的树脂经挤出机多层共挤，制备出外层为防护层，内层为阻隔层+高阻隔层的多层薄膜结构，达到防护层与阻隔层一体化的效果；其中，氟树脂添加紫外线屏蔽剂；阻隔层为未改性或改性(包括：纳米填充、镀铝等)的阻隔材料。
[0025]作为上述技术方案的进一步描述：
[0026]所述步骤S1中的表面处理为表面电晕处理与镜面镀铝加工。
[0027]作为上述技术方案的进一步描述：
[0028]所述步骤S3中粘结层与承力层固化方式为常温固化与高温固化中的一种，其中高温固化温度不低于80摄氏度。
[0029]相比于现有技术，本专利技术的优点在于：
[0030](1)本方案，使蒙皮材料中的防护层与阻隔层一体化设计制备，减少了加工步骤，降低生产成本；承力层、粘结层以及多层复合膜所有材料均为国内生产制造，原材料现有可控；进一步降低了蒙皮材料的面密度，提高蒙皮材料的综合性能，以更有效地提高承力层与粘结层之间的面结合能，从而使蒙皮材料满足高阻氦和高强度的同时，兼具低面密度和高抗撕裂性能，进而使平流层飞艇的高空服役寿命更长。
[0031](2)本方案，实现防护层与阻隔层一体化，降低复合次数，简洁工艺过程，从而提高工艺稳定性与可控性，同时降低了蒙皮材料的面密度，对蒙皮的性能进一步优化。
附图说明
[0032]图1为本专利技术结构示意图；
[0033]图2为本专利技术多层复合膜的截面结构示意图；
[0034]图3位本专利技术防护层内部结构示意图。
[0035]图中标号说明：
[0036]1、多层复合膜；2、粘结层；3、承力层；4、焊接层。
具体实施方式
[0037]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；
[0038]请参阅图1
‑
3，本专利技术中，一种飞艇的蒙皮材料，包括一个多层复合膜1、一个粘结层2、一个承力层3与一个焊接层4，粘结层2与焊接层4设置于承力层3的两侧，多层复合膜1设置于粘结层2相背的一侧，其中多层复合膜1包含有防护层与阻隔层。
[0039]多层复合膜1由防护层与阻隔层一体化复合构成。
[0040]本专利技术中，使蒙皮材料中的防护层与阻隔层一体化设计制备，减少了加工步骤，降低生产成本；承力层3、粘结层2以及多层复合膜1所有材料均为国内生产制造，原材料现有可控；进一步降低了蒙皮材料的面密度，提高蒙皮材料的综合性能，以更有效地提高承力层3与粘结层2之间的面结合能，从而使蒙皮材料满足高阻氦和高强度的同时，兼具低面密度和高抗撕裂性能，进而使平流层飞艇的高空服役寿命更长。
[0041]其中：所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞艇的蒙皮材料，其特征在于：包括一个多层复合膜(1)、一个粘结层(2)、一个承力层(3)与一个焊接层(4)，所述粘结层(2)与焊接层(4)设置于承力层(3)的两侧，所述多层复合膜(1)设置于粘结层(2)相背的一侧，其中所述多层复合膜(1)包含有防护层与阻隔层。所述多层复合膜(1)由防护层与阻隔层一体化复合构成。2.根据权利要求1所述的一种飞艇的蒙皮材料，其特征在于：所述多层复合膜(1)的厚度为6～80μm，所述多层复合膜(1)的平面度误差小于等于
±
0.5％。3.根据权利要求1所述的一种飞艇的蒙皮材料，其特征在于：所述防护层材料为氟树脂或改性氟树脂，包括乙烯
‑
四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)中的一种或几种的混合物或改性聚合物；所述阻隔层为高性能未改性及改性的阻隔材料制成，所述阻隔材料包括乙烯
‑
乙烯醇共聚物(EVOH)、聚乙烯醇树脂(PVA)、尼龙(PA)、聚偏二氯乙烯(PVDC)塑料中的一种或几种的混合物或经改性后的聚合物。4.根据权利要求1所述的一种飞艇的蒙皮材料，其特征在于：所述防护层远离阻隔层的一侧作电晕处理并经镜面镀铝。5.根据权利要求1所述的一种飞艇的蒙皮材料，其特征在于：所述防护层内添加有填料，所述填料为紫外线屏蔽剂、抗氧剂、抗静电剂、交联剂、炭黑、二氧化钛与玻纤中的一种或一种以上混合物。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：天津新兴东方临近空间航天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：