一种飞艇蒙皮材料及其制备方法与流程

本发明涉及飞艇材料，尤其是涉及一种飞艇蒙皮材料及其制备方法。

背景技术：

1、临近空间飞艇是指利用临近空间下层风速较小和太阳能较好等有利条件，依靠浮力实现升空和高度保持，通过白天获取太阳能和部分能源存储，构成昼夜闭环的可再生循环能源系统，采用螺旋桨等推进装置抗风驻留和机动，形成可在特定区域实现长期驻留、可控飞行的浮空类飞行器。临近空间飞艇不同于传统航空器和航天器，可在特定区域、特定高度、长期抗风驻留，具有一些独特优点，可为众多应用提供高价值搭载平台。其主要运行环境为-60℃至-90℃的大气层，远远低于航空飞行器运行温度，同时受白天太阳直射、夜间受宇宙冷背景辐射影响，飞艇囊体表面及内部气体的昼夜温差较大，存在白天超热、超压破裂以及夜间超冷失压的风险，严重影响飞行安全。

2、飞艇囊体热特性取决于蒙皮材料的热物特性，具有较低吸收率以及较高发射率的蒙皮材料，有利于缩小囊体的昼夜温差，提高飞艇的运行安全性。此外，临空飞艇长时驻空也对蒙皮材料的强度、阻隔性提出了极高要求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种飞艇蒙皮材料及其制备方法，制备的飞艇蒙皮材料反光率高，降低了吸热特性，改善了飞艇的超热现象，且耐老化性能高、柔性高。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种飞艇蒙皮材料，包括耐候反光层，所述耐候反光层下侧设置有高阻隔层，所述高阻隔层下侧设置有承力层，所述承力层下侧设置有热合层，所述耐候反光层与高阻隔层之间设置有第一胶黏剂层，所述高阻隔层与承力层之间设置有第二胶黏剂层，所述热合层涂覆于承力层下侧。

3、优选的，所述第一胶黏剂层和第二胶黏剂层均为胶黏剂制成，所述胶黏剂包括聚氨酯胶黏剂、丙烯酸酯类胶黏剂中的一种。

4、优选的，所述耐候反光层由以下重量份的原料配比而成：基底材料100份，白色填料50~100份，耐老化剂0.1~1份，所述耐候反光层的厚度为10~100μm。

5、优选的，所述基底材料为热塑性聚氨酯树脂或苯二甲酸乙二醇酯树脂中的一种，所述白色填料为二氧化钛、硫酸钡、氧化锌、氮化硼、滑石粉、玻璃微珠、氧化铝、高岭土、远红外陶瓷粉中的一种或多种，所述耐老化剂为紫外光稳定剂、紫外光屏蔽剂、抗氧化剂中的一种或多种。

6、优选的，所述高阻隔层的厚度为10~30μm，所述高阻隔层为乙烯-聚乙烯醇聚合物膜、聚偏二氟乙烯膜、聚乙烯醇涂布膜、氧化物镀膜中的一种或多种。

7、优选的，所述承力层为超高分子量聚乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、涤纶纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维、液晶纤维中的一种或多种，所述承力层的面密度为50~200g/m3，厚度为200~300μm。

8、优选的，所述热合层为热塑性聚氨酯胶黏剂，厚度为10~100μm。

9、本发明还提供了一种飞艇蒙皮材料的制备方法，包括以下步骤：

10、s1、制备耐候反光层，按配比称取基底材料、白色填料和耐老化剂，在烘箱中干燥5h，经双螺杆挤出机挤出造粒，将造粒粒料在烘箱中干燥5h，经单螺杆挤出机流延成膜，最后将膜用双轴拉伸机进行纵横向双轴拉伸得到耐候反光层；

11、s2、制备高阻隔层，采用环模挤出吹塑工艺制备七层共挤出高阻隔层，由内向外依次为内层pe膜层、内层粘合膜层、内层pa膜层、中间evoh膜层、外层pa膜层、外层粘合膜层以及外层pe膜层；

12、s3、编织承力层，用织布机将纱线编织成平纹织物；

13、s4、将耐候反光层的下侧涂布胶黏剂，对其施加张力保持平整，通过压辊将高阻隔层贴合于耐候反光层上，然后经50~100℃热烘道干燥固化收卷，形成第一复合层状材料；

14、s5、将第一复合层状材料的下侧涂布聚氨酯胶，对第一复合层状材料施加张力使其保持平整，通过压辊将承力层织物贴合于第一复合层状材料，再经50~100℃热烘道干燥固化收卷，形成第二复合层状材料；

15、s6、在热合层表面涂布聚氨酯胶，对热合层施加一定张力，使其保持平整，通过压辊将其与第二复合层状材料的下侧贴合，再经50℃热烘道干燥固化收卷，得到飞艇蒙皮材料。

16、优选的，步骤s2中，共挤出后吹膜冷却定型得到高阻隔膜；内层pe膜层和外层pe膜层的熔体温度均为200℃，内层粘合膜层、外层粘合膜层、内层pa膜层、外层pa膜层、中间evoh膜层物料的熔体温度均为225℃。

17、优选的，步骤s3中，所述纱线为超高分子量聚乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、涤纶纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维、液晶纤维中的一种或多种，纱线的径向10~20根纤维丝，纬向20~30根纤维丝。

18、因此，本发明采用上述一种飞艇蒙皮材料及其制备方法，其技术效果如下：

19、（1）飞艇蒙皮材料的耐候阻隔层，因添加了白色无机纳米填料，使得其反光率可达85%以上，大大降低了吸热特性，可明显改善飞艇的超热现象；并且因添加了无机纳米填料和紫外光稳定剂、抗老化剂等改性助剂，其耐老化性能得到显著提升。

20、（2）制备的飞艇蒙皮材料与普通蒙皮材料相比更加柔软，耐低温性能显著提高，耐折压、耐揉搓等耐损伤性能明显提高。

21、（3）制备的飞艇蒙皮材料没有采用镀层等功能薄膜，均采用本体改性及胶黏剂贴合等方式制备，层间结合力更高，改善了蒙皮材料易分层的缺陷。

22、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种飞艇蒙皮材料，其特征在于，包括耐候反光层，所述耐候反光层下侧设置有高阻隔层，所述高阻隔层下侧设置有承力层，所述承力层下侧设置有热合层，所述耐候反光层与高阻隔层之间设置有第一胶黏剂层，所述高阻隔层与承力层之间设置有第二胶黏剂层，所述热合层涂覆于承力层下侧；

2.根据权利要求1所述的一种飞艇蒙皮材料，其特征在于，所述第一胶黏剂层和第二胶黏剂层均为胶黏剂制成，所述胶黏剂包括聚氨酯胶黏剂、丙烯酸酯类胶黏剂中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种飞艇蒙皮材料，其特征在于，所述高阻隔层的厚度为10~30μm，所述高阻隔层为乙烯-聚乙烯醇聚合物膜、聚偏二氟乙烯膜、聚乙烯醇涂布膜、氧化物镀膜中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种飞艇蒙皮材料，其特征在于，所述承力层为超高分子量聚乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、涤纶纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维、液晶纤维中的一种或多种，所述承力层的面密度为50~200g/m3，厚度为200~300μm。

5.根据权利要求1所述的一种飞艇蒙皮材料，其特征在于，所述热合层为热塑性聚氨酯胶黏剂，厚度为10~100μm。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种飞艇蒙皮材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种飞艇蒙皮材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，共挤出后吹膜冷却定型得到高阻隔膜；内层pe膜层和外层pe膜层的熔体温度均为200℃，内层粘合膜层、外层粘合膜层、内层pa膜层、外层pa膜层、中间evoh膜层物料的熔体温度均为225℃。

8.根据权利要求6所述的一种飞艇蒙皮材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述纱线为超高分子量聚乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、涤纶纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维、液晶纤维中的一种或多种，纱线的径向10~20根纤维丝，纬向20~30根纤维丝。

技术总结
本发明公开了一种飞艇蒙皮材料及其制备方法，该蒙皮材料包括耐候反光层，所述耐候反光层下侧设置有高阻隔层，所述高阻隔层下侧设置有承力层，所述承力层下侧设置有热合层，所述耐候反光层与高阻隔层之间设置有第一胶黏剂层，所述高阻隔层与承力层之间设置有第二胶黏剂层，所述热合层涂覆于承力层下侧。本发明采用上述的一种飞艇蒙皮材料及其制备方法，制备的飞艇蒙皮材料反光率高，降低了吸热特性，改善了飞艇的超热现象，且耐老化性能高、柔性高。

技术研发人员：于丽
受保护的技术使用者：临舟（宁波）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15