一种抗原子氧环境的柔性蒙皮的制作方法

本发明涉及地球近地轨道材料应用，具体涉及一种抗原子氧环境的柔性蒙皮。

背景技术：

1、充气结构制品柔软可折叠，近年来成为研究热点，在地球近地轨道环境中有着潜在的应用价值。柔性蒙皮材料是构成充气结构制品的主要原材料，近地轨道环境的原子氧是对材料产生侵蚀破坏的主要诱因，而现有的柔性蒙皮材料抗原子氧侵蚀能力较差，限制了充气结构在近地轨道的应用能力。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种抗原子氧环境的柔性蒙皮材料，以解决现有柔性蒙皮材料抵抗原子氧能力较差的问题。

2、本发明的技术解决方案是：

3、一种抗原子氧环境的柔性蒙皮，该蒙皮由上至下依次包括抗原子氧组合涂层、承力层、粘接层、气体阻隔层；

4、所述抗原子氧组合涂层涂覆于承力层表面；

5、所述承力层与气体阻隔层通过粘接层连接，形成一体结构。

6、进一步地，所述抗原子氧组合涂层由有机硅橡胶材料与无机石墨烯材料组合而成，有机硅橡胶材料浆料与石墨烯材料均匀混合，所述石墨烯材料与有机硅橡胶浆料的质量比为(1～5)：100，原子氧侵蚀率小于2.0x 10-24cm3/atom。有机硅橡胶材料对原子氧有较好的防护效果，石墨烯的加入可以进一步提升材料的抗原子氧侵蚀能力，二者形成有机/无机混合体系，协同发挥抗原子氧侵蚀作用。

7、进一步地，所述承力层为玻璃纤维和高强有机纤维混合织造而成，无机玻璃纤维抗原子氧能力较强，但是重量大、易折断，高强有机纤维强度高、质轻柔软，但是抵抗原子氧侵蚀能力差，因此将这两种纤维进行组合织造，发挥协同作用，形成既强度高、重量轻、柔韧性好，又有较好的抗原子氧能力的承力层材料。玻璃纤维与高强有机纤维的组合比例为(1～2)：1，织物纹理结构采用稳定性较好的平纹组织，高强有机纤维为芳纶纤维、聚芳酯纤维、聚酰亚胺纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维、超高分子量聚乙烯纤维中的一种，承力层的面密度范围120～180g/m2，抗拉强度600～1000n/cm。

8、进一步地，所述气体阻隔层采用聚酯薄膜(pet)、聚乙烯薄膜(pe)、聚氨酯薄膜(pu)、乙烯-乙烯醇共聚物(evoh)的一种薄膜或多种薄膜复合而成，气体阻隔层的面密度范围20～100g/m2。

9、进一步地，所述粘接层材料采用溶剂型聚氨酯胶粘剂材料，面密度范围20～50g/m2。

10、相比现有技术，本发明能够产生以下技术效果：

11、本发明提供一种抗原子氧环境的柔性蒙皮，包括抗原子氧组合涂层、承力层、粘接层、气体阻隔层；抗原子氧组合涂层涂覆于承力层表面，对柔性蒙皮材料起到主要的原子氧防护能力，承力层自身引入抗原子氧侵蚀能力较好的无机玻璃纤维，也具有原子氧防护能力；

12、本发明中的抗原子氧组合涂层是将石墨烯材料添加到有机硅橡胶材料中，形成有机/无机混合体系，协同发挥抗原子氧的能力；

13、本发明中承力层采用无机玻璃纤维与高强有机纤维组合织造的方式，实现柔性抗原子氧蒙皮材料具有强度高、柔软质轻，较好的抗原子氧侵蚀能力；

14、本发明中气体阻隔层与承力层用胶粘剂粘接在一起，形成整体结构，实现一种抗原子氧环境的柔性蒙皮材料。该种柔性蒙皮材料强度高、质轻柔软，抗原子氧环境能力较好，可为近地轨道环境的充气装备应用提供技术方案。

技术特征：

1.一种抗原子氧环境的柔性蒙皮，其特征在于：该蒙皮由外至内依次包括抗原子氧组合涂层(1)、承力层(2)、粘接层(3)、气体阻隔层(4)；

2.根据权利要求1所述的抗原子氧环境的柔性蒙皮，其特征在于：所述抗原子氧组合涂层(1)由有机硅橡胶材料与无机石墨烯材料均匀混合而成，所述石墨烯材料与有机硅橡胶浆料的质量比为(1～5)：100，原子氧侵蚀率小于2.0x10-24cm3/atom。

3.根据权利要求1所述的抗原子氧环境的柔性蒙皮，其特征在于：所述承力层(2)为无机玻璃纤维和高强有机纤维混合织造而成，玻璃纤维与高强有机纤维的组合比例为(1～2)：1，织物纹理结构采用稳定性较好的平纹组织，承力层(2)的面密度范围120～180g/m2，抗拉强度600～1000n/cm。

4.根据权利要求3所述的抗原子氧环境的柔性蒙皮，其特征在于：所述高强有机纤维为芳纶纤维、聚芳酯纤维、聚酰亚胺纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维或超高分子量聚乙烯纤维中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的抗原子氧环境的柔性蒙皮，其特征在于：所述气体阻隔层(4)为聚酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚氨酯薄膜或乙烯-乙烯醇共聚物的一种或多种复合而成，气体阻隔层(4)的面密度范围20～100g/m2。

6.根据权利要求1所述的抗原子氧环境的柔性蒙皮，其特征在于：所述粘接层(3)材料采用溶剂型聚氨酯胶粘剂材料，面密度范围20～50g/m2。

技术总结
本发明涉及地球近地轨道材料应用技术领域，具体涉及一种抗原子氧环境的柔性蒙皮。该蒙皮由上至下依次包括抗原子氧组合涂层、承力层、粘接层、气体阻隔层；所述抗原子氧组合涂层涂覆于承力层表面；所述承力层与气体阻隔层通过粘接层连接，形成一体结构。本发明抗原子氧组合涂层涂覆于承力层表面，对柔性蒙皮材料起到主要的原子氧防护能力，承力层自身引入抗原子氧侵蚀能力较好的无机玻璃纤维，也具有原子氧防护能力；本发明中的抗原子氧组合涂层是将石墨烯材料添加到有机硅橡胶材料中，形成有机/无机混合体系，协同发挥抗原子氧的能力；本发明中承力层实现柔性抗原子氧蒙皮材料具有强度高、柔软质轻，较好的抗原子氧侵蚀能力。

技术研发人员：苏峰,郭杰,郑磊,易怀强,周军帅
受保护的技术使用者：内蒙合成化工研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15