CN101554789B - 一种高阻隔高性能复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高阻隔高性能复合材料及其制备方法，所述高阻隔高性能复合材料是由聚氟乙烯薄膜层、聚氨酯粘合剂层、聚酯镀铝膜层、聚氨酯粘合剂层和芳纶织物层依次复合构成的层叠体。本发明产品还包括一层聚氨酯涂层。本发明所提供的复合材料可以在较轻质量的情况下保证较低的气体渗透率和良好的力学性能和抗疲劳性，能够真正适应航空、航天领域对高阻隔性材料的应用需求。本发明所提供的制备方法为干法无溶剂复合工艺，该方法中所使用的粘合剂的固态含量是百分百的，不含任何溶剂，该方法的最大特点是环保、产品卫生指数高，产品质量得到保障。

Description

一种高阻隔高性能复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高阻隔高性能复合材料及其制备方法，具体地说涉及一类航空、航天领域适用的新型复合材料。

背景技术

目前，国内我们所熟知的高阻隔性材料多用于包装、医疗卫生领域，但适用于航空、航天领域的高阻隔性材料还不能真正满足要求。航空用高性能薄膜材料一般要求其具有耐热性、阻燃性、耐低温性、高强度低重量、绝缘防水防潮等性能，现在市场上的薄膜材料很难兼顾这些性能。有的薄膜材料在保证低气体渗透率的情况下，往往质量过重或厚度超标，不能满足轻质的要求；有的薄膜材料能满足阻燃耐热性等其他物理性能要求，但其强度和低气体渗透率又不能达到要求，此前出现了一些复合膜，但其都是应用在民用如农膜或防水材料，这些薄膜材料因其没有足够的阻燃性以及耐热性能等，而无法满足航空用膜的要求。现今，航空上应用较广的复合材料主要有树脂基复合材料、陶瓷基复合材料和碳/碳复合材料、功能复合材料等。如FR2877016公开了一种陶瓷基复合材料，WO0103916公开了一种适用于航空领域的耐火绝缘材料等，但这些材料生产成本都较高。

中国专利ZL200420062969.3提供了一种高阻隔冷成型铝膜，由尼龙膜层、粘合剂层、阻隔层铝箔、粘合剂层和聚乙烯类共聚物层依次复合构成的层叠体。但这种高阻隔冷成型铝膜主要用于食品、工业化学品、药品等行业的物品包装，无法满足航空领域的特殊要求。

中国专利ZL02222387.8提供了一种航空用高性能复合膜，由浸胶的尼龙纤维织网与涂胶的合成阻燃高分子膜复合而成，合成高分子膜为聚酰亚胺膜或聚氟乙烯或阻燃聚酯薄膜，该薄膜具有耐热性、阻燃性、绝缘性以及低重量高强度等优点，虽然能满足航空领域的特殊要求。但由于尼龙纤维自身具有弹性模数低、吸水性大、低温冲击强度低以及吸水后变形等缺点，而使得该航空用高性能复合膜的使用受到了一定的限制。

因此，现有高阻隔高性能材料在航空、航天领域应用中还存在着缺陷，我国的航空、航天领域高阻隔性材料还不能满足要求。目前，我国这一类材料的应用主要依赖于进口。

此外，复合工艺是制造复合薄膜材料的重要手段，目前常用的有干法复合、挤出复合、湿法复合、共挤出复合等。无溶剂复合工艺就是在包装材料对卫生性要求日益严格的情况下发展起来的一种层压复合工艺。国内很多杂志都进行了报道，如“塑料薄膜无溶剂复合法——一种值得倡导的复合工艺”(陈昌杰.国外塑料，2002，20(4)：17-29)简要地介绍了无溶剂复合工艺。“无溶剂复合工艺”(包装工程，1991年第12卷第1期)对无溶剂复合粘合机理、无溶剂复合基材以及复合工艺流程进行了描述。JP2003003145公开了一种聚酯类无溶剂粘合剂及其复合方法。而干法无溶剂复合工艺始于20世纪70年代，目前在欧美市场已占有相当重要的地位，与溶剂复合工艺相比，具有很多优点，如生产中不使用溶剂，避免了环境污染；复合后的制品无溶剂残留，更适用于对气味非常敏感的商品包装；减少能源消耗；复合速度快，生产效率高，综合成本较低等。该工艺多用于食品、工业化学品、药品行业物品包装膜的加工。目前，由于用于航空领域的高阻隔高性能复合材料有其特殊的要求，制备方法多采用传统的溶剂复合工艺。

本发明人经过大量的研究和试验后，将其干法无溶剂复合工艺成功地应用于制备航空领域的高阻隔高性能复合材料，并对其工艺条件进行摸索，发现了适宜制备航空领域的高阻隔高性能复合材料的干法无溶剂复合工艺条件，所制得的复合材料不仅其技术性能较传统复合工艺所制得的复合材料的性能提高许多，而且可以在较轻质量的情况下保证较低的气体渗透率和良好的力学性能和抗疲劳性，能够真正适应航空、航天领域对高阻隔高性能材料的应用需求，从而完成了本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高阻隔高性能复合材料，该复合材料可以在较轻质量的情况下保证较低的气体渗透率和良好的力学性能和抗疲劳性，能够真正适应航空、航天领域对高阻隔性材料的应用需求。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高阻隔高性能复合材料，其特征在于，所述的高阻隔高性能复合材料是由聚氟乙烯薄膜层1、聚氨酯粘合剂层2、聚酯镀铝膜层3、聚氨酯粘合剂层4和芳纶织物层5依次复合构成的层叠体。

本发明所提供的高阻隔高性能复合材料具有多层复合结构，在多层复合结构中选择具有高模量、高断裂强度、低热收缩率和低断裂伸长率等优异性能的芳纶作为增强纤维材料，选择耐候性、机械性能、电性能、化学性能和防污性、阻气性好、防护性能优异的聚氟乙烯薄膜作为耐候层，中间通过粘合剂加附镀铝薄膜来提高材料的阻气性能和阻挡紫外线的性能。本发明所提供的材料不仅兼具低气体渗透率、轻质的特点，而且具有良好的力学性能、抗疲劳性和极好的耐候性。

本发明所述的高阻隔高性能复合材料还包括一层聚氨酯涂层6，所述聚氨酯涂层6在芳纶织物层5相对于粘合剂层4的一面。本发明中，在芳纶织物层5相对于粘合剂层4的一面涂布一层聚氨酯涂层，以利于后加工处理。

本发明所提供的高阻隔高性能复合材料，其中，所述的聚氟乙烯薄膜层的厚度为25～38um，所述的聚酯镀铝膜层的厚度为15～20um，所述的芳纶织物层的厚度为200～220um。

在多层复合材料中，倘若每一层的厚度不均匀，不但会影响到复合材料各处的拉伸强度、阻隔性、耐挠性等，还会影响材料的后续加工。只有复合材料每一层的厚度均匀，它的拉伸强力、阻隔性、撕裂强度以及耐挠性才能提高；另外，对复合材料每一层的厚度采取合理的控制，不但提高产品质量，还能降低材料的消耗，提高生产效率。本发明人经过多次试验，发现当所述的聚氟乙烯薄膜层的厚度为25～38um，所述的聚酯镀铝膜层的厚度为15～20um以及所述的芳纶织物层的厚度为200～220um时，本发明的高阻隔高性能复合材料拉伸强力、阻隔性、撕裂强度以及耐挠性优异。

本发明所提供的高阻隔高性能复合材料中，所述的聚氟乙烯薄膜为Tedlar薄膜，所述的芳纶织物为Kevlar织物。

本发明中，聚氟乙烯薄膜选用Tedlar薄膜。Tedlar薄膜是美国杜邦产的PVF薄膜，Tedlar是氟乙烯(CH₂＝CHF)的聚合物，具有独特的性能，包括出色的耐候性、极佳的机械性能、延展性以及耐众多化学品、溶剂和着色剂的腐蚀，不含增塑剂，具有出色的抗老化性能并在很宽的温度范围内保持了韧性和弯曲性能。本发明选用Tedlar薄膜在最外层作为耐环境气候层，使本发明所提供的高阻隔高性能材料具有出色的耐候性、防太阳紫外线影响和减小氦气渗漏特性，可耐多种化学剂的腐蚀，并且具有极佳的力学性能和抗疲劳性，同时还具有良好的光稳定性，可以在较宽的温度范围内工作。

本发明中，芳纶织物选用Kevlar织物。Kevlar织物具有高模量、高断裂强度、低重量、低热收缩率和低断裂伸长率。本发明中选用Kevlar织物作为材料的主要承力层可提供结构强度支持。

本发明中，粘合剂层为聚氨酯粘合剂所形成的。聚氨酯粘合剂是一种高性能粘合剂，不含溶剂和水的热塑性高分子聚合物为基体的固体粘合剂，它具有较好的耐环境应力开裂性能，使得材料每一层之间在不同的环境条件下均具有很好的粘结强力。此外，由于TEDLAR薄膜具有耐热收缩性，当接触温度高于80℃时即会收缩产生皱褶，因此对热熔粘合剂的热熔温度是有一定要求的。本发明中所述的粘合剂是经多次性能比较试验及适用性分析最终选用的。本发明所选的粘合剂不仅使得材料每一层之间在不同的环境条件下均具有很好的粘结强力，而且还具有较好的耐环境应力开裂性能。

本发明中，聚氟乙烯薄膜层与芳纶织物层之间通过高性能粘合剂聚氨酯加附聚酯镀铝薄膜，使本发明材料具有反射和遮挡紫外线的作用，同时对提高材料的抗气体渗透性起到一定作用。

本发明所提供的高阻隔高性能复合材料，具有多层复合结构，在多层复合结构中，芳纶织物层、聚酯镀铝膜层、聚氟乙烯薄膜层通过粘合剂粘结。优选的，芳纶织物为Kevlar织物，聚氟乙烯薄膜为Tedlar薄膜，粘合剂为高性能聚氨酯粘合剂。所述Tedlar薄膜在最外层作为耐环境气候层，使本发明所提供的高阻隔高性能材料具有出色的耐候性、防太阳紫外线影响和减小氦气渗漏特性，可耐多种化学剂的腐蚀，并且具有极佳的力学性能和抗疲劳性，同时还具有良好的光稳定性，可以在较宽的温度范围内工作。而Kevlar织物作为材料的主要承力层可提供结构强度支持。聚酯镀铝膜具有反射和遮挡紫外线的作用，同时对提高材料的抗气体渗透性起到一定作用。高性能聚氨酯粘合剂具有较好的耐环境应力开裂性能，使得材料每一层之间在不同的环境条件下均具有很好的粘结强力。

本发明所提供的高阻隔高性能复合材料具有较低的气体渗透率，具有轻质、耐高温、收缩率小的特点，并具有极好的机械性能、优异的柔性和弹性，可以在较轻质量的情况下保证较低的气体渗透率和良好的力学性能和抗疲劳性，真正适应航空、航天领域对高阻隔性材料的应用需求。

本发明的另一目的在于提供所述的高阻隔高性能复合材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

1)将固态粘合剂颗粒通过热熔胶机熔融，用热熔融的聚氨酯粘合剂通过转移上胶、复合轧接工序将聚氟乙烯薄膜层1和聚酯镀铝膜层3复合在一起，然后进行加湿，再置于熟化室进行熟化处理形成牢固结合的一次复合半成品——聚氟乙烯薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜复合层；

2)采用与步骤1)相同的方法通过热熔融的聚氨酯粘合剂将芳纶织物层5的一面与步骤1)所得到的一次复合半成品——聚氟乙烯薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜复合层牢固结合，形成聚氟乙烯薄膜层1-聚氨酯粘合剂层2-聚酯镀铝膜层3-聚氨酯粘合剂层4-芳纶织物层5依次复合构成的层叠体。

本发明中所述的复合轧接为本领域常用的轧辊贴合方法。本发明采用干法无溶剂复合工艺制备高阻隔高性能复合材料。干法无溶剂复合工艺是通过无溶剂复合设备用无溶剂胶粘剂把几种基材相互结合，经过熟化处理后将基材牢固结合在一起的加工方法。因为它所使用的粘合剂的固态含量是百分百的，不含任何溶剂，因此最大特点是环保、产品卫生指数高，产品质量得到保障。

本发明所述制备方法中，步骤1)和步骤2)之间还包括如下步骤：用直接涂层的方法在芳纶织物层5的背面涂布聚氨酯，然后进行烘燥，形成一层聚氨酯涂层6，得到涂有聚氨酯涂层6的芳纶织物层5。本发明中，在步骤1)和步骤2)之间还进行该步骤，是因为这一工艺步骤要求的烘燥温度较高，如果放在步骤2)会使薄膜收缩，导致步骤2)中所得的层叠体卷曲变形；此外，本发明中，在芳纶织物层5的背面涂布热塑性聚氨酯，然后进行烘燥，形成一层聚氨酯涂层，这有利于后加工处理，且涂层后芳纶织物层的厚度不变。

上述聚氨酯的涂布量为5～8g/m²。涂布量过大和过小对材料的加工、储存及后加工处理都有直接的影响。涂布量过大会造成质量过重、表面发粘现象；涂布量过小会影响粘度、影响材料结构及使用性能。本发明人通过试验发现当热塑性聚氨酯的涂布量为5～8g/m²时所得到的高阻隔高性能复合材料的性能优异。

上述烘燥过程分三个温区，三个温区的烘燥温度分别为80℃、120℃、150℃，烘燥速度为10m/min。本发明中，该步骤所涂布的热塑性聚氨酯属溶剂型聚氨酯，涂布浆料中含有大量溶剂，而且溶剂的品种不同，沸点不同。因此烘燥过程分三个温区，三个温区的烘燥温度分别为80℃、120℃和150℃，这样能使每种溶剂分区、分时挥发出来，避免形成针孔，从而得到完整均匀的聚氨脂涂层。

上述制备方法中，步骤1)中所述的热熔胶机的熔融温度为65～75℃，复合轧接压力为0.4～1.2MPa，复合轧接温度为20～35℃。

步骤1)中所述的加湿为通过相对湿度85％的湿空气瞬间加湿。本发明选用单组分潮气固化型粘合剂，经过熔融、上胶及复合轧接工序，通过相对湿度85％的湿空气瞬间加湿后，再进入熟化室进行熟化，放置的同时粘合剂与水气发生反应，这样能加快熟化速度并有利于复合粘结强力的提高。本发明中，选用聚氨酯粘合剂及此工艺，避免了双组分粘合剂调配过程的麻烦，并缩短了熟化时间提高了工作效率。

上述制备方法中，步骤1)中所述熟化室的相对湿度为80～90％，熟化温度为20～22℃，熟化时间为20～28小时。粘合剂在熟化过程中产生化学反应，制得的复合材料具有良好的层间粘结强度和较高的耐热性。熟化温度、熟化时间以及熟化室的相对湿度对制得的复合材料的层间粘结强度等都有较大的影响。本发明人经过大量的试验发现当熟化室的相对湿度为80～90％、熟化温度为20～22℃、熟化时间为20～28小时，所制得的复合材料的层间粘结强度良好，且具有较高的耐热性。

上述制备方法中，步骤1)中所述聚氨酯粘合剂的涂胶量为8～10g/m²；步骤2)中所述聚氨酯粘合剂的涂胶量为25～30g/m²。在复合过程中，粘合剂的涂胶量很大程度上影响着复合薄膜的质量，当涂布量不足时，复合材料的层与层之间粘合强度差；当涂布量过大时，会使复合材料发皱变硬。本发明中，聚氟乙烯薄膜层1和聚酯镀铝膜层3膜与膜比较易于粘结，涂胶量不用太大即可得到较好的粘结效果，本发明人经反复试验，发现当步骤1)中聚氨酯粘合剂的涂胶量为8～10g/m²时，既能保证两层的粘结牢度又不会使最终层叠体超重，是最佳涂胶量范围；而聚酯镀铝膜层3和芳纶织物层5之间，当膜与织物复合涂胶量太少时不易得到很好的粘结牢度，本发明人经反复试验，发现当步骤2)中聚氨酯粘合剂的涂胶量为25～30g/m²时，既能保证两层的粘结牢度又不会使最终层叠体超重，是最佳涂胶量范围。

上述制备方法中，所述的聚氟乙烯薄膜层的厚度为25～38um，所述的聚酯镀铝膜层的厚度为15～20um，所述的芳纶织物层的厚度为200～220um，其中芳纶织物层在涂布热塑性聚氨酯后其厚度不变。

上述制备方法中，所述的聚氟乙烯薄膜为Tedlar薄膜，所述的芳纶织物为Kevlar织物。

优选的，本发明所述的制备方法包括如下步骤：

1)将固态粘合剂颗粒通过热熔胶机熔融，用热熔融的聚氨酯粘合剂通过转移上胶、复合轧接工序将聚氟乙烯薄膜层1和聚酯镀铝膜层3复合在一起，然后进行加湿，再置于熟化室进行熟化处理形成牢固结合的一次复合半成品——聚氟乙烯薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜复合层；

2)用直接涂层的方法在芳纶织物层5的背面涂布聚氨酯，然后进行烘燥，形成一层聚氨酯涂层6，得到涂有聚氨酯涂层6的芳纶织物层5；

3)采用与步骤1)相同的方法通过热熔融的聚氨酯粘合剂将步骤2)所得到的涂有聚氨酯涂层6的芳纶织物层5与步骤1)所得到的一次复合半成品——聚氟乙烯薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜复合层牢固结合，形成聚氟乙烯薄膜层1-聚氨酯粘合剂层2-聚酯镀铝膜层3-聚氨酯粘合剂层4-芳纶织物层5依次复合构成的层叠体。

本发明的优选制备方法中，步骤1)中所述的热熔胶机的熔融温度为65～75℃，复合轧接压力为0.4～1.2MPa，复合轧接温度为20～35℃。

本发明的优选制备方法中，步骤1)中所述的加湿为通过相对湿度85％的湿空气瞬间加湿。

本发明的优选制备方法中，步骤1)中所述熟化室的相对湿度为80～90％，熟化温度为20～22℃，熟化时间为20～28小时。

本发明的优选制备方法中，步骤2)中所述聚氨酯的涂布量为5～8g/m²，所述烘燥过程分三个温区，三个温区的烘燥温度分别为80℃、120℃、150℃。

本发明的优选制备方法中，步骤1)中所述聚氨酯粘合剂的涂胶量为8～10g/m²；步骤2)中所述聚氨酯粘合剂的涂胶量为25～30g/m²。

本发明的优选制备方法中，所述的聚氟乙烯薄膜层的厚度为25～38um，所述的聚酯镀铝膜层的厚度为15～20um，所述的芳纶织物层的厚度为200～220um，其中芳纶织物层在涂布热塑性聚氨酯后其厚度不变。

本发明的制备方法中，所述的聚氟乙烯薄膜为Tedlar薄膜，所述的芳纶织物为Kevlar织物。

更优选的，本发明所述的制备方法包括如下步骤：

1)将固态粘合剂颗粒通过热熔胶机熔融，用热熔融的聚氨酯粘合剂通过转移上胶、复合轧接工序将聚氟乙烯薄膜层1和聚酯镀铝膜层3复合在一起，其聚氨酯粘合剂的涂胶量为8～10g/m²，热熔胶机的熔融温度为65～75℃，复合轧接压力为0.4～1.2MPa，复合轧接温度为20～35℃，然后通过相对湿度85％的湿空气瞬间加湿后，再置于相对湿度80～90％的熟化室在温度20～22℃的条件下进行熟化处理20～28小时形成牢固结合的一次复合半成品——聚氟乙烯薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜复合层，其聚氟乙烯薄膜层的厚度为25～38um，聚酯镀铝膜层的厚度为15～20um；

2)用直接涂层的方法在芳纶织物层5的背面涂布聚氨酯，聚氨酯的涂布量为5～8g/m²，然后进行烘燥，烘燥过程分三个温区，三个温区的烘燥温度分别为80℃、120℃和150℃，烘燥速度为10m/min，从而形成一层聚氨酯涂层6，得到涂有聚氨酯涂层6的芳纶织物层5，其中芳纶织物层的厚度为200～220um，涂层后厚度不变；

3)采用与步骤1)相同的方法通过热熔融的聚氨酯粘合剂将步骤2)所得到的涂有聚氨酯涂层6的芳纶织物层5与步骤1)所得到的一次复合半成品——聚氟乙烯薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜复合层牢固结合，聚氨酯粘合剂的涂胶量为25～30g/m²，从而形成聚氟乙烯薄膜层1-聚氨酯粘合剂层2-聚酯镀铝膜层3-聚氨酯粘合剂层4-芳纶织物层5依次复合构成的层叠体。

本发明产品性能如下：

(1)经测试，该材料的透氦率为0.115L/m²·day·0.1MPa，大约相当于国内已有同类材料透氦率的1/3；

(2)材料经向拉伸强力在740～830N/cm之间，纬向拉伸强力在690～790N/cm之间，撕裂强度在300～400N之间；

(3)对该发明产品进行了耐挠性试验，试验从500次开始，在每一次试验完成后根据试件的情况增加弯折次数；该材料在弯折3600次后发生破坏，得出该材料的耐挠性能为3600次，完全能满足航空、航天领域的使用要求。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)本发明将高阻隔高性能复合材料设置成上述结构后，Tedlar薄膜在最外层作为耐环境气候层，使本发明所提供的高阻隔高性能材料具有出色的耐候性、防太阳紫外线影响和减小氦气渗漏特性，可耐多种化学剂的腐蚀，并且具有极佳的力学性能和抗疲劳性，同时还具有良好的光稳定性，可以在较宽的温度范围内工作。而Kevlar织物作为材料的主要承力层可提供结构强度支持。聚酯镀铝膜具有反射和遮挡紫外线的作用，同时对提高材料的抗气体渗透性起到一定作用。高性能聚氨酯粘合剂具有较好的耐环境应力开裂性能，使得材料每一层之间在不同的环境条件下均具有很好的粘结强力；

(2)本发明复合材料具有较低的气体渗透率，具有轻质、耐高温、收缩率小的特点，具有极好的机械性能、优异的柔性和弹性，可以在较轻质量的情况下保证较低的气体渗透率和良好的力学性能和抗疲劳性，真正适应航空、航天领域对高阻隔性材料的应用需求；

(3)本发明所提供的干法无溶剂复合工艺，生产过程中不使用溶剂，避免了环境污染；

(4)本发明所提供的干法无溶剂复合工艺，将火灾和爆炸隐患降至最低；

(5)本发明所提供的工艺过程中，无溶剂复合设备无需干燥箱，减少了能源消耗；

(6)本发明所提供的干法无溶剂复合工艺复合速度快，生产效率高，综合成本较低。

附图说明

图1为本发明产品为五层的断面结构示意图；

图2为本发明产品为六层的断面结构示意图；

图3为本发明产品为六层的立体结构示意图；

图4为本发明产品无溶剂干法复合工艺中一次复合的工艺流程图；

图5为本发明产品无溶剂干法复合工艺中二次复合的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。所述的实施例是为了进一步描述本发明，而不是限制本发明。

                        实施例1

如图1所示，本发明所述的高阻隔高性能复合材料，它是由聚氟乙烯薄膜层1、聚氨酯粘合剂层2、聚酯镀铝膜层3、聚氨酯粘合剂层4、芳纶织物层5依次复合构成的层叠体。

其中，聚氟乙烯薄膜为Tedlar薄膜，芳纶织物为Kevlar织物，采用如下方法制备：

1)将固态聚氨酯粘合剂颗粒通过热熔胶机熔融，用热熔融的高性能聚氨酯粘合剂通过转移上胶、复合轧接工序将Tedlar薄膜层1和聚酯镀铝膜层3复合在一起，其中热熔胶机的熔融温度为70℃，高性能聚氨酯粘合剂的涂胶量为8g/m²，复合轧接压力为1.0MPa，复合轧接温度为25℃；Tedlar薄膜薄膜层的厚度为35um，聚酯镀铝膜层的厚度为16um，然后通过相对湿度85％的湿空气瞬间加湿后，再置于熟化室进行熟化处理形成牢固结合的一次复合半成品——Tedlar薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜复合层，熟化温度为21℃，熟化室相对湿度为88％，熟化时间为24小时；

2)采用与步骤1)相同的方法通过热熔融的高性能聚氨酯粘合剂将Kevlar织物层5的一面与一次复合半成品——聚氟乙烯薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜复合层牢固结合，形成Tedlar薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜-聚氨酯粘合剂-Kevlar织物复合层，其中高性能聚氨酯粘合剂的涂胶量为25g/m²，Kevlar织物层的厚度为200um，即得到如图1所述的高阻隔高性能复合材料。

                        实施例2

如图1所示，本发明所述的高阻隔高性能复合材料，它是由聚氟乙烯薄膜层1、聚氨酯粘合剂层2、聚酯镀铝膜层3、聚氨酯粘合剂层4、芳纶织物层5依次复合构成的层叠体。

上述层叠体采用如下方法制备：

1)将固态聚氨酯粘合剂颗粒通过热熔胶机熔融，用热熔融的高性能聚氨酯粘合剂通过转移上胶、复合轧接工序将聚氟乙烯薄膜层1和聚酯镀铝膜层3复合在一起，其中热熔胶机的熔融温度为70℃，高性能聚氨酯粘合剂的涂胶量为10g/m²，复合轧接压力为1.0MPa，复合轧接温度为25℃；聚氟乙烯薄膜层的厚度为35um，聚酯镀铝膜层的厚度为16um，然后通过相对湿度85％的湿空气瞬间加湿后，再置于熟化室进行熟化处理形成牢固结合的一次复合半成品——聚氟乙烯薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜复合层，熟化温度为21℃，熟化室相对湿度为88％，熟化时间为24小时；

2)采用与步骤1)相同的方法通过热熔融的高性能聚氨酯粘合剂将芳纶织物层5的一面与一次复合半成品——聚氟乙烯薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜复合层牢固结合，形成聚氟乙烯薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜-聚氨酯粘合剂-芳纶织物复合层，其中高性能聚氨酯粘合剂的涂胶量为30g/m²，芳纶织物层的厚度为200um，即得到如图1所述的高阻隔高性能复合材料。

                            实施例3

如图2和3所示，本发明所述的高阻隔高性能复合材料，它是由聚氟乙烯薄膜层1、聚氨酯粘合剂层2、聚酯镀铝膜层3、聚氨酯粘合剂层4、芳纶织物层5和聚氨酯涂层6依次复合构成的层叠体。

其中，聚氟乙烯薄膜为Tedlar薄膜，芳纶织物为Kevlar织物，采用如下方法制备：

1)将固态聚氨酯粘合剂颗粒通过热熔胶机熔融，用热熔融的高性能聚氨酯粘合剂通过转移上胶、复合轧接工序将Tedlar薄膜层1和聚酯镀铝膜层3复合在一起，其中热熔胶机的熔融温度为70℃，高性能聚氨酯粘合剂的涂胶量为9g/m²，复合轧接压力为0.4MPa，复合轧接温度为35℃；Tedlar薄膜层的厚度为25um，聚酯镀铝膜层的厚度为20um，然后通过相对湿度85％的湿空气瞬间加湿后，再置于熟化室进行熟化处理形成牢固结合的一次复合半成品——Tedlar薄膜-粘合剂-聚酯镀铝膜复合层，熟化温度为20℃，熟化室相对湿度为90％，熟化时间为24小时；

2)用直接涂层的方法在Kevlar织物层5的背面涂布热塑性聚氨酯，然后进行烘燥，形成一层聚氨酯涂层6，即得到涂布聚氨酯的Kevlar织物层5，其中热塑性聚氨酯的涂布量为5g/m²，烘燥过程分三个温区，三个温区的烘燥温度分别为80℃、120℃、150℃，烘燥速度为10m/min，Kevlar织物层的厚度为200um，涂层后厚度不变；

3)采用与步骤1)相同的方法通过热熔融的高性能聚氨酯粘合剂将步骤2)所得到的涂布聚氨酯的Kevlar织物层5与一次复合半成品——Tedlar薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜复合层牢固结合，其高性能聚氨酯粘合剂的涂胶量为28g/m²，从而形成Tedlar薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜-聚氨酯粘合剂-Kevlar织物复合层，即得到所述的高阻隔高性能复合材料。

                        实施例4

如图2和3所示，本发明所述的高阻隔高性能复合材料，它是由聚氟乙烯薄膜层1、聚氨酯粘合剂层2、聚酯镀铝膜层3、聚氨酯粘合剂层4、芳纶织物层5和聚氨酯涂层6依次复合构成的层叠体。

其中，聚氟乙烯薄膜为Tedlar薄膜，芳纶织物为Kevlar织物，采用如下方法制备：

1)将固态聚氨酯粘合剂颗粒通过热熔胶机熔融，用热熔融的高性能聚氨酯粘合剂通过转移上胶、复合轧接工序将Tedlar薄膜层1和聚酯镀铝膜层3复合在一起，其中热熔胶机的熔融温度为70℃，高性能聚氨酯粘合剂的涂胶量为8g/m²，复合轧接压力为1.2MPa，复合轧接温度为20℃；Tedlar薄膜层的厚度为38um，聚酯镀铝膜层的厚度为15um，然后通过相对湿度85％的湿空气瞬间加湿后，再置于熟化室进行熟化处理形成牢固结合的一次复合半成品——Tedlar薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜复合层，熟化温度为22℃，熟化室相对湿度为80％，熟化时间为24小时；

2)用直接涂层的方法在Kevlar织物层5的背面涂布热塑性聚氨酯，然后进行烘燥，形成一层聚氨酯涂层6，即得到涂布聚氨酯的Kevlar织物层5，其中热塑性聚氨酯的涂布量为8g/m²，烘燥过程分三个温区，三个温区的烘燥温度分别为80℃、120℃、150℃，烘燥速度为10m/min，Kevlar织物层的厚度为220um，涂层后厚度不变；

3)采用与步骤1)相同的方法通过热熔融的高性能聚氨酯粘合剂将步骤2)所得到的涂布聚氨酯的Kevlar织物层5与一次复合半成品——Tedlar薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜复合层牢固结合，其高性能聚氨酯粘合剂的涂胶量为26g/m²，从而形成Tedlar薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜-聚氨酯粘合剂-Kevlar织物复合层，即得到所述的高阻隔高性能复合材料。

                    实施例5

如图2和3所示，本发明所述的高阻隔高性能复合材料，它是由聚氟乙烯薄膜层1、聚氨酯粘合剂层2、聚酯镀铝膜层3、聚氨酯粘合剂层4、芳纶织物层5和聚氨酯涂层6依次复合构成的层叠体。

其中，聚氟乙烯薄膜为Tedlar薄膜，芳纶织物为Kevlar织物，采用如下方法制备：

1)将固态聚氨酯粘合剂颗粒通过热熔胶机熔融，用热熔融的高性能聚氨酯粘合剂通过转移上胶、复合轧接工序将Tedlar薄膜层1和聚酯镀铝膜层3复合在一起，其中热熔胶机的熔融温度为65℃，高性能聚氨酯粘合剂的涂胶量为9g/m²，复合轧接压力为0.8MPa，复合轧接温度为30℃；Tedlar薄膜层的厚度为30um，聚酯镀铝膜层的厚度为18um，然后通过相对湿度85％的湿空气瞬间加湿后，再置于熟化室进行熟化处理形成牢固结合的一次复合半成品——Tedlar薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜复合层，熟化温度为22℃，熟化室相对湿度为85％，熟化时间为20小时；

2)用直接涂层的方法在Kevlar织物层5的背面涂布热塑性聚氨酯，然后进行烘燥，形成一层聚氨酯涂层6，即得到涂布聚氨酯的Kevlar织物层5，其中热塑性聚氨酯的涂布量为6g/m²，烘燥过程分三个温区，三个温区的烘燥温度分别为80℃、120℃、150℃，烘燥速度为10m/min，Kevlar织物层的厚度为210um，涂层后厚度不变；

3)采用与步骤1)相同的方法通过热熔融的高性能聚氨酯粘合剂将步骤2)所得到的涂布聚氨酯的Kevlar织物层5与一次复合半成品——Tedlar薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜复合层牢固结合，其高性能聚氨酯粘合剂的涂胶量为29g/m²，从而形成Tedlar薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜-聚氨酯粘合剂-Kevlar织物复合层，即得到所述的高阻隔高性能复合材料。

                        实施例6

如图2和3所示，本发明所述的高阻隔高性能复合材料，它是由聚氟乙烯薄膜层1、聚氨酯粘合剂层2、聚酯镀铝膜层3、聚氨酯粘合剂层4、芳纶织物层5和聚氨酯涂层6依次复合构成的层叠体。

上述高阻隔高性能复合材料采用如下方法制备：

1)将固态聚氨酯粘合剂颗粒通过热熔胶机熔融，用热熔融的高性能聚氨酯粘合剂通过转移上胶、复合轧接工序将聚氟乙烯薄膜层1和聚酯镀铝膜层3复合在一起，其中热熔胶机的熔融温度为75℃，高性能聚氨酯粘合剂的涂胶量为8g/m²，复合轧接压力为1.0MPa，复合轧接温度为25℃；聚氟乙烯薄膜层的厚度为35um，聚酯镀铝膜层的厚度为16um，然后通过相对湿度85％的湿空气瞬间加湿后，再置于熟化室进行熟化处理形成牢固结合的一次复合半成品——聚氟乙烯薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜复合层，熟化温度为21℃，熟化室相对湿度为88％，熟化时间为28小时；

2)用直接涂层的方法在芳纶织物层5的一面涂布热塑性聚氨酯，然后进行烘燥，形成一层聚氨酯涂层6，即得到涂布聚氨酯的芳纶织物层5，其中热塑性聚氨酯的涂布量为6g/m²，烘燥过程分三个温区，三个温区的烘燥温度分别为80℃、120℃、150℃，烘燥速度为10m/min，芳纶织物层的厚度为205um，涂层后厚度不变；

3)采用与步骤1)相同的方法通过热熔融的高性能聚氨酯粘合剂将步骤2)所得到的涂布聚氨酯的芳纶织物层5的另一面与一次复合半成品——聚氟乙烯薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜复合层牢固结合，高性能聚氨酯粘合剂的涂胶量为27g/m²，从而形成聚氟乙烯薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜-聚氨酯粘合剂-芳纶织物复合层-聚氨酯涂层，即得到所述的高阻隔高性能复合材料。

                        实施例7

如图1所示，本发明所述的高阻隔高性能复合材料，它是由聚氟乙烯薄膜层1、聚氨酯粘合剂层2、聚酯镀铝膜层3、聚氨酯粘合剂层4、芳纶织物层5依次复合构成的层叠体。

其中，聚氟乙烯薄膜为Tedlar薄膜，芳纶织物为Kevlar织物，采用如下方法制备：

1)将固态聚氨酯粘合剂颗粒通过热熔胶机熔融，用热熔融的高性能聚氨酯粘合剂通过转移上胶、复合轧接工序将Tedlar薄膜层1和聚酯镀铝膜层3复合在一起，Tedlar薄膜薄膜层的厚度为35um，聚酯镀铝膜层的厚度为16um，然后进行加湿后，再置于熟化室进行熟化处理形成牢固结合的一次复合半成品——Tedlar薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜复合层；

2)采用与步骤1)相同的方法通过热熔融的高性能聚氨酯粘合剂将Kevlar织物层5的一面与一次复合半成品——聚氟乙烯薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜复合层牢固结合，形成Tedlar薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜-聚氨酯粘合剂-Kevlar织物复合层，Kevlar织物层的厚度为200um，即得到如图1所述的高阻隔高性能复合材料。

                         实施例8

如图2和3所示，本发明所述的高阻隔高性能复合材料，它是由聚氟乙烯薄膜层1、聚氨酯粘合剂层2、聚酯镀铝膜层3、聚氨酯粘合剂层4、芳纶织物层5和聚氨酯涂层6依次复合构成的层叠体。

上述高阻隔高性能复合材料采用如下方法制备：

1)将固态聚氨酯粘合剂颗粒通过热熔胶机熔融，用热熔融的高性能聚氨酯粘合剂通过转移上胶、复合轧接工序将聚氟乙烯薄膜层1和聚酯镀铝膜层3复合在一起，聚氟乙烯薄膜层的厚度为35um，聚酯镀铝膜层的厚度为16um，然后进行加湿后，再置于熟化室进行熟化处理形成牢固结合的一次复合半成品——聚氟乙烯薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜复合层；

2)用直接涂层的方法在芳纶织物层5的一面涂布热塑性聚氨酯，然后进行烘燥，形成一层聚氨酯涂层6，即得到涂布聚氨酯的芳纶织物层5，芳纶织物层的厚度为205um，涂层后厚度不变；

3)采用与步骤1)相同的方法通过热熔融的高性能聚氨酯粘合剂将步骤2)所得到的涂布聚氨酯的芳纶织物层5的另一面与一次复合半成品——聚氟乙烯薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜复合层牢固结合，从而形成聚氟乙烯薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜-聚氨酯粘合剂-芳纶织物复合层-聚氨酯涂层，即得到所述的高阻隔高性能复合材料。

Claims (10)

1.一种高阻隔高性能复合材料，其特征在于，所述的高阻隔高性能复合材料是由聚氟乙烯薄膜层（1）、聚氨酯粘合剂层（2）、聚酯镀铝膜层（3）、聚氨酯粘合剂层（4）和芳纶织物层（5）依次复合构成的层叠体；所述的高阻隔高性能复合材料采用如下方法制备而成：

1）将固态聚氨酯粘合剂颗粒通过热熔胶机熔融，用热熔融的聚氨酯粘合剂通过转移上胶、复合轧接工序将聚氟乙烯薄膜层（1）和聚酯镀铝膜层（3）复合在一起，然后进行加湿，再置于熟化室进行熟化处理形成牢固结合的一次复合半成品——聚氟乙烯薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜复合层；

2）采用与步骤1）相同的方法通过热熔融的聚氨酯粘合剂将芳纶织物层（5）的一面与步骤1）所得到的一次复合半成品——聚氟乙烯薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜复合层牢固结合，形成聚氟乙烯薄膜层（1）-聚氨酯粘合剂层（2）-聚酯镀铝膜层（3）-聚氨酯粘合剂层（4）-芳纶织物层（5）依次复合构成的层叠体；

其中，步骤1）中所述的热熔胶机的熔融温度为65～75℃，复合轧接压力为0.4～1.2MPa，复合轧接温度为20～35℃；步骤1）中所述聚氨酯粘合剂的涂胶量为8～10g/m²；步骤2）中所述聚酯镀铝膜层（3）与芳纶织物层（5）之间的聚氨酯粘合剂的涂胶量为25～30g/m²。

2.根据权利要求1所述的高阻隔高性能复合材料，其特征在于，所述的高阻隔高性能复合材料还包括一层聚氨酯涂层（6），所述聚氨酯涂层（6）在芳纶织物层（5）相对于聚氨酯粘合剂层（4）的一面。

3.根据权利要求1或2所述的高阻隔高性能复合材料，其特征在于，所述的聚氟乙烯薄膜层的厚度为25～38ｕm，所述的聚酯镀铝膜层的厚度为15～20ｕm，所述的芳纶织物层的厚度为200～220ｕm。

4.根据权利要求1或2所述的高阻隔高性能复合材料，其特征在于，所述的聚氟乙烯薄膜为Tedlar薄膜，所述的芳纶织物为Kevlar织物。

5.一种如权利要求1所述的高阻隔高性能复合材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：

1）将固态聚氨酯粘合剂颗粒通过热熔胶机熔融，用热熔融的聚氨酯粘合剂通过转移上胶、复合轧接工序将聚氟乙烯薄膜层（1）和聚酯镀铝膜层（3）复合在一起，然后进行加湿，再置于熟化室进行熟化处理形成牢固结合的一次复合半成品——聚氟乙烯薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜复合层；

2）采用与步骤1）相同的方法通过热熔融的聚氨酯粘合剂将芳纶织物层（5）的一面与步骤1）所得到的一次复合半成品——聚氟乙烯薄膜-聚氨酯粘合剂-聚酯镀铝膜复合层牢固结合，形成聚氟乙烯薄膜层（1）-聚氨酯粘合剂层（2）-聚酯镀铝膜层（3）-聚氨酯粘合剂层（4）-芳纶织物层（5）依次复合构成的层叠体；

其中，步骤1）中所述的热熔胶机的熔融温度为65～75℃，复合轧接压力为0.4～1.2MPa，复合轧接温度为20～35℃；步骤1）中所述聚氨酯粘合剂的涂胶量为8～10g/m²；步骤2）中所述聚酯镀铝膜层（3）与芳纶织物层（5）之间的聚氨酯粘合剂的涂胶量为25～30g/m²。

6.根据权利要求5所述的高阻隔高性能复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚氟乙烯薄膜为Tedlar薄膜，所述芳纶织物为Kevlar织物。

7.根据权利要求5所述的高阻隔高性能复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1）和步骤2）之间还包括如下步骤：用直接涂层的方法在芳纶织物层（5）的背面涂布聚氨酯，然后进行烘燥，形成一层聚氨酯涂层（6），得到涂有聚氨酯涂层（6）的芳纶织物层（5）。

8.根据权利要求7所述的高阻隔高性能复合材料的制备方法，其特征在于，所述芳纶织物层（5）的背面聚氨酯的涂布量为5～8g/m²；所述烘燥过程分三个温区，三个温区的烘燥温度分别为80℃、120℃、150℃，烘燥速度为10m/min。

9.根据权利要求5-8任意一项所述的高阻隔高性能复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述的加湿为通过相对湿度85%的湿空气瞬间加湿；步骤1）中所述熟化室的相对湿度为80～90%，熟化温度为20～22℃，熟化时间为20～28小时。

10.根据权利要求9所述的高阻隔高性能复合材料的制备方法，其特征在于，所述的聚氟乙烯薄膜层的厚度为25～38ｕm，所述的聚酯镀铝膜层的厚度为15～20ｕm，所述的芳纶织物层的厚度为200～220ｕm。

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