CN105173052A

CN105173052A - 囊皮材料及浮空器

Info

Publication number: CN105173052A
Application number: CN201510073563.8A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Dongguan Frontier Technology Institute; Shenzhen Kuang Chi Space Technology Co Ltd
Current assignee: Dongguan Frontier Technology Institute; Shenzhen Kuang Chi Space Technology Co Ltd
Priority date: 2015-02-10
Filing date: 2015-02-10
Publication date: 2015-12-23

Abstract

本发明提供了一种囊皮材料及浮空器。该囊皮材料包括层叠设置的耐候层、阻气层、承重层和焊接层，其中阻气层为分散有蒙脱土的有机聚合物。本发明通过将蒙脱土分散在有机聚合物以形成阻气层，并利用蒙脱土是一种层状结晶的硅酸盐粘土矿的性质，从而提高了囊皮材料的阻气性能，进而减少了浮空器或飞艇内部气体的泄露，并提高了浮空器或飞艇的滞空时间。

Description

囊皮材料及浮空器

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，具体而言，涉及一种囊皮材料及浮空器。

背景技术

浮空器一种主要依靠空气浮力(或称静升力)来克服自身重力实现滞空或飞行的飞行器，如高空气球和飞艇，其主体为一个用于填充浮升气体并具有良好气密性的囊体。因此，对浮空器或飞艇而言囊体的性能直接决定其飞行任务成败、载荷能力及飞行成本的高低。

囊皮材料(又称蒙皮材料)是囊体的主要结构材料，其起到氦气保持、提供浮力的作用。囊皮材料一般由高强、轻质及高气体阻隔性的高分子复合材料组成。例如，公开号为CN102416739A的中国专利公开了一种艇蒙皮材料，该蒙皮材料包括防老化层、胶层、织物层、基底层、高阻隔层和焊接层。

然而，现有囊皮材料的阻气性能较差，使得浮空器或飞艇内部气体容易产生泄露，从而降低浮空器或飞艇的滞空时间。针对上述问题，目前还没有有效的解决方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种囊皮材料及利用该囊皮材料的浮空器，且其具有更佳的阻气性能。

为了实现上述目的，本发明提供了一种囊皮材料，该囊皮材料包括层叠设置的耐候层、阻气层、承重层和焊接层，其中阻气层为分散有蒙脱土的有机聚合物。

进一步地，囊皮材料中的耐候层、阻气层、承重层和焊接层由外向内依次层叠设置。

进一步地，蒙脱土占阻气层的重量百分比为0.5％～2％。

进一步地，蒙脱土为片层。

进一步地，片层的厚度为1～10nm。

进一步地，有机聚合物为聚酯或聚氨酯。

进一步地，耐候层、阻气层、承重层和焊接层中相邻各层之间通过胶层连接。

进一步地，耐候层为聚偏氟乙烯膜层或聚偏二氯乙烯膜层。

进一步地，承重层为高强纤维层或高强纤维层和热塑性薄膜层的复合层。

进一步地，高强纤维层的材料为聚乙烯纤维、芳纶纤维或PBO纤维。

进一步地，焊接层为热塑性聚氨酯膜层。

本发明还提供了一种浮空器，包括囊体，该囊体由上述囊皮材料制成

应用本发明的技术方案，本发明通过将将蒙脱土分散在有机聚合物以形成阻气层，并利用蒙脱土是一种层状结晶的硅酸盐粘土矿的性质，从而提高了囊皮材料的阻气性能，进而减少了浮空器内部气体的泄露，并提高了浮空器的滞空时间。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本申请。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

由背景技术可知，现有囊皮材料的阻气性能较差，使得浮空器内部气体容易产生泄露，从而降低浮空器的滞空时间。本发明的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种囊皮材料。该囊皮材料包括层叠设置的耐候层、阻气层、承重层和焊接层，其中阻气层为分散有蒙脱土的有机聚合物。

本发明通过将蒙脱土分散在有机聚合物以形成阻气层，并利用蒙脱土是一种层状结晶的硅酸盐粘土矿的性质，从而提高了囊皮材料的阻气性能，进而减少了将上述囊皮材料应用于浮空器时浮空器内部气体的泄露，并提高了浮空器的滞空时间。

上述囊皮材料中，阻气层是通过将层状的蒙脱土均匀的分散在聚合物溶液或熔体中，然后聚合形成。其中，蒙脱土是具有天然的层状结构，使其均匀分散在有机聚合物后，该层状结构能够阻挡气体分子通过，使得气体分子通过阻气层的路径更加迂回曲折，从而提高了囊皮材料的阻气性能。

上述阻气层中，蒙脱土的含量可以根据实际需求进行设定。为了进一步提高囊皮材料的阻气性能，在一种优选的实施方式中，蒙脱土占阻气层的重量百分比为0.5％～2％。为了进一步提高囊皮材料的阻气性能，更为优选地，蒙脱土为片层。更为优选地，片层的厚度为1～10nm。其中，有机聚合物可以为本领域中常用的聚合物，优选地，有机聚合物为聚酯或聚氨酯。

上述囊皮材料中，耐候层、阻气层、承重层和焊接层的组成可以根据实际工艺需求进行设定。其中，耐候层可以为聚偏氟乙烯膜层或聚偏二氯乙烯膜层，且耐候层暴露在高空环境中，主要起到抗紫外、保护内层材料以及防止气体泄露的作用。承重层可以为高强纤维层或高强纤维层和热塑性薄膜层的复合层，热塑性薄膜层可以在预热熔缝合时起粘结作用，并且可以密闭缝纫时产生的针孔，进而起到阻气的作用。高强纤维层的材料可以为聚乙烯纤维、芳纶纤维或PBO纤维。焊接层可以为热塑性聚氨酯膜层。

应当注意的是，上述囊皮材料中的各层之间通过胶层连接，即耐候层、超材料层、阻气层、承重层和焊接层中相邻各层之间通过胶层连接。胶层的材料可以为聚酯或聚氨酯等。在制作囊体材料复合层的过程中，耐候层、阻气层、承重层和焊接层中相邻各层之间通过热熔的方式压合而成。另外，上述囊体材料复合层中的耐候层、阻气层、承重层和焊接层的厚度也可以很据实际工艺需求设定。优选地，囊皮材料中的耐候层、阻气层、承重层和焊接层由外向内依次层叠设置。

本发明实施例还包括一种浮空器，包括囊体，该囊体由如上述实施例所提供的囊皮材料制成。该浮空器还包括悬挂于浮空器下方的吊舱、设置于吊舱内的载荷、以及设置于吊舱上或悬挂于吊舱下方的太阳能电池等。

从以上实施例可以看出，本发明上述的实例实现了如下技术效果：本发明通过将将蒙脱土分散在有机聚合物以形成阻气层，并利用蒙脱土是一种层状结晶的硅酸盐粘土矿的性质，从而提高了囊皮材料的阻气性能，进而减少了浮空器或飞艇内部气体的泄露，并提高了浮空器或飞艇的滞空时间。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种囊皮材料，其特征在于，所述囊皮材料包括层叠设置的耐候层、阻气层、承重层和焊接层，其中所述阻气层为分散有蒙脱土的有机聚合物。

2.根据权利要求1所述的囊皮材料，其特征在于，所述囊皮材料中的所述耐候层、所述阻气层、所述承重层和所述焊接层由外向内依次层叠设置。

3.根据权利要求1所述的囊皮材料，其特征在于，所述蒙脱土占所述阻气层的重量百分比为0.5％～2％。

4.根据权利要求1所述的囊皮材料，其特征在于，所述蒙脱土为片层。

5.根据权利要求4所述的囊皮材料，其特征在于，所述片层的厚度为1～10nm。

6.根据权利要求1所述的囊皮材料，其特征在于，所述有机聚合物为聚酯或聚氨酯。

7.根据权利要求1至6中所述的囊皮材料，其特征在于，所述耐候层、所述阻气层、所述承重层和所述焊接层中相邻各层之间通过胶层连接。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的囊皮材料，其特征在于，所述耐候层为聚偏氟乙烯膜层或聚偏二氯乙烯膜层。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的囊皮材料，其特征在于，所述承重层为高强纤维层或高强纤维层和热塑性薄膜层的复合层。

10.根据权利要求9所述的囊皮材料，其特征在于，所述高强纤维层的材料为聚乙烯纤维、芳纶纤维或PBO纤维。

11.根据权利要求1至6中任一项所述的囊皮材料，其特征在于，所述焊接层为热塑性聚氨酯膜层。

12.一种浮空器，包括囊体，所述囊体由权利要求1至11中任一项所述的囊皮材料制成。