CN109776841B - 囊体材料、其原料组合物及浮空器 - Google Patents

囊体材料、其原料组合物及浮空器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种囊体材料、其原料组合物及浮空器。其中，囊体材料的原料组合物包括可紫外激发交联的聚合物原料及紫外光引发剂。通过反向利用临近空间紫外线辐射强的特点，将抵抗临近空间的大气环境转变为利用该大气环境，在制备囊体材料的组合物原料中包含能够利用紫外线照射作为紫外交联的反应条件的聚合物原料和紫外光引发剂，使得利用该原料组合物制备而成的囊体材料在处于临近空间中，充分利用所处临近空间的紫外光强的激发，增强该材料的抗紫外照射性能及阻隔性能。

Description

囊体材料、其原料组合物及浮空器
技术领域
本发明涉及高空飞行设备材料领域，具体而言，涉及一种囊体材料、其原料组合物及浮空器。
背景技术
临近空间(目前各国对临近空间的共识是指海拔高度在20-100千米的空域范围)的高空浮空器具有很大的应用前景。由于临近空间环境苛刻，太阳辐射强，必须包含性能优良的抗老化层，抵抗临近空间的紫外线和臭氧带来的综合老化作用，同时需要采用隔光层，防止太阳辐射对内层材料的损伤。
而目前对耐紫外的常见的处理方式有两种：一种是在浮空器囊皮外表面涂覆一层抗紫外线的膜层；一种是在浮空器囊皮材料的组分中加入抗紫外剂，增加其耐紫外性能。然而，这两种方法，前者的使用寿命明显有限，抗紫外膜层在吸收了大量的紫外线后会逐渐失效，失去抗紫外功能，无法满足临近空间飞行器长航时的要求，且使产品的重量明显增加，无法满足高空浮空器轻量化的要求。后者尽管避免了紫外辐照后的强度大幅度下降，但因组分中紫外吸收剂的化学转化，材料的伸长率难以维持。
因此，如何提供一种耐紫外性能强的浮空器，目前尚无有效的解决办法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种囊体材料、其原料组合物及浮空器，以解决现有技术中的浮空器的囊体材料耐紫外性能差的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种囊体材料的原料组合物，该原料组合物包括可紫外激发交联的聚合物原料及紫外光引发剂。
进一步地，聚合物原料为PE低聚物、乙烯单体、TPU低聚物或形成TPU低聚物的单体。
进一步地，紫外光引发剂选自TPO光引发剂、ITX光引发剂、EDB光引发剂、BDK光引发剂或CBP光引发剂。
进一步地，紫外光引发剂以溶液形式与聚合物原料分别单独存在，优选溶液中紫外光引发剂的质量百分含量为0.01～15％，优选为1～15％。
进一步地，紫外光引发剂与聚合物原料以混合物的形式存在，优选混合物中，紫外光引发剂的质量百分含量为0.01％～6％，优选为0.05-5％。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种囊体材料，该囊体材料包括可紫外激发交联的膜层。
进一步地，可紫外激发交联的膜层包括低聚物膜层以及设置在低聚物膜层的一个表面上的紫外光引发剂膜层，优选低聚物膜层选自PE膜层或TPU膜层；更优选，紫外光引发剂膜层通过将紫外光引发剂配制成溶液涂覆于低聚物膜层的一个表面上得到，进一步优选地，紫外光引发剂在溶液中的质量百分含量为0.01～15％，优选为1～15％，更优选为8～15％。
进一步地，可紫外激发交联的膜层为聚合物原料与紫外光引发剂的混合物膜层，优选聚合物原料选自PE低聚物、乙烯单体、TPU低聚物或形成TPU低聚物的单体，更优选地，紫外光引发剂在混合物膜层中的质量百分含量为0.01％～6％，优选为0.05-5％，进一步优选为1％～4％。
进一步地，紫外光引发剂选自TPO光引发剂、ITX光引发剂、EDB光引发剂、BDK光引发剂或CBP光引发剂。
根据本发明的另一方面，提供了一种浮空器，浮空器包括囊体材料，该囊体材料采用上述任一种囊体材料制备而成。
应用本发明的技术方案，通过反向利用临近空间紫外线辐射强的特点，将抵抗临近空间的大气环境转变为利用该大气环境，在制备囊体材料的组合物原料中包含能够利用紫外线照射作为紫外交联的反应条件的聚合物原料和紫外光引发剂，使得利用该原料组合物制备而成的囊体材料在处于临近空间中，充分利用所处临近空间的紫外光强的激发，增强该材料的抗紫外照射性能及阻隔性能。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1和图2示出了根据本申请的优选实施例中的囊体材料在临近空间环境下自增强性能的原理示意图，其中，
图1示出了紫外光引发剂制成溶液，涂覆于聚合物薄膜表面，制成涂层，使囊体材料具备在紫外线条件下交联增强；
图2为紫外光引发剂直接添加到薄膜原料中，使形成的囊体材料受紫外激发交联增强。
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发明。
如背景技术所提到的，现有技术中的浮空器的耐紫外性能较差。为了改善现有技术这一缺陷，在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种囊体材料的原料组合物，该原料组合物包括可紫外激发交联的聚合物原料及紫外光引发剂。
本申请的囊体材料的原料组合物中，通过反向利用临近空间紫外线辐射强的特点，将抵抗临近空间的大气环境转变为利用该大气环境，在制备囊体材料的组合物原料中包含能够利用紫外线照射作为紫外交联的反应条件的聚合物原料和紫外光引发剂，使得利用该原料组合物制备而成的囊体材料在处于临近空间中，充分利用所处临近空间的紫外光强的激发，增强该材料的抗紫外照射性能及阻隔性能(紫外辐照交联增强原理如图1和图2所示，图1为紫外光引发剂制成溶液，涂覆于聚合物薄膜表面，制成涂层，使囊体材料具备在紫外线条件下交联增强；图2为紫外光引发剂直接添加到薄膜原料中，使形成的囊体材料受紫外激发交联增强。
上述囊体材料的原料组合物中，能够被紫外激发交联的聚合物原料采用现有的制备囊体材料所用的聚合物原料即可，比如，可以是PE低聚物或其单体、TPU低聚物或其单体。为了进一步提高囊体材料的可激发交联性能，在本申请一种优选的实施例中，聚合物原料为PE低聚物、乙烯单体、TPU低聚物或其单体。更优选聚合物原料为PE低聚物或其单体乙烯。与TPU低聚物的结晶度相对较高，不易产生交联作用相比，PE低聚物结晶度更适合，在紫外照射时，交联作用更明显强，因而在不同的大气环境下，不仅能够自动增强抗紫外性能，而且也能自动增强阻隔性能。
上述原料组合物中，任何能够激发上述聚合物原料进行紫外交联的紫外光引发剂均适用于本申请。出于紫外光引发固化的速度和效率考虑，在本申请一种优选的实施例中，紫外光引发剂选自TPO光引发剂、ITX光引发剂、EDB光引发剂、BDK光引发剂或CBP光引发剂。
TPO光引发剂又称2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦或二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧膦，其吸收波长为273～370nm。ITX光引发剂全称为2异丙基硫杂蒽酮(2，4异构体混合物)，是一种高效的自由基(II)型光引发剂，吸收波长为258～382nm。EDB光引发剂的化学名称为4-二甲胺基-苯甲酸乙酯，是一种高效的胺配合剂，通常与自由基(II)型光引发剂一起使用，其吸收波长为228～308nm。BDK光引发剂化学名称为安息香双甲醚，吸收波长为205～253nm。CBP光引发剂的化学名称为4-氯二苯甲酮，吸收波长为254nm，该引发剂体现的气味低。
上述原料组合中，紫外光引发剂的量根据聚合物原料的具体种类和引发剂的具体种类的不同进行合理确定。为了提高所欲制备的囊体材料在临近空间的耐紫外辐射性能的同时，还满足轻量化的需求，在本申请一种优选的实施例中，上述紫外光引发剂以溶液形式与上述聚合物原料单独存在，这样便于在聚合物原料形成低聚物膜层后，将含紫外光引发剂的溶液涂覆在低聚物膜层上从而形成具有可紫外激发交联的膜层。这样的材料处于太空中的强紫外线照射环境中时，能够吸收环境中的紫外线引发低聚物膜层进行交联，从而不仅起到抗紫外的作用，而且使得材料的结构更稳定，起到更好的阻隔效果。
上述优选的实施例中，根据具体需求可以合理设置溶液中紫外光引发剂的质量百分含量。在本申请一种优选的实施例中，溶液中紫外光引发剂的质量百分含量为0.01～15％，优选为1～15％。该含量下溶液粘度合适既容易涂覆，又能够使得聚合物原料在紫外照射的情况下，紫外光引发剂引发聚合物原料完成不同程度的交联聚合，提升抗紫外性能。
在本申请另一种优选的实施例中，上述紫外光引发剂与上述聚合物原料与混合物的形式存在。这样形成的原料组合物制备成的膜层中也含有紫外光引发剂，因而也能够在紫外照射的情况下，引发聚合物原料的交联聚合，提升聚合产物的抗紫外性能。上述混合物中紫外光引发剂的质量百分含量优选为0.01％～6％，优选为0.05-5％。在该含量范围下，紫外光引发剂同样能够引发聚合物原料完成不同程度的交联聚合。
在本申请第二种典型的实施方式中，提供了一种囊体材料，该囊体材料包括可紫外激发交联的膜层。本申请的包含可紫外激发交联的膜层的囊体材料，如图1所示，在处于临近空间的高紫外辐射环境下，能够充分利用紫外光激发囊体材料中该膜层的交联聚合，从而既提高了抗紫外性性能，又提高了阻隔性能，保护内层材料免临近空间大气环境的损害。
从现有的制备囊体材料的聚合物原料中，选择合适的制备方法即可获得能够被紫外光引发聚合而成的膜层。在本申请一种优选的实施例中，可紫外激发交联的膜层包括低聚物膜层以及设置在低聚物膜层的一个表面上的紫外光引发剂膜层。在紫外照射时，低聚物膜层在紫外光引发剂的引发下发生聚合反应。
上述优选实施例中，低聚物膜层作为阻隔层，而设置在低聚物膜层的一个表面上的紫外光引发剂膜层用于在临近空间的紫外光照射下引发该低聚物膜层进行交联聚合，形成聚合程度更高的聚合物膜层，该聚合程度更高的聚合物膜层既具有更高的抗紫外线性能，也具有提高的阻隔性能。上述低聚物膜层的一个表面是指该低聚物膜层在制备成囊体时，对着紫外光照射的表面，即紫外光引发剂膜层是设置在紫外光入射低聚物膜层的表面上。
上述具体的低聚物膜层从现有的能够被紫外光引发聚合的聚合物原料中进行选择并进行一定程度的聚合即可。在本申请一种优选的实施例中，低聚物膜层选自PE膜层或TPU膜层。低聚物的PE膜层在受到紫外光激发时更容易发生交联聚合，因而抗紫外性能和阻隔性能提高更明显。
上述在低聚物膜层的一个表面上设置紫外光引发剂膜层的具体方法不限。优选通过将紫外光引发剂配制成溶液涂覆于低聚物膜层的一个表面上得到。这种方法操作方便，且可以先批量制备低聚物膜层后，再统一涂覆引发剂涂层，进而可以批量生产。具有涂覆时，溶液中紫外光引发剂的质量百分含量，可以根据紫外光引发剂的具体种类与低聚物膜层种类的不同进行合理优化调整。
优选地，紫外光引发剂在溶液中的质量百分含量为0.01～15％，更优选为1～15％，进一步优选为8～15％。
在本申请另一种优选的实施例中，上述可紫外激发交联的膜层为聚合物原料与紫外光引发剂的混合物膜层。该膜层中既含有起到阻隔作用的聚合物的原料，又含有紫外光引发剂，且紫外光引发剂分散于聚合物的原料中，在受到紫外光激发的情况下，混合物膜层中的紫外刚引发剂能够引发聚合物原料的进一步聚合，不仅提高抗紫外性能，而且提高了阻隔性能。
上述聚合物原料优选选自PE低聚物、乙烯单体、TPU低聚物或形成TPU低聚物的单体，更优选地，紫外光引发剂在混合物膜层中的质量百分含量为0.01％～6％，优选为0.05-5％，进一步优选为1％～4％。
上述紫外光引发剂膜层中的紫外光引发剂根据具体所需的紫外吸收性能，从现有的紫外光引发剂中进行合理选择即可。在本申请一种优选的实施例中，紫外光引发剂膜层中的紫外光引发剂选自TPO光引发剂、ITX光引发剂、EDB光引发剂、BDK光引发剂或CBP光引发剂。
上述在低聚物膜层上设置紫外光引发剂膜层而形成的囊体材料，或者含有聚合物原料和紫外光引发剂的混合物膜层的囊体材料，均可直接用于高空气球(如Google气球或Nasa气球)的应用，而无需添加其他的纤维材料。这与传统的纤维类符合材料做成的蒙皮不同。
当然，也不排除在某些特殊的情况下，囊体材料也可以包括承重膜层，承重膜层设置在低聚物膜层的远离紫外光引发剂膜层的表面上。具体的承重膜层采用现有的囊体材料中承重膜层的即可，或者具体原料及原料的用量按照现有技术的方法进行制备即可。在本申请一种优选的实施例中，上述承重膜层为高强度纤维层与热塑性薄膜复合而成的复合层；优选高强度纤维层为聚乙烯纤维、芳纶纤维或PBO纤维。上述材料制备而成的承重膜层强度高，质量轻。
在本申请第三种典型的实施方式中，提供了一种浮空器，该浮空器包括囊体，囊体采用上述任一种囊体材料制备而成。
本申请通过采用逆向思维，不仅不排斥紫外光对浮空器的辐照，反而利用了紫外线对浮空器的辐照，使其内部发生交联，性能得到提高，并具有根据不同的大气环境自动提高抗紫外性能和阻隔性能的优点，因而能够更好的适应苛刻的临近空间的环境要求。
下面将结合具体的实施例来进一步说明本申请的有益效果。
下列实施例中，通过调节紫外光引发剂的种类和配比，分别提供了多种囊体材料，然后测试各囊体材料的耐紫外性能以及测试紫外辐照前后的拉伸性能的变化。
实施例1：
囊体材料为聚乙烯薄膜原料和紫外光引发剂形成的混合物膜层，紫外光引发剂为ITX光引发剂，该囊体材料中ITX光引发剂的重量含量为2％。
对上述囊体材料的拉伸强度进行测量，获得辐照前的拉伸强度。然后将上述囊体材料置于254nm波段、强度200mW/cm2的紫外光下进行辐照处理24h后取出，然后对该囊体材料在紫外辐照后的拉伸强度进行测量。
测量结果为：辐照前拉伸强度为38.8MPa，伸长率为580％；辐照后拉伸强度为41.5MPa，伸长率为620％。
将上述囊体材料加工成高空气球，分别制成两个直径为4m的聚乙烯正球体；一个正球体放置于紫外灯箱辐照，在254nm波段、强度为200mW/cm2的紫外光下辐照处理24h后取出，再与另一个未经处理的正球体一同进行耐压试验。
经过耐压测试，未辐照正球体的耐压值为320Pa，辐照后的正球体的耐压值为350Pa。
实施例2：
囊体材料包括聚乙烯薄膜和设置在TPU薄膜表面的紫外光引发剂涂层，紫外光引发剂涂层为含BDK光引发剂的丙酮溶液涂层，该丙酮溶液涂层中BDK光引发剂的重量含量为15％。
对上述囊体材料的拉伸强度进行测量，获得辐照前的拉伸强度。然后将上述囊体材料置于254nm波段、强度为200mW/cm2的紫外光下辐照处理24h后取出，进行紫外辐照后的拉伸强度的测量。
测量结果为：辐照前拉伸强度为42MPa，伸长率为680％；辐照后拉伸强度为44.6MPa，伸长率为716％。
将上述囊体材料加工成高空气球，分别制成两个直径为4m的聚乙烯正球体；一个正球体放置于紫外灯箱辐照，在254nm波段、强度为200mW/cm2的紫外光下辐照处理24h后取出，再与另一个未经处理的正球体一同进行耐压试验。
经过耐压测试，未辐照正球体的耐压值为400Pa，辐照后的正球体的耐压值为520Pa。
实施例3：
囊体材料包括TPU薄膜材料和设置在TPU薄膜材料表面的紫外光引发剂涂层，紫外光引发剂涂层为含TPO光引发剂的乙醇溶液涂层，该乙醇溶液涂层中TPO光引发剂的重量含量为1％。
对上述囊体材料的拉伸强度进行测量，获得辐照前的拉伸强度。然后将上述囊体材料置于254nm波段、强度为200mW/cm2的紫外光下辐照处理24h后取出，进行紫外辐照后的拉伸强度的测量。
测量结果为：辐照前拉伸强度为50MPa，伸长率为490％；辐照后拉伸强度为52MPa，伸长率为498％。
将上述囊体材料加工成高空气球，分别制成两个直径为4m的聚乙烯正球体；一个正球体放置于紫外灯箱辐照，在254nm波段、强度为200mW/cm2的紫外光下辐照处理24h后取出，再与另一个未经处理的正球体一同进行耐压试验。
经过耐压测试，未辐照正球体的耐压值为1100Pa，辐照后的正球体的耐压值为1250Pa。
实施例4：
囊体材料为聚乙烯薄膜原料和紫外光引发剂形成的混合物膜层，紫外光引发剂为CBP光引发剂，该囊体材料中CBP光引发剂的重量含量为0.05％。
对上述囊体材料的拉伸强度进行测量，获得辐照前的拉伸强度。然后将上述囊体材料置于254nm波段、强度200mW/cm2的紫外光下进行辐照处理24h后取出，然后对该囊体材料在紫外辐照后的拉伸强度进行测量。
测量结果为：辐照前拉伸强度为35MPa，伸长率为690％；辐照后拉伸强度为42.5MPa，伸长率为860％。
将上述囊体材料加工成高空气球，分别制成两个直径为4m的聚乙烯正球体；一个正球体放置于紫外灯箱辐照，在254nm波段、强度为200mW/cm2的紫外光下辐照处理24h后取出，再与另一个未经处理的正球体一同进行耐压试验。
经过耐压测试，未辐照正球体的耐压值为420Pa，辐照后的正球体的耐压值为530Pa。
实施例5：
囊体材料为聚乙烯薄膜原料和紫外光引发剂形成的混合物膜层，紫外光引发剂为CBP光引发剂，该囊体材料中CBP光引发剂的重量含量为5％。
对上述囊体材料的拉伸强度进行测量，获得辐照前的拉伸强度。然后将上述囊体材料置于254nm波段、强度200mW/cm2的紫外光下进行辐照处理24h后取出，然后对该囊体材料在紫外辐照后的拉伸强度进行测量。
测量结果为：辐照前拉伸强度为36MPa，伸长率为695％；辐照后拉伸强度为43.5MPa，伸长率为870％。
将上述囊体材料加工成高空气球，分别制成两个直径为4m的聚乙烯正球体；一个正球体放置于紫外灯箱辐照，在254nm波段、强度为200mW/cm2的紫外光下辐照处理24h后取出，再与另一个未经处理的正球体一同进行耐压试验。
经过耐压测试，未辐照正球体的耐压值为421Pa，辐照后的正球体的耐压值为535Pa。
实施例6：
囊体材料为聚乙烯薄膜原料和紫外光引发剂形成的混合物膜层，紫外光引发剂为CBP光引发剂，该囊体材料中CBP光引发剂的重量含量为1％。
对上述囊体材料的拉伸强度进行测量，获得辐照前的拉伸强度。然后将上述囊体材料置于254nm波段、强度200mW/cm2的紫外光下进行辐照处理24h后取出，然后对该囊体材料在紫外辐照后的拉伸强度进行测量。
测量结果为：辐照前拉伸强度为35.5MPa，伸长率为692％；辐照后拉伸强度为45MPa，伸长率为878％。
将上述囊体材料加工成高空气球，分别制成两个直径为4m的聚乙烯正球体；一个正球体放置于紫外灯箱辐照，在254nm波段、强度为200mW/cm2的紫外光下辐照处理24h后取出，再与另一个未经处理的正球体一同进行耐压试验。
经过耐压测试，未辐照正球体的耐压值为419Pa，辐照后的正球体的耐压值为539Pa。
实施例7：
囊体材料为聚乙烯薄膜原料和紫外光引发剂形成的混合物膜层，紫外光引发剂为CBP光引发剂，该囊体材料中CBP光引发剂的重量含量为4％。
对上述囊体材料的拉伸强度进行测量，获得辐照前的拉伸强度。然后将上述囊体材料置于254nm波段、强度200mW/cm2的紫外光下进行辐照处理24h后取出，然后对该囊体材料在紫外辐照后的拉伸强度进行测量。
测量结果为：辐照前拉伸强度为35.2MPa，伸长率为690％；辐照后拉伸强度为44.8MPa，伸长率为879％。
将上述囊体材料加工成高空气球，分别制成两个直径为4m的聚乙烯正球体；一个正球体放置于紫外灯箱辐照，在254nm波段、强度为200mW/cm2的紫外光下辐照处理24h后取出，再与另一个未经处理的正球体一同进行耐压试验。
经过耐压测试，未辐照正球体的耐压值为415Pa，辐照后的正球体的耐压值为545Pa。
实施例8：
囊体材料包括聚乙烯薄膜原料和紫外光引发剂的混合物膜层，紫外光引发剂为CBP光引发剂，该囊体材料中CBP光引发剂的重量含量为0.01％。
对上述囊体材料的拉伸强度进行测量，获得辐照前的拉伸强度。然后将上述囊体材料置于254nm波段、强度200mW/cm2的紫外光下进行辐照处理24h后取出，然后对该囊体材料在紫外辐照后的拉伸强度进行测量。
测量结果为：辐照前拉伸强度为36.3MPa，伸长率为702％；辐照后拉伸强度为39.4MPa，伸长率为781％。
将上述囊体材料加工成高空气球，分别制成两个直径为4m的聚乙烯正球体；一个正球体放置于紫外灯箱辐照，在254nm波段、强度为200mW/cm2的紫外光下辐照处理24h后取出，再与另一个未经处理的正球体一同进行耐压试验。
经过耐压测试，未辐照正球体的耐压值为1129Pa，辐照后的正球体的耐压值为1205Pa。
实施例9：
囊体材料包括聚乙烯薄膜原料和紫外光引发剂的混合物膜层，紫外光引发剂为CBP光引发剂，该囊体材料中CBP光引发剂的重量含量为6％。
对上述囊体材料的拉伸强度进行测量，获得辐照前的拉伸强度。然后将上述囊体材料置于254nm波段、强度200mW/cm2的紫外光下进行辐照处理24h后取出，然后对该囊体材料在紫外辐照后的拉伸强度进行测量。
测量结果为：辐照前拉伸强度为36.1MPa，伸长率为698％；辐照后拉伸强度为43.2MPa，伸长率为876％。
将上述囊体材料加工成高空气球，分别制成两个直径为4m的聚乙烯正球体；一个正球体放置于紫外灯箱辐照，在254nm波段、强度为200mW/cm2的紫外光下辐照处理24h后取出，再与另一个未经处理的正球体一同进行耐压试验。
经过耐压测试，未辐照正球体的耐压值为410Pa，辐照后的正球体的耐压值为521Pa。
实施例10：
囊体材料包括TPU薄膜材料和设置在TPU薄膜材料表面的紫外光引发剂涂层，紫外光引发剂涂层为含TPO光引发剂的乙醇溶液涂层，该乙醇溶液涂层中TPO光引发剂的重量含量为0.01％。
对上述囊体材料的拉伸强度进行测量，获得辐照前的拉伸强度。然后将上述囊体材料置于254nm波段、强度为200mW/cm2的紫外光下辐照处理24h后取出，进行紫外辐照后的拉伸强度的测量。
测量结果为：辐照前拉伸强度为45MPa，伸长率为450％；辐照后拉伸强度为55MPa，伸长率为502％。
将上述囊体材料加工成高空气球，分别制成两个直径为4m的聚乙烯正球体；一个正球体放置于紫外灯箱辐照，在254nm波段、强度为200mW/cm2的紫外光下辐照处理24h后取出，再与另一个未经处理的正球体一同进行耐压试验。
经过耐压测试，未辐照正球体的耐压值为1020Pa，辐照后的正球体的耐压值为1150Pa。
实施例11：
囊体材料包括TPU薄膜材料和设置在TPU薄膜材料表面的紫外光引发剂涂层，紫外光引发剂涂层为含TPO光引发剂的乙醇溶液涂层，该乙醇溶液涂层中TPO光引发剂的重量含量为0.01％。
对上述囊体材料的拉伸强度进行测量，获得辐照前的拉伸强度。然后将上述囊体材料置于254nm波段、强度为200mW/cm2的紫外光下辐照处理24h后取出，进行紫外辐照后的拉伸强度的测量。
测量结果为：辐照前拉伸强度为45MPa，伸长率为450％；辐照后拉伸强度为55MPa，伸长率为502％。
将上述囊体材料加工成高空气球，分别制成两个直径为4m的聚乙烯正球体；一个正球体放置于紫外灯箱辐照，在254nm波段、强度为200mW/cm2的紫外光下辐照处理24h后取出，再与另一个未经处理的正球体一同进行耐压试验。
经过耐压测试，未辐照正球体的耐压值为1020Pa，辐照后的正球体的耐压值为1150Pa。
实施例12：
囊体材料包括聚乙烯薄膜和设置在TPU薄膜表面的紫外光引发剂涂层，紫外光引发剂涂层为含BDK光引发剂的丙酮溶液涂层，该丙酮溶液涂层中BDK光引发剂的重量含量为8％。
对上述囊体材料的拉伸强度进行测量，获得辐照前的拉伸强度。然后将上述囊体材料置于254nm波段、强度为200mW/cm2的紫外光下辐照处理24h后取出，进行紫外辐照后的拉伸强度的测量。
测量结果为：辐照前拉伸强度为40MPa，伸长率为674％；辐照后拉伸强度为46.6MPa，伸长率为728％。
将上述囊体材料加工成高空气球，分别制成两个直径为4m的聚乙烯正球体；一个正球体放置于紫外灯箱辐照，在254nm波段、强度为200mW/cm2的紫外光下辐照处理24h后取出，再与另一个未经处理的正球体一同进行耐压试验。
经过耐压测试，未辐照正球体的耐压值为403Pa，辐照后的正球体的耐压值为525Pa。
对比例1
囊体材料包括聚乙烯薄膜材料和设置在聚乙烯薄膜材料表面的抗紫外涂层，抗紫外涂层为纳米二氧化钛层。
对上述囊体材料的拉伸强度进行测量，获得辐照前的拉伸强度。然后将上述囊体材料置于254nm波段、强度200mW/cm2的紫外光下进行辐照处理24h后取出，然后对该囊体材料在紫外辐照后的拉伸强度进行测量。
测量结果为：辐照前拉伸强度为34.2MPa，伸长率为731％；辐照后拉伸强度为28.5MPa，伸长率为626.％。
将上述囊体材料加工成高空气球，分别制成两个直径为4m的聚乙烯正球体；一个正球体放置于紫外灯箱辐照，在254nm波段、强度为200mW/cm2的紫外光下辐照处理24h后取出，再与另一个未经处理的正球体一同进行耐压试验。
经过耐压测试，未辐照正球体的耐压值为1020Pa，辐照后的正球体的耐压值为875Pa。
对比例2
囊体材料包括聚乙烯薄膜原料和抗紫外添加剂的混合物，抗紫外添加剂为UV32，该囊体材料中抗紫外添加剂为UV32的重量含量为2％。
对上述囊体材料的拉伸强度进行测量，获得辐照前的拉伸强度。然后将上述囊体材料置于254nm波段、强度200mW/cm2的紫外光下进行辐照处理24h后取出，然后对该囊体材料在紫外辐照后的拉伸强度进行测量。
测量结果为：辐照前拉伸强度为31.8MPa，伸长率为667％；辐照后拉伸强度为26.4MPa，伸长率为549％。
将上述囊体材料加工成高空气球，分别制成两个直径为4m的聚乙烯正球体；一个正球体放置于紫外灯箱辐照，在254nm波段、强度为200mW/cm2的紫外光下辐照处理24h后取出，再与另一个未经处理的正球体一同进行耐压试验。
经过耐压测试，未辐照正球体的耐压值为965Pa，辐照后的正球体的耐压值为780Pa。
从上述实施例1-12及对比例1和2来看，采用本申请的囊体材料所制作的高空球体耐紫外性好，经过紫外辐照后，强度和伸长率均有所增加，不仅达到了抵抗紫外辐射的能力，而且达到了自增强的效果，增强了浮空器对临近空间大气环境的适应性，增加了浮空器智能化的特性。经测量，高空气球材料经过紫外辐照后，性能得到10-20％的提高，具有较好的应用前景。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
本申请结合了囊体材料中聚合物膜的紫外交联技术，采用可受紫外激发交联的囊体材料，使其具备在紫外线条件下引发表层膜层发生交联聚合，使囊体材料在临近空间的紫外线环境下，强度非但不下降，反而性能得到提高，赋予浮空器在特定紫外辐照的环境下，自主调节增强本体强度的功能特性。
以上所述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 (14)

1.一种浮空器，所述浮空器包括囊体材料，其特征在于，所述囊体材料包括可紫外激发交联的膜层，所述可紫外激发交联的膜层由可紫外激发交联的聚合物原料及紫外光引发剂组成。
2.根据权利要求1所述的浮空器，其特征在于，所述可紫外激发交联的膜层包括低聚物膜层以及设置在所述低聚物膜层的一个表面上的紫外光引发剂膜层。
3.根据权利要求2所述的浮空器，其特征在于，所述低聚物膜层选自PE膜层或TPU膜层。
4.根据权利要求3所述的浮空器，其特征在于，所述PE膜层为PE低聚物或乙烯单体，所述TPU膜层为TPU低聚物或形成所述TPU低聚物的单体。
5.根据权利要求2所述的浮空器，其特征在于，所述紫外光引发剂膜层通过将所述紫外光引发剂配制成溶液涂覆于所述低聚物膜层的一个表面上得到。
6.根据权利要求5所述的浮空器，其特征在于，所述紫外光引发剂在所述溶液中的质量百分含量为0.01～15％。
7.根据权利要求5所述的浮空器，其特征在于，所述紫外光引发剂在所述溶液中的质量百分含量为1～15％。
8.根据权利要求5所述的浮空器，其特征在于，所述紫外光引发剂在所述溶液中的质量百分含量为8～15％。
9.根据权利要求1所述的浮空器，其特征在于，所述可紫外激发交联的膜层为聚合物原料与紫外光引发剂的混合物膜层。
10.根据权利要求9所述的浮空器，其特征在于，所述聚合物原料选自PE低聚物、乙烯单体、TPU低聚物或形成所述TPU低聚物的单体。
11.根据权利要求9所述的浮空器，其特征在于，所述紫外光引发剂在混合物膜层中的质量百分含量为0.01％～6％。
12.根据权利要求9所述的浮空器，其特征在于，所述紫外光引发剂在混合物膜层中的质量百分含量为0.05-5％。
13.根据权利要求9所述的浮空器，其特征在于，所述紫外光引发剂在混合物膜层中的质量百分含量为1％～4％。
14.根据权利要求7或9至13中任一项所述的浮空器，其特征在于，所述紫外光引发剂选自TPO光引发剂、ITX光引发剂、EDB光引发剂、BDK光引发剂或CBP光引发剂。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102276864A (zh) * 2010-05-07 2011-12-14 好梅迪卡整形器械公司 表面交联的聚乙烯
CN104788867A (zh) * 2015-04-01 2015-07-22 无锡海特新材料研究院有限公司 热收缩自粘性真空镀保护薄膜的制造方法
CN106750059A (zh) * 2016-12-08 2017-05-31 陕西启源科技发展有限责任公司 光交联聚氨酯膜的制备方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5118558A (en) * 1990-02-16 1992-06-02 Ilc Dover, Inc. Laminate material particularly adapted for hull of aerostats
CN102206462B (zh) * 2010-03-31 2015-05-20 东莞市佩琦涂料有限公司 一种金属uv涂料
CN101837667B (zh) * 2010-04-27 2012-11-07 惠州市嘉淇涂料有限公司 一种紫外光固化涂料及其应用
CN104385734A (zh) * 2014-12-09 2015-03-04 黑龙江省润特科技有限公司 一种紫外光交联聚乙烯热收缩包装膜及其制备方法
CN105173052A (zh) * 2015-02-10 2015-12-23 东莞前沿技术研究院 囊皮材料及浮空器
CN105820367B (zh) * 2016-04-27 2019-07-23 中国科学院长春应用化学研究所 一种聚合物复合薄膜、其制备方法及应用
CN106393902B (zh) * 2016-08-30 2019-08-06 铱格斯曼航空科技集团有限公司 一种纳米改性的高空浮空器的囊体材料及其制备方法
CN206367242U (zh) * 2016-11-25 2017-08-01 海口未来技术研究院 囊体材料复合层
CN107512060A (zh) * 2017-09-08 2017-12-26 中国乐凯集团有限公司 一种太阳能无人机机翼蒙皮材料及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102276864A (zh) * 2010-05-07 2011-12-14 好梅迪卡整形器械公司 表面交联的聚乙烯
CN104788867A (zh) * 2015-04-01 2015-07-22 无锡海特新材料研究院有限公司 热收缩自粘性真空镀保护薄膜的制造方法
CN106750059A (zh) * 2016-12-08 2017-05-31 陕西启源科技发展有限责任公司 光交联聚氨酯膜的制备方法

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