CN109797469A - 宇航服用提高免疫防辐射增强型碳纤维及其面料编织结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宇航服用提高免疫防辐射增强型碳纤维及其面料编织结构，其技术方案要点是以超细二氧化锆丝、陶瓷化防火硅橡胶层和银金属镀层构成复合的增强层来为碳纤维补强，并将该宇航服用提高免疫防辐射增强型碳纤维三股缠绕成线并梭织成八层的复合面料，本发明的优点在于以超细二氧化锆丝和陶瓷化防火硅橡胶层构成高强度保温层，以银金属镀层为防辐射层，对碳纤维起到充分的补强作用，银有很强的杀菌能力，三股缠绕成线并梭织成八层的复合面料能够在轻量化的同时保持最佳的使用强度，具有极佳的保护性和使用性能，应用在宇航服上能够对宇航员起到良好的保护作用，同时这种碳纤维编织出来的面料非常柔软，也能够很好地应用在民用服装上。

Description

宇航服用提高免疫防辐射增强型碳纤维及其面料编织结构

技术领域

本发明涉及一种航天面料纤维,更具体地说，它涉及一种宇航服 用提高免疫防辐射增强型碳纤维及其面料编织结构。

背景技术

碳纤维(carbon fiber，简称CF)，是一种含碳量在95％以上的 高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤 维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨 材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁， 并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材 料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加 工性，是新一代增强纤维。

碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、 比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导 电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀 性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。

在航天工业中，对宇航服的一大要求就是在具有高功能性和高结 构强度的前提下需要宇航服面料具有极轻的重量，重量越轻，航天器 负载越小，成本越低，安全性能越高，因此碳纤维可以作为宇航服面 料基底纤维的优选项之一，但碳纤维在低温高辐射的使用环境下其结 构强度会有所降低，因此需要一种具有补强结构且防辐射的宇航服用 提高免疫防辐射增强型碳纤维及其面料编织结构。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种宇航服用 提高免疫防辐射增强型碳纤维及其面料编织结构。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种宇航服用提高 免疫防辐射增强型碳纤维，包括基底碳纤维和包覆在基底碳纤维上的 增强层，所述增强层包括交叉缠绕在基底碳纤维表面构成网状的超细 二氧化锆丝，所述超细二氧化锆丝的直径为1.2～1.7微米，交叉缠绕 构成的网状结构其网眼面积为3～4平方微米，所述交叉缠绕构成网状 的超细二氧化锆丝上涂覆有陶瓷化防火硅橡胶层，所述陶瓷化防火硅 橡胶层外包覆有纯度在99.7％以上的银镀层。

作为优选的，所述超细二氧化锆丝由一粗一细两根超细二氧化锆 纤维交缠而成，其中粗的超细二氧化锆纤维直径为1～1.2微米，细的 超细二氧化锆纤维直径为0.2～0.5微米。

作为优选的，所述陶瓷化防火硅橡胶层厚度为0.4微米。

作为优选的，所述银镀层的厚度为0.6微米。

制作权利要求1所述的宇航服用提高免疫防辐射增强型碳纤维 构成的面料编制结构以一根宇航服用提高免疫防辐射增强型碳纤维 为轴芯，再以两根宇航服用提高免疫防辐射增强型碳纤维在轴芯上交 叠缠绕构成三股缠绕线，以三股缠绕线八层交叠梭织成布。

本发明相对现有技术相比具有以下优点：以超细二氧化锆丝和陶 瓷化防火硅橡胶层构成高强度保温层，以银金属镀层为防辐射层，对 常规电离辐射的吸收和反射能力高达79.61％，对碳纤维起到充分的 补强作用，三股缠绕成线并梭织成八层的复合面料能够在轻量化的同 时保持最佳的使用强度，具有极佳的保护性和使用性能，应用在宇航 服上能够对宇航员起到良好的保护作用，同时这种碳纤维编织出来的 面料非常柔软，也能够很好地应用在民用服装上，陶瓷化防火硅橡胶 和银镀层具有极强的抗菌能力，制成成衣后具有良好的抗菌保健能 力，同时银镀层具有发散银离子的能力，人体长期处于银离子存在环境免疫力会有显著的提高，同时配合其高抗辐射能力，能够对穿着者 起到优秀的保健功能。

具体实施方式

下面对本发明宇航服用提高免疫防辐射增强型碳纤维及其面料 编织结构实施例做进一步说明。

一种宇航服用提高免疫防辐射增强型碳纤维，包括基底碳纤维和 包覆在基底碳纤维上的增强层，增强层包括交叉缠绕在基底碳纤维表 面构成网状的超细二氧化锆丝，超细二氧化锆丝的直径为1.2～1.7微 米，交叉缠绕构成的网状结构其网眼面积为3～4平方微米，交叉缠绕 构成网状的超细二氧化锆丝上涂覆有陶瓷化防火硅橡胶层，陶瓷化防 火硅橡胶层外包覆有纯度在99.7％以上的银镀层。超细二氧化锆丝由 一粗一细两根超细二氧化锆纤维交缠而成，其中粗的超细二氧化锆纤 维直径为1～1.2微米，细的超细二氧化锆纤维直径为0.2～0.5微米。 陶瓷化防火硅橡胶层厚度为0.4微米。银镀层的厚度为0.6微米。

制作权利要求1所述的宇航服用提高免疫防辐射增强型碳纤维 构成的编制结构，以一根宇航服用提高免疫防辐射增强型碳纤维为轴 芯，再以两根宇航服用提高免疫防辐射增强型碳纤维在轴芯上交叠缠 绕构成三股缠绕线，以三股缠绕线八层交叠梭织成布。

碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、 比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导 电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀 性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。

二氧化锆纤维是一种多晶质耐火纤维材料。由于ZrO2物质本身 的高熔点、不氧化和其他高温优良特性，使得ZrO2纤维具有比氧化 铝纤维、莫来石纤维、硅酸铝纤维等其他耐火纤维品种更高的使用温 度。氧化锆纤维在1500℃以上超高温氧化气氛下长期使用，最高使 用温度高达2200℃，甚至到2500℃仍可保持完整的纤维形状，并 且高温化学性质稳定、耐腐蚀、抗氧化、抗热震、不挥发、无污染， 是目前国际上最顶尖的一种耐火纤维材料。陶瓷化防火硅橡胶具有高 弹性且结构抢人，具有很好的隔温效果。

在织物当中添加银纤维可以赋予织物杀菌、防辐射等效果。银的 导电性良好，可以非常快速且有效率的把电传导出去，这使得添加银 纤维后可以起到抗防静电和电磁屏蔽的功能。在衣服等织物上附着的 大部分的病原菌是单细胞微生物，是倚靠蛋白酶来维持新陈代谢，进 而繁殖影响正常细胞，在这些蛋白酶之中还有一种氧代谢酶，当银遇 到这种氧代谢酶时，氧代谢酶的活性会抢走银的一个电子，使银原子 变成带正电的银离子，银离子就会吸引蛋白酶中带有负电荷的硫醇基 (-SH)的特异性结合，有效地刺穿细胞壁与细胞膜外表，进一步使细 菌细胞因蛋白质变性，而无法呼吸、代谢和繁殖，直至死亡，达到灭 菌的效果。且银金属镀层有极佳的防辐射性能。

以超细二氧化锆丝和陶瓷化防火硅橡胶层构成高强度保温层，以 银金属镀层为防辐射层，对常规电离辐射的吸收和反射能力高达 79.61％，对碳纤维起到充分的补强作用，三股缠绕成线并梭织成八层 的复合面料能够在轻量化的同时保持最佳的使用强度，具有极佳的保 护性和使用性能，应用在宇航服上能够对宇航员起到良好的保护作 用，同时这种碳纤维编织出来的面料非常柔软，也能够很好地应用在 民用服装上，陶瓷化防火硅橡胶和银镀层具有极强的抗菌能力，制成 成衣后具有良好的抗菌保健能力，同时银镀层具有发散银离子的能 力，人体长期处于银离子存在环境免疫力会有显著的提高，同时配合 其高抗辐射能力，能够对穿着者起到优秀的保健功能

以权利要求1所述的宇航服用提高免疫防辐射增强型碳纤维构 成的编制结构，以一根宇航服用提高免疫防辐射增强型碳纤维为轴 芯，再以两根宇航服用提高免疫防辐射增强型碳纤维在轴芯上交叠缠 绕构成三股缠绕线，以三股缠绕线八层交叠梭织成布。具多次试生产 实验可知，这一结构的编制结构能够在保证重量足够轻的前提下保证 最佳的结构强度，具有极佳的保护性和使用性能，应用在宇航服上能 够对宇航员起到良好的保护作用，同时这种碳纤维编织出来的面料非 常柔软，也能够很好地应用在民用服装上。在民用的实际应用中，这 种宇航服用提高免疫防辐射增强型碳纤维编织成的面料可以应用在 防火服、冲锋衣和日常穿着的大衣及棉服中。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅 局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的 保护范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱 离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本 发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种宇航服用提高免疫防辐射增强型碳纤维，包括基底碳纤维和包覆在基底碳纤维上的增强层，其特征在于：所述增强层包括交叉缠绕在基底碳纤维表面构成网状的超细二氧化锆丝，所述超细二氧化锆丝的直径为1.2～1.7微米，交叉缠绕构成的网状结构其网眼面积为3～4平方微米，所述交叉缠绕构成网状的超细二氧化锆丝上涂覆有陶瓷化防火硅橡胶层，所述陶瓷化防火硅橡胶层外包覆有纯度在99.7％以上的银镀层。

2.根据权利要求1所述的宇航服用提高免疫防辐射增强型碳纤维，其特征在于：所述超细二氧化锆丝由一粗一细两根超细二氧化锆纤维交缠而成，其中粗的超细二氧化锆纤维直径为1～1.2微米，细的超细二氧化锆纤维直径为0.2～0.5微米。

3.根据权利要求1所述的宇航服用提高免疫防辐射增强型碳纤维，其特征在于：所述陶瓷化防火硅橡胶层厚度为0.4微米。

4.根据权利要求1所述的宇航服用提高免疫防辐射增强型碳纤维，其特征在于：所述银镀层的厚度为0.6微米。

5.以权利要求1所述的宇航服用提高免疫防辐射增强型碳纤维构成的面料编制结构，其特征在于：以一根宇航服用提高免疫防辐射增强型碳纤维为轴芯，再以两根宇航服用提高免疫防辐射增强型碳纤维在轴芯上交叠缠绕构成三股缠绕线，以三股缠绕线八层交叠梭织成布。