蒙皮
技术领域
本实用新型涉及浮空器制造领域,具体而言,涉及一种蒙皮。
背景技术
浮空器蒙皮材料是一种多功能复合材料,由承力层、阻隔层、耐候层、热合焊接层等组成。浮空器蒙皮材料需要具有如下特性:强度高、质量轻、耐环境(耐候性)性能好及阻氦气渗漏性能强。
现有的制备蒙皮材料的方法主要是通过胶黏剂将高强纤维布、高阻隔薄膜、耐候薄膜进行粘接。现有文献报道了将镀铝PET及聚氟乙烯作为阻隔层,同时使用乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)作为耐候层,以制备蒙皮材料的方法。虽然此类蒙皮材料的阻隔性及耐环境性能优良,但由于其具有两层结构,这导致蒙皮材料的面密度较大,不利于轻质化。
另一篇现有文献提供了一种飞艇蒙皮材料及其制备方法,其使用镀铝PET作为阻隔层,使用聚偏氟乙烯(PVDF)或ETFE作为耐候层,制备蒙皮材料,缺点是结构层数较多,工艺复杂。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种蒙皮,以解决现有的蒙皮材料存在面密度比较大的问题。
为了实现上述目的,本实用新型提供了一种蒙皮,蒙皮包括:聚氟乙烯镀铝层,聚氟乙烯镀铝层包括聚氟乙烯层和设置在聚氟乙烯层上的镀铝层,镀铝层的厚度为60~200nm;及承力层,且承力层设置在聚氟乙烯层的远离镀铝层一侧的表面上。
进一步地,聚氟乙烯层的厚度为25~40μm。
进一步地,蒙皮还包括第一胶粘剂层,第一胶粘剂层设置在承力层与聚氟乙烯镀铝层之间。
进一步地,蒙皮还包括热熔胶层,热熔胶层设置在承力层的远离聚氟乙烯镀铝层的一侧表面上。
进一步地,热熔胶层为热塑性聚氨酯弹性体材料层。
进一步地,热塑性聚氨酯弹性体材料层为芳香族聚酯型热塑性聚氨酯弹性体材料层。
进一步地,热熔胶层的厚度为10~50μm。
进一步地,蒙皮还包括第二胶粘剂层,第二胶粘剂层设置在热熔胶层与承力层之间。
进一步地,承力层选自平纹编织芳纶织物层、可乐丽聚芳酯纤维织物层、聚对苯撑苯并双恶唑纤维织物层和聚乙烯纤维织物层组成的组中的一层。
应用本实用新型的技术方案,铝膜具有优异的阻隔性,同时聚氟乙烯膜具有优异的耐候性,而聚氟乙烯镀铝层兼具铝膜和聚氟乙烯膜的双重属性,因而其具有良好的耐候性和阻隔性能,这使得包含聚氟乙烯镀铝层的蒙皮材料能够兼具优异的阻隔性和耐候性。本实用新型提供的蒙皮材料采用上述聚氟乙烯镀铝层代替常规的耐候层和阻隔层,因而制得的蒙皮材料具有层数少,面密度低等优点。综上所述,本实用新型提供的蒙皮不仅具有优异的耐候性和阻隔性能,而且还具有面密度低等优点。
附图说明
构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本实用新型的一种典型的实施方式提供的蒙皮的结构示意图;
图2示出了根据本实用新型的一种优选的实施方式提供的蒙皮的结构示意图;及
图3示出了根据本实用新型的一种优选的实施方式提供的蒙皮的结构示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
10、聚氟乙烯镀铝层;11、镀铝层;12、聚氟乙烯层;20、承力层;30、热熔胶层;40、第一胶粘剂层;50、第二胶粘剂层。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
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实用新型的示例性实施方式。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。
正如背景技术所描述的,现有的蒙皮材料存在面密度比较大的问题。为了解决上述技术问题,本实用新型提供了一种蒙皮,如图1所示,蒙皮包括承力层20和聚氟乙烯镀铝层10, 聚氟乙烯镀铝层10设置在承力层20一侧的表面上,且聚氟乙烯镀铝层10包括聚氟乙烯层12和电镀在聚氟乙烯层12上的镀铝层11,镀铝层11的厚度为60~200nm。
铝膜具有优异的阻隔性,同时聚氟乙烯膜具有优异的耐候性,而由于聚氟乙烯镀铝层10包括镀铝层11和聚氟乙烯层12,因而聚氟乙烯镀铝层10兼具良好的耐候性和阻隔性能,这使得包含聚氟乙烯镀铝层10的蒙皮材料能够兼具优异的阻隔性和耐候性。由于镀铝层11的厚度远低于常规的耐候层和阻隔层的厚度,因而本实用新型提供的蒙皮材料采用上述聚氟乙烯镀铝层10代替常规的耐候层和阻隔层,制得的蒙皮材料具有厚度小,面密度低等优点。综上所述,本实用新型提供的蒙皮不仅具有优异的耐候性和阻隔性能,而且还具有面密度低等优点。
优选地,镀铝层11的制备方法包括但不限于采用真空蒸镀或磁控溅射的方法将镀铝层设置在聚氟乙烯层12上。
本实用新型提供的上述蒙皮材料具有兼具优异的耐候性和阻隔性能。在一种优选的实施例中,聚氟乙烯层12的厚度为25~40μm。聚氟乙烯层12的厚度包括但不限于上述范围,而将其限定在上述范围内,有利于进一步提高蒙皮材料的耐候性,并保持轻质化。优选地,聚氟乙烯层12优选用杜邦Tedlar(聚氟乙烯)薄膜,薄膜厚度为25.4μm或37.5μm。
本实用新型提供的上述蒙皮材料具有优异的综合性能。如图2所示,在一种优选的实施例中,蒙皮还包括热熔胶层30,热熔胶层30设置在承力层20的远离聚氟乙烯镀铝层10的一侧表面上。在承力层20的远离聚氟乙烯镀铝层10的一侧表面上设置热熔胶层30,能够通过简单的热熔焊接工艺将蒙皮材料加工为浮空器囊体,从而大大简化了浮空器的加工工艺。
优选地,热熔胶层30为热塑性聚氨酯弹性体材料层。热熔胶层30包括但不限于上述材料层,而选用上述材料层有利于提高蒙皮材料的热熔焊接性能,简化浮空器囊体的加工工艺。
优选地,热塑性聚氨酯弹性体材料层为芳香族聚酯型热塑性聚氨酯弹性体材料层(芳香族聚酯TPU)。
在一种优选的实施例中,热熔胶层30的厚度为10~50μm。热塑性聚氨酯弹性体材料层的厚度包括但不限于上述范围,而将其限定在上述范围内有利于提高蒙皮材料的焊接剥离强度,并保持轻质化;同时将蒙皮材料中,聚氟乙烯镀铝层10及热熔胶层30的厚度限定在上述范围内,有利于进一步提高蒙皮材料的综合性能。
在一种优选的实施例中,如图3所示,蒙皮还包括第一胶粘剂层40,第一胶粘剂层40设置在述承力层20与聚氟乙烯镀铝层10之间。在述承力层20与聚氟乙烯镀铝层10之间设置第一胶粘剂层40能够实现承力层20与聚氟乙烯镀铝层10的紧密贴合。
在一种优选的实施例中,如图3所示,蒙皮还包括第二胶粘剂层50,第二胶粘剂层50设置在热熔胶层30与承力层20之间。在热熔胶层30与承力层20之间设置第二胶粘剂层50能够提高热熔胶层30与承力层20之间的粘接强度。优选地,第一胶粘剂层的面密度为8~15g/m2(上胶量)、第二胶粘剂层的面密度为8~15g/m2(上胶量)。
优选地,形成第一胶粘剂层40和第二胶粘剂层50中使用的胶黏剂为Henkel公司双组份聚氨酯胶粘剂:LOCTITE LIOFOL LA 2525/LA 7396,胶粘剂的固含量为25~40wt%。
需要说明的是,使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对相应零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
优选地,将承力层20与聚氟乙烯镀铝层10复合的过程包括:将胶粘剂涂布于聚氟乙烯镀铝层10中的聚氟乙烯层的表面,上胶量为8~15g/m2。使用干法复合机将承力层20与聚氟乙烯镀铝层10复合,然后将复合好的材料置于50℃熟化间熟化一天,得到所需的蒙皮。
优选地,制备具有热熔胶层30的蒙皮的步骤包括:
借助于干法复合机,将承力层20与聚氟乙烯镀铝层10复合后,将复合好的材料置于50℃熟化间熟化一天,得到第一预备材料;
借助于干法复合机,将上述第一预备材料的承力层20上涂胶,形成第二胶粘剂预备层,得到第二预备材料,上胶量为8~15g/m2;
将上述第二预备材料与热熔胶层30(芳香族聚酯TPU层)进行复合,热熔胶层30的胶层厚度为10~50μm,得到复合材料。然后将上述复合材料置于50℃熟化间熟化一天,得到具有TPU热熔胶层的蒙皮。
优选地,承力层20为面密度为60~150g/m2的材料层。选用具有上述面密度的材料作为承力层20有利于进一步降低蒙皮材料的面密度,从而提高蒙皮的轻质化程度。
在一种优选的实施例中,承力层20包括但不限于平纹编织芳纶织物层、可乐丽聚芳酯纤维织物层、聚对苯撑苯并双恶唑纤维织物层和聚乙烯纤维织物层组成的组中的一层。承力层20包括但不限于上述几种材料层,而选用上述几种材料层有利于进一步提高蒙皮材料的拉伸强度和韧性。
本实用新型提供的平流层浮空器蒙皮中采用的各层均为现有的公知的材料层。
本实用新型的另一方面还提供了一种蒙皮材料的制备方法,该制备方法包括:使用干法复合工艺将聚氟乙烯镀铝层10、承力层20和可选的热熔胶层30依次进行复合,形成所需的蒙皮材料。
在一种优选的实施方式中,在上述复合过程中之前,在承力层20和热熔胶层30之间放置第一胶粘剂预备层,进而形成包含聚氟乙烯镀铝层10、第一胶粘剂层40、承力层20和可选的热熔胶层30的蒙皮材料。
优选地,在进行复合过程之前,在承力层20和热熔胶层30之间设置第二胶粘剂预备层,进而形成包含聚氟乙烯镀铝层10、第一胶粘剂层40、承力层20、第二胶粘剂层50和热熔胶层30的蒙皮材料。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型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实用新型。
实施例1
使用干法复合工艺将承力层(平纹编织可乐丽聚芳酯纤维Vectran织物层)与聚氟乙烯镀铝层复合,得到所需的蒙皮材料。聚氟乙烯镀铝层中镀铝层的厚度为80nm,聚氟乙烯层的厚度为37μm。承力层面密度为60g/m2,第一胶粘剂层(Henkel公司LOCTITE LIOFOL LA2525/LA 7396)面密度为10g/m2。
实施例2
使用干法复合工艺将承力层(平纹编织可乐丽聚芳酯纤维Vectran织物层)与聚氟乙烯镀铝层复合,得到蒙皮材料半成品。聚氟乙烯镀铝层中镀铝层的厚度为80nm,聚氟乙烯层的厚度为37μm。承力层面密度为60g/m2,第一胶粘剂层(Henkel公司LOCTITE LIOFOL LA2525/LA 7396)面密度为10g/m2。
将所得的蒙皮材料半成品与TPU热熔胶层复合,第二胶粘剂层(Henkel公司LOCTITE LIOFOL LA 2525/LA 7396)面密度为10g/m2,热熔胶层的厚度为10μm。
实施例3
与实施例2的区别为镀铝层的厚度为50nm。
实施例4
与实施例2的区别为聚氟乙烯层的厚度为20μm。
实施例5
与实施例2的区别是承力层的面密度为50g/m2。
实施例6
与实施例2的区别是热熔胶层为脂肪族聚酯TPU层。
对比例1
将ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)层、热塑性聚氨酯胶膜、镀铝PET层、热塑性聚氨酯胶膜、承力层(Vectran织物层)、热塑性聚氨酯胶膜自下而上铺叠好,热压形成蒙皮材料。其中,ETFE层的厚度为25μm,镀铝PET层的厚度为12μm,Vectran织物层面密度为60g/m2,热塑性聚氨酯胶膜厚度为10μm。
对实施例1至6及对比例1中制得的蒙皮材料的性能进行评价,评价方法为:
面密度:GB/T 4669-2008
透氦率:GB/T 1038-2000
拉伸强度:GB/T 8949-2008
热合焊接层焊接剥离强度:FED-STD-191A 5970
耐候性测试:测试材料在氙灯加速老化1000小时后(GB/T 16422)的拉伸强度及透氦率。
评价结果见表1。
表1
从以上的描述中,可以看出,本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果:
通过以上工艺制备的囊体材料,面密度<140g/m2,透氦率小于50mL/m2·d·atm,拉伸强度>650N/cm,热合焊接层焊接剥离强度>20N/cm。氙灯加速老化1000小时后,材料透氦率小于100mL/m2·d·atm,拉伸强度>610N/cm,热合焊接层焊接剥离强度>20N/cm。综上可知,通过本实用新型工艺制备的囊体材料具有阻隔性能、耐候性能均优异及面密度小等优点。
铝膜具有优异的阻隔性,同时聚氟乙烯膜具有优异的耐候性,而聚氟乙烯镀铝层兼具铝膜和聚氟乙烯膜的双重属性,因而其具有良好的耐候性和阻隔性能,这使得包含聚氟乙烯镀铝层的蒙皮材料能够兼具优异的阻隔性和耐候性。本实用新型提供的蒙皮材料采用上述聚氟乙烯镀铝层代替常规的耐候层和阻隔层,因而制得的蒙皮材料具有层数少,面密度低等优点。综上所述,本实用新型提供的蒙皮不仅具有优异的耐候性和阻隔性能,而且还具有面密度低等优点。
除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。