[发明专利]囊体材料复合层、其制备方法、囊体及浮空器

说明书

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体而言，涉及一种囊体材料复合层、其制备方法、囊体及浮空器。

背景技术

应用于飞艇等设备的囊体材料是一种多功能的复合材料，通常需要具有强度高、质量轻、耐候性好以及阻氦气渗漏性能强的特性。囊体材料的复合层通常包括承力层、阻隔层以及耐候层，上述各功能层通常是通过胶黏剂进行粘接，以实现囊体材料的复合。

然而，使用传统胶粘工艺制备囊体材料时，由于承力层、阻隔层和耐候层性质的差别，针对不同的功能层需要选用特定的胶黏剂；另一方面，囊体材料通常用于比较严苛的环境，要经历紫外、臭氧老化，高低温循环等过程，因而对胶黏剂具有极高的要求；再一方面，通过胶粘工艺制备的囊体材料在经历外力时容易脱粘，即存在层间粘接力差的问题，如阻隔层与耐候层薄膜易发生脱粘的现象，从而导致对飞艇造成极大地损害。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种囊体材料复合层、其制备方法、囊体及浮空器，以解决现有技术中利用传统胶粘工艺制备的囊体材料复合层层间粘接力差的问题。

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复合层，包括顺序层叠设置的承力层、TPU阻隔层和TPU耐候层，其中，TPU阻隔层和TPU耐候层一体成型。

进一步地，TPU阻隔层为芳香族聚酯TPU层。

进一步地，芳香族聚酯TPU层为聚ε-己内酯多元醇和/或聚碳酸酯多元醇与甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1，5萘二异氰酸酯和对苯二异氰酸酯中的任一种或多种反应得到的聚氨酯。

进一步地，TPU耐候层为脂肪族聚醚TPU层。

进一步地，脂肪族聚醚TPU层为聚氧化丙烯多元醇和/或聚四氢呋喃多元醇与六亚甲基二异氰酸酯和/或异氟尔酮二异氰酸酯反应得到的聚氨酯。

进一步地，承力层包括承力基材层和设置于承力基材层的靠近TPU阻隔层一侧表面的胶层。

进一步地，承力基材层的密度为65～75g/m²，形成承力基材层的材料选自芳纶织物、Vectran聚芳酯纤维织物、聚对苯撑苯并双恶唑纤维织物和聚乙烯纤维织物中的任一种或多种。

进一步地，囊体材料复合层的面密度小于280g/m²，拉伸强度大于600N/cm，透氦率小于1.5L/(m²·atm·24h)。

根据本发明的另一方面，提供了一种囊体材料复合层的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，采用多层共挤工艺将阻隔性TPU材料和耐候性TPU材料挤出在承力预备层的第一表面上，在承力预备层上形成层叠设置的阻隔预备层和耐候预备层，且阻隔预备层位于承力预备层和耐候预备层之间；步骤S2，将承力预备层、阻隔预备层和耐候预备层热压成型，形成囊体材料复合层。

进一步地，步骤S1包括以下过程：S11，利用多层共挤设备将阻隔性TPU材料和耐候性TPU材料进行熔融处理；S12，利用多层共挤设备将熔融态的阻隔性TPU材料和熔融态的耐候性TPU材料共同挤出在第一表面上；S13，将熔融态的阻隔性TPU材料冷却以形成阻隔预备层，并将熔融态的耐候性TPU材料冷却以形成耐候预备层，且阻隔预备层位于承力预备层和耐候预备层之间。

进一步地，阻隔预备层和耐候预备层的厚度之和为40～150μm。

进一步地，阻隔性TPU材料为芳香族聚酯TPU，耐候TPU材料为脂肪族聚醚TPU。

进一步地，芳香族聚酯TPU为聚ε-己内酯多元醇和/或聚碳酸酯多元醇与甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1，5萘二异氰酸酯和对苯二异氰酸酯中的任一种或多种反应得到的聚氨酯；脂肪族聚醚TPU为聚氧化丙烯多元醇和/或聚四氢呋喃多元醇与六亚甲基二异氰酸酯和/或异氟尔酮二异氰酸酯反应得到的聚氨酯。

进一步地，在步骤S1的步骤之前，制备方法还包括以下步骤：在承力基材层上设置热熔胶膜，以形成承力预备层，承力预备层的具有热熔胶膜的一侧具有第一表面。

进一步地，承力基材层的密度为65～75g/m²，优选形成承力基材层的材料选自为芳纶织物、Vectran聚芳酯纤维织物、聚对苯撑苯并双恶唑纤维织物和聚乙烯纤维织物中的任一种或多种。

进一步地，热熔胶膜的面密度为8～12g/m²。

进一步地，在步骤S2中，热压成型的温度为80～120℃。

根据本发明的另一方面，提供了一种囊体，囊体由上述的囊体材料复合层制备而成。