[发明专利]耐候高强柔性复合材料及其制备方法

说明书

本发明为耐候高强柔性复合材料及其制备方法，包括耐候层、承力层、粘结层、焊接层，所述耐候层采用耐候性聚氨酯，耐候性聚氨酯中添加占聚氨酯主料4～10％的纳米级TiO₂、4％～5％的抗紫外线助剂；承力层上表面刮涂第一粘结层，第一粘结层的黏度为20000～30000psi；承力层的内表面连接焊接层，承力层的外表面通过第一粘结层连接耐候层，焊接层为高阻隔聚氨酯。该材料具有耐候性能优异、耐揉搓、高强、轻质、高撕裂等优点，从而提高囊体材料的耐揉搓及焊接性能，替代现国内使用的国外某牌号的进口材料，实现囊体材料的国产化。

技术领域

本发明为一种耐候高强柔性复合材料及其制备方法。

背景技术

以系留气球为代表的浮空器由于在军事侦察、大气监测、空间预警、信息中继、观光旅游等领域的优势，近年来备受人们关注。囊体为全柔性结构，由多功能柔性复合材料制成，囊体材料的性能决定了系留气球的使用寿命、有效载荷等。

现在国内主要浮空器制造商采用的囊体材料大部分依赖国外进口(主要为美国)。

现有囊体材料耐候层一般采用PVF(聚氟乙烯)、PVDF(聚偏氟乙烯)、镀银Teflon薄膜、镀铝PET薄膜。但由于PVF、PVDF惰性较强，镀银Teflon表面的金属存在，囊体成型过程中无法采用高频、热风焊接，只能采用胶黏剂粘接的方式进行，加工成型过程复杂，降低加工效率。

发明内容

针对以上传统囊体材料存在的不耐揉搓及焊接性能差的问题，本发明对耐候性聚氨酯膜进行改性作为耐候层，选用高阻隔性能的聚氨酯膜作为焊接层，采用聚氨酯胶黏剂实现各层复合，保证焊接层、耐候层起到优异的阻隔性能，从而区别于传统囊体材料耐候层、阻隔层、焊接层等多层结构，本发明减少阻隔层。成功开发一种耐候性能优异、耐揉搓、高强、轻质、高撕裂的囊体材料，从而提高囊体材料的耐揉搓及焊接性能，替代现国内使用的国外某牌号的进口材料，实现囊体材料的国产化。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：

一种耐候高强柔性复合材料，包括耐候层、承力层、粘结层、焊接层，其特征在于，所述耐候层采用耐候性聚氨酯，耐候性聚氨酯中添加占聚氨酯主料7～10％的纳米级TiO₂、4％～5％的抗紫外线助剂；承力层上下表面分别刮涂第一粘结层及第二粘结层，第一粘结层的黏度为20000～30000psi；承力层的内表面通过第二粘结层连接焊接层，承力层的外表面通过第一粘结层连接耐候层，耐候层外设置耐候涂层；焊接层为高阻隔聚氨酯；

所述耐候涂层为添加有纳米级金红石型TiO₂，黏度为15000～18000psi的聚氨酯涂层。

所述第一粘结层的厚度为20～25μm；耐侯层厚度为100～150μm；焊接层厚度50～60μm；在焊接层与承力层之间还设置有热熔型聚氨酯构成的第二粘结层，第二粘结层的厚度为25～30μm。

所述承力层采用1000D高强涤纶纤维，单纤强力大于8CN/dtex，织造密度经纬24×25根/inch，重量215g/m²。

所述耐候涂层中，包含100份PU胶黏剂及100份纳米级金红石型TiO₂。

耐候性聚氨酯以聚醚型TPU为主料。

一种耐候高强柔性复合材料的制备方法，该方法包括下述步骤：

第一步：在承力层表面刮涂溶剂型聚氨酯：聚氨酯与固化剂质量之比100：12，使用甲苯、丁酮、乙酸乙酯溶剂中的一种，混合后得到胶黏剂，高速搅拌，将胶黏剂黏度调为20000～30000psi，调整刮刀间隙，承力层上表面刮涂溶剂型聚氨酯胶黏剂，上胶厚度为20～25μm，经张力辊牵引，车速调整为10～20m/min，经烘箱烘干收卷，烘干温度为温度140～150℃；