[发明专利]整体式超薄超高压气囊及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及整体式超薄超高压气囊及其制备方法，可广泛用于船舶上下水、重物搬运、气盾坝、深海打捞等领域。

背景技术

气囊的用途众多，在日常生活中非常常见，例如汽车中的安全气囊、生产中所用的船上下水气囊、救援中的打捞气囊等等。现有气囊基本采用机织布涂覆聚酯、PVC等热塑性材料经过简单的缝合制备或者采用硫化橡胶工艺制备片材后经胶黏剂粘结而成，采用简单缝合工艺制备的气囊强度低，缝合处针眼漏气，气密性差，工作时间短，需外界补充气体，而采用硫化橡胶工艺制备的气囊同样强度低，不耐压，安全性差，且硫化橡胶后厚度大，不易折叠，存储困难，还存在橡胶老化等缺点，难以应用于需要高强耐高压、耐磨损、气密性优、减震缓冲性能好、可折叠、使用寿命长等领域。

专利CN 104595691 A 分体超高压气囊将加强材料与气密材料分体制造，虽然方便更换气密材料，但是在大尺寸气囊中在折叠中易起皱，快速充气会导致气密结构打开困难，瞬间承压较大而发生破损。

专利CN 104908347 A 一种用平板硫化机加温加压硫化的超高压气囊硫化粘结后进行缠绕，增大了承载力，但是工艺复杂，只能制备尺寸规则的气囊，对一些特殊领域用异型超高压气囊无能为力。

专利CN 104908347 A 一种预制减震超高压气囊及其生产工艺中超高压气囊能够承压为1-5个大气压，而在许多应用领域要求气囊能够承受60个左右的大气压。

另外，目前尚未见市售整体超薄超高压气囊，可反复充气使用，用于深水打捞、重物搬运、防汛救灾等领域。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种整体式超薄超高压气囊及其制备方法。

这种整体式超薄超高压气囊，包括外袋与内胆，所述的外袋采用高强纤维通过整体编织方式制成，编织时预留一口作为进排气口的外层；所述的内胆采用热塑性材料、以外袋的内壁为模具通过吹塑方式制成，吹塑完成后自然带有一口作为进排气口内层。

制备所述的整体式超薄超高压气囊的方法，包括如下步骤：

步骤a、采用高性能纤维按照设计形状和尺寸进行整体编织，得到状如柔性布兜的外袋；

步骤b、将外袋的口安装于吹塑机出料口处，并对外袋进行充气使其充分展开，此时充气量与从外袋的体壁逸出的气量达到平衡；

步骤c、在吹塑机中加入热塑性材料进行吹塑，随着吹制出的气密性囊状内胆的逐渐膨胀，内胆的外壁与外袋的内壁逐渐靠近，在内胆的外壁与外袋的内壁接触后，由于内胆仍存在膨胀的趋势但受到外袋如同模具的阻挡时，二者之间产生一定的作用力，同时由于此时热塑性材料处于半熔融状态，内胆的外壁与外袋的内壁无间隙紧密粘附在一起。先分体后整体制造气囊，是为确保外袋能够承受高压，内胆保证气密性，避免了分体气囊在充气过程中内袋不能及时打开而承受高压发生破损，因此将内胆与外袋进行复合成为整体。

进一步地，所述外袋采用高强纤维整体编织而成，所述高强纤维为对位芳纶或聚芳酯或锦纶纤维，不同纤维型号编织的不同规格的外袋承受压力不同，以对位芳纶为例，规格为400-3000D，强度大于15cN/Dtex，伸长率为2.5～5%，编织后机织布克重为80～400g/m²，承压可达到4～8MPa。

进一步地，外袋克重为50～400g/m²，气囊克重为80～800g/m²，厚度为0.2～1.5mm，承压2～8MPa。

进一步地，所述的高强纤维表面浸渍一层树脂胶膜，所述树脂为热塑性材料，包括聚乙烯，聚乙烯醇或聚氨酯。采用浸胶纤维整体编织外袋，不仅能够保证在编织的过程中纤维不分散，保证编织后纤维不滑移，提高外袋与内胆的粘结强度，同时有利于在后期内胆吹塑中外袋能较好的保持充分展开状态。

进一步地，所述的内胆材料包括聚乙烯，聚氯乙烯，聚乙烯醇或聚氨酯。

进一步地，根据权利要求1所述的整体式超薄超高压气囊，其特征在于：所述的内胆中放置气体发生器或发气剂。

进一步地，所述的进排气口上安装密封法兰，密封法兰连接外部充/排气装置。

进一步地，在制备方法的步骤c中，在内胆的外壁与外袋的内壁接触后，提高进入内胆中气体的温度和压力，以提高内胆的外壁与外袋的内壁之间的粘附力。

进一步地，还包括一与内胆的空腔相连的减压装置，防止承压过大时发生爆破，对人民财产安全造成损伤。