[发明专利]一种气体阻隔材料及其制备方法

说明书

本发明提供的气体阻隔材料的制备方法，通过将基体树脂、高阻隔性树脂、过氧化物共混，成型共混物来制备气体阻隔材料。本发明通过将热塑性聚氨酯与高阻隔性树脂复合，并通过调控高阻隔性树脂在基体树脂中的相形态来制备具有良好的气体阻隔性能的气体阻隔膜或气体阻隔片材。本发明提供的制备方法简单，易于大规模地生产，适用于任何热塑性聚氨酯基气体阻隔材料的制备，可以广泛地应用于诸如艇类、浮空器等航空航天领域的蒙皮材料中。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体而言，一种气体阻隔材料及其制备方法。

背景技术

近年来，飞艇凭借其滞空时间长、节能、环保、经济等优势被广泛应用于军事和民用领域，特别是平流层飞艇以及混合式大载重量飞艇成为当前研究的热点。飞艇艇囊作为中低空软式飞艇的重要组成部分，起到氦气保持、提供浮力的作用，同时为部件提供安装平台。飞艇蒙皮材料主要性能指标包括强度、阻隔性、耐候性、可加工。蒙皮材料的性能高低直接影响飞艇的应用效能，如驻空高度、持续飞行时间、有效载荷和服役寿命等。因此，蒙皮材料的制备技术是影响飞艇发展的关键技术之一，如何获得高阻氦、可外焊接及高强度的蒙皮材料等技术问题亟需进一步系统性研究。飞艇对高阻隔层的要求是在保证阻隔要求的情况下使质量尽量小，同时不影响蒙皮材料耐候性能和加工性能。

目前，蒙皮材料的阻隔性能是以阻氦层为主，耐候层和热合层兼顾的方式实现的。大量实验研究和放飞试验表明，聚酯是高分子材料中最具实际应用价值的气密层材料，特别是PET薄膜，是目前应用最为广泛的蒙皮材料层压组分。但目前所使用的多层复合蒙皮材料的面密度较高，增加飞艇重量，另PET作为阻隔层时制备的蒙皮材料较硬。对于中低空浮空器来说，其对耐候性的要求要比平流层飞艇低，因此可以选择新材料(如聚氨酯)作为阻隔层以及耐候层，开发出适用于中低空浮空器的高阻隔、低面密度的蒙皮材料。

热塑性聚氨酯是一种具有优异的力学性能、耐候性及耐化学性的弹性体材料，广泛用于航空航天、建筑等领域。聚氨酯薄膜作为浮空器的蒙皮材料，则需要具备良好的气体阻隔性能，本发明主要针对聚氨酯薄膜的气体阻隔性能的提高进行研究。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明研究了一种气体阻隔材料的制备方法，以提供一种防渗透性能良好的气体阻隔材料。

本发明提供的气体阻隔材料的制备方法，包括：将基体树脂、阻隔性树脂、过氧化物共同混合，得到共混物，成型所述共混物，得到气体阻隔材料。

在上述制备方法中，所述基体树脂与所述阻隔性树脂的质量比为50～70：30～50。

在上述制备方法中，所述过氧化物在所述共混物中的质量分数为0.5％～2％。

在上述制备方法中，所述基体树脂包括热塑性聚氨酯树脂。

在上述制备方法中，所述基体树脂包括热塑性聚醚型聚氨酯树脂或热塑性聚酯型聚氨酯树脂。

在上述制备方法中，所述阻隔性树脂选自乙烯-乙烯醇共聚物、偏氯乙烯共聚物、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或多种的组合。

在上述制备方法中，所述过氧化物选自过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化环己酮、过氧化特戊酸叔己酯中的一种或多种的组合。

在上述制备方法中，成型所述共混物的工艺选自热压工艺、吹塑工艺或双向拉伸工艺中的一种或多种的组合。

在上述制备方法中，所述热压工艺的温度为150℃～190℃，压力为8～12MPa。

由上述制备方法制备的气体阻隔材料。