[发明专利]平流层浮空器蒙皮及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及浮空器制造技术领域，具体而言，涉及一种平流层浮空器蒙皮及其制备方法。

背景技术

平流层浮空器是随着科学技术不断发展起来的一种新型近空间多功能飞行平台。它不同于飞行在航空层中的飞机、低空浮空器,也不同于工作在低轨道上的卫星,它有非常广泛军事及民用价值，例如在导弹防御、反恐、通信、遥感、空间观测和大气测量等方面都具有极大的应用价值。

蒙皮作为浮空器的主要结构，其性能的高低直接影响了浮空器的应用性能。平流层浮空器飞行高度一般在18～24km附近，该区域空气稀薄，密度大约是地表空气密度的1-14，太阳光的辐照强度要比低空环境强很多。而蒙皮接收太阳光照射的部分的升温速率较快，如果没有良好的导热性，便极易导致蒙皮中的气体因为受热不均匀而发生局部涨破。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种平流层浮空器蒙皮及其制备方法，以解决现有技术中平流层浮空器蒙皮导热性差而容易在太阳光的照射下局部涨破的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种平流层浮空器蒙皮，其依序包括耐候层、第一阻气层及承力层；其中，第一阻气层包括石墨烯-树脂层，具有第一表面和远离第一表面的第二表面；以及位于石墨烯-树脂层的第一表面上的第一镀铝层，和/或位于石墨烯-树脂层的第二表面上的第二镀铝层。

进一步地，石墨烯-树脂层为石墨烯-PET层。

进一步地，石墨烯-PET层的厚度为15～35μm。

进一步地，平流层浮空器蒙皮还包括设置于承力层远离第一阻气层一侧的第二阻气层，第二阻气层为石墨烯-热塑性聚氨酯胶层。

进一步地，第二阻气层的厚度范围为8～35μm。

进一步地，耐候层为ETFE层，和/或承力层为PBO织物层或芳纶纤维织物层。

进一步地，耐候层的厚度范围为10～50μm，承力层的厚度范围为80～200μm。

进一步地，第一阻气层与承力层之间还设置有气凝胶层。

进一步地，耐候层与第一阻气层之间还设置有第一胶层；和/或第一阻气层与气凝胶层之间还设置有第二胶层；和/或气凝胶层与承力层之间还设置有第三胶层。

进一步地，第一胶层为热塑性聚氨酯层；和/或第二胶层为热塑性聚氨酯层；和/或第三胶层为热塑性聚氨酯层。

另外，本发明还提供了一种平流层浮空器蒙皮的制备方法，其包括以下步骤：在石墨烯-树脂层的第一表面上形成第一镀铝层，和/或在石墨烯-树脂层的第二表面上形成第二镀铝层，进而形成第一阻气层；以及将耐候层、第一阻气层及承力层依次叠放，然后经热压形成平流层浮空器蒙皮。

进一步地，形成第一阻气层的步骤包括：将石墨烯-PET树脂共混料进行挤出成型，形成石墨烯-PET层，石墨烯-PET层具有上表面和远离上表面的下表面；以及在石墨烯-PET层的上表面上进行电晕镀铝形成第一镀铝层，和/或在石墨烯-PET层的下表面上进行电晕镀铝形成第二镀铝层，进而形成第一阻气层。

进一步地，将耐候层、第一阻气层及承力层依次叠放的步骤之前，在承力层远离第一阻气层的一侧表面上形成第二阻气层；形成第二阻气层的步骤包括：在承力层的一侧表面上形成石墨烯-热塑性聚氨酯胶层，进而形成一侧表面形成有第二阻气层的承力层。

进一步地，将耐候层、第一阻气层及一侧表面形成有第二阻气层的承力层依次叠放的过程中，同时在第一阻气层及一侧表面形成有第二阻气层的承力层之间放置气凝胶层。

进一步地，在第一阻气层及一侧表面形成有第二阻气层的承力层之间放置气凝胶层的过程中，还包括以下步骤：在耐候层与第一阻气层之间放置第一胶层固态预备层，和/或在第一阻气层与气凝胶层之间放置第二胶层固态预备层，和/或在气凝胶层与承力层之间放置第三胶层固态预备层，然后热压形成平流层浮空器蒙皮。

进一步地，在第一阻气层及一侧表面形成有第二阻气层的承力层之间放置气凝胶层的过程中，还包括以下步骤：在耐候层靠近第一阻气层的表面涂覆第一胶层液态预备层，和/或在第一阻气层靠近气凝胶层的表面涂覆第二胶层液态预备层，和/或在气凝胶层靠近承力层的表面涂覆第三胶层液态预备层，然后热压形成平流层浮空器蒙皮。