一種高阻抗復合膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高阻抗復合膜，所述復合膜九層且由中心層向兩側(cè)呈對稱布置，最外層材料為茂金屬聚乙烯，向內(nèi)材料組成依次為聚乙烯粘合劑、膠黏劑、尼龍，中間層材料為乙烯—乙烯醇共聚物，其中每種膜材料厚度配比為：茂金屬聚乙烯40%～60%,聚乙烯粘合劑5%～15%,膠黏劑5%～15%,尼龍15%～25%,乙烯—乙烯醇共聚物5%～15%，膜總厚度為0.1～0.3mm。該復合膜具有極佳的熱封性、熔融性能，具有超強的阻水阻氣性能和優(yōu)異的耐化學穩(wěn)定性，能夠與五種溶液相容，具有良好的相容性。
【專利說明】一種高阻抗復合膜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復合膜，特別涉及一種高阻抗復合膜，屬于空間液體介質(zhì)存儲領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]空間站是多系統(tǒng)集成的優(yōu)秀測試平臺，其內(nèi)部存在各種類型的液體介質(zhì)，如飲用水，技術(shù)用水，冷凝水，廢水，冷卻循環(huán)水等。國際空間站上使用蓄水箱對水進行運輸和儲存，常用的有CWC、PWR、Rodnik和EDV等四種水箱。前兩種是便攜式、可折疊結(jié)構(gòu)軟體水箱或水袋，后者為硬殼、軟囊式水箱。為了使儲水容器與相關(guān)介質(zhì)滿足相容性要求，均采用了軟體內(nèi)囊式結(jié)構(gòu)，設(shè)計時需要考慮內(nèi)囊與介質(zhì)的相容性問題。
[0003]CffC使用了較厚Combitherm薄膜(VPCXX140)作為水箱內(nèi)囊的材料，其與含銀離子的航天員飲用水相容較好，但該材料釋放的己內(nèi)酰胺會導致飲用水中的TOC濃度增加，長期使用該飲用水會對航天員健康造成一定影響，且該類薄膜不能用于盛裝具有強腐蝕性的液體(含處理劑的尿液、處理劑等)；PWR使用了 FEP薄膜，其缺點是該薄膜不能阻止空氣中的二氧化碳通過薄膜進入存儲水中，導致存儲水在長期存儲條件下PH值趨于降低，且其氣密性較差，無法阻止盛裝液體的氣味泄漏，熱封性能較差，尤其對于厚度較大的薄膜。這些薄膜材料只能用于貯存一種或幾種類型空間站用水，無法應用于空間站所有液體介質(zhì)的存儲。
[0004]為了克服國內(nèi)外現(xiàn)有各種類型水箱技術(shù)上的不足，滿足我國空間站液體存儲的需求，有必要對空間儲水裝置進行更高標準的設(shè)計。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種適用于貯存和運輸多種空間站用水，具備高阻水、阻氣性能和高耐化學穩(wěn)定性的高阻抗復合膜，確保該材料滿足我國空間站通用水貯存需求。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
[0007]—種高阻抗復合膜，所述復合膜九層且由中心層向兩側(cè)呈對稱布置，最外層材料為茂金屬聚乙烯，向內(nèi)材料組成依次為聚乙烯粘合劑、膠黏劑、尼龍，中間層材料為乙烯一乙烯醇共聚物，其中每種膜材料厚度配比為:茂金屬聚乙烯40%?60%，聚乙烯粘合劑5%?15%,膠黏劑5%?15%，尼龍15%?25%，乙烯一乙烯醇共聚物5%?15%，復合膜總厚度為0.1 ?0.3mm。
[0008]每種膜材料厚度配比為茂金屬聚乙烯50%、聚乙烯粘合劑10%、膠黏劑10%、尼龍20%、乙烯一乙烯醇共聚物10%而制成的九層高阻抗復合膜復合膜，厚度為0.15mm。
[0009]每種膜材料厚度配比為茂金屬聚乙烯40%、聚乙烯粘合劑15%、膠黏劑5%、尼龍25%、乙烯一乙烯醇共聚物15%而制成的九層高阻抗復合膜復合膜，厚度為0.1mm。。
[0010]每種膜材料厚度配比為茂金屬聚乙烯60%、聚乙烯粘合劑5%、膠黏劑15%、尼龍15%、乙烯一乙烯醇共聚物5%而制成的九層高阻抗復合膜復合膜，厚度為0.3mm。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:
[0012](I)該復合膜具有極佳的熱封性、熔融性能、物理力學性能，具有超強的阻水阻氣性能和優(yōu)異的耐化學穩(wěn)定性，能夠與五種溶液相容，具有良好的相容性。
[0013](2)該發(fā)明使用范圍相當廣泛，除應用于空間站外，還可以應用油化工、核電等行業(yè)的油和廢水的貯存、輸運和采集等。
[0014](3)采用該復合膜制作的空間站通用貯箱具有重量輕、可折疊、介質(zhì)適應性強等優(yōu)點。
[0015](4)該復合膜工藝性能好，易于制作成各類溶液的貯存容器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，一種高阻抗復合膜由9層材料組成，分別是茂金屬聚乙烯1、聚乙烯粘合劑2、膠黏劑3、尼龍4、乙烯一乙烯醇共聚物5，9層膜由中心層向兩側(cè)呈對稱分布。其中，茂金屬聚乙烯為最外層材料，向內(nèi)側(cè)依次為聚乙烯粘合2、膠粘劑3、尼龍4，中間層為乙烯一乙烯醇共聚物5。9層材料采用共擠吹塑技術(shù)形成該新型九層高阻抗復合膜。具體來講就是利用吹制各種液體包裝膜的多層共擠復合吹塑機組，分別將各類材料置于9個進料口，采用平面疊加機頭和錐形疊加機頭而一次成型制成。
[0018]針對復合膜各層材料進行合理的配比，是確保功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)。綜合考慮九層高阻抗復合膜高阻水、阻氣、耐化學穩(wěn)定性、相容性以及力學性能要求，制定了復合膜每種材料厚度配比:茂金屬聚乙烯40%?60%，聚乙烯粘合劑5%?15%，膠黏劑5%?15%，尼龍15%?25%，乙烯一乙烯醇共聚物5%?15%，一般情況下相同兩種材料的厚度配比均分，復合膜總厚度0.1?0.3mm。
[0019]考慮熱封、相容性要求，最外層采用茂金屬聚乙烯材料，同時可以有效阻止尼龍中產(chǎn)生的己內(nèi)酰胺滲入貯箱溶液中；交錯布置的尼龍可減小氣體穿過因制造缺陷出現(xiàn)微小漏洞的概率；最內(nèi)層采用乙烯一乙烯醇共聚物可阻止空氣中的二氧化碳進入溶液而造成PH值降低，同時能夠阻止尿液、尿液殘渣中的氨氣滲入外部空氣中而造成環(huán)境污染。針對本發(fā)明開展了新型九層高阻抗復合膜與航天員飲用水、冷凝水、添加預處理劑后的尿液、蒸餾后的預處理尿液殘渣、尿處理裝置凈化后的超純水等五種溶液的相容性試驗，初步試驗結(jié)果表明，該復合膜具有良好的相容性，其中與航天員飲用水測試結(jié)果表明，一個月內(nèi)釋放的TOC總量接近1.5mg/L,低于國際空間站水袋Combitherm薄膜所釋放的TOC含量,完全復合航天員飲用水標準。利用該材料制成的66L軟體水箱，總重量為2kg，相比同容積金屬水箱減重80%，達到了減重的目的，能夠滿足我國空間站通用水貯存要求。
[0020]具體實施例如下:
[0021]實施例1:每種膜材料厚度配比為茂金屬聚乙烯50%、聚乙烯粘合劑10%、膠黏劑10%、尼龍20%、乙烯一乙烯醇共聚物10%而制成的九層高阻抗復合膜復合膜，厚度為0.15mm。其具備高阻水、阻氣和高耐化學穩(wěn)定性的特性，其與各類介質(zhì)的相容性試驗良好。與航天員飲用水相容性試驗結(jié)果表明，銀含量在存放150天變化不大，均在0.20mg/L左右；而TOC(總有機碳含量)隨時間延長緩慢增加，180天時TOC小于20mg/L ;己內(nèi)酰胺的含量變化呈增長趨勢，150天時其含量僅為1.29mg/L，遠遠低于小于15mg/L的要求。力學性能測試，縱向、橫向拉伸強度，縱向、橫向斷裂拉伸應變，縱向、橫向直角撕裂強度，熱合強度等數(shù)據(jù)O天和90天的變化不大。這表明內(nèi)囊材料存放飲用水90天基本上不會發(fā)生性能劣化。與國際空間站CWC水箱所使用的同類產(chǎn)品相比，該九層高阻隔復合膜的總有機炭(TOC)和己內(nèi)酰胺的濃度均處于較低水平，其化學穩(wěn)定性更優(yōu)；與超純水的相容性試驗結(jié)果表明，60天后TOC含量為2.3mg/L，低于國際空間站上美國CWC水袋采用的Combitherm材料的相容性試驗結(jié)果；與添加了預處理的尿液的相容性試驗結(jié)果表明，測得90天后樣袋的平均厚度為297μπι，厚度減薄量為5%，其縱向拉伸強度、橫向拉伸強度、橫向斷裂拉伸應變、縱向與橫向直角撕裂強度以及熱合強度略下降不超過1%，復合工程需求。
[0022]實施例2:每種膜材料厚度配比為茂金屬聚乙烯40%、聚乙烯粘合劑15%、膠黏劑5、尼龍25%、乙烯一乙烯醇共聚物15%而制成的九層高阻抗復合膜復合膜，厚度為0.1mm。由該配比制成的九層高阻抗復合膜具有良好的力學性能，但其化學穩(wěn)定性較實施例1差，其阻水、阻氣性能與實施例1相當。
[0023]實施例3:每種膜材料厚度配比為茂金屬聚乙烯60%、聚乙烯粘合劑5%、膠黏劑15、尼龍15%、乙烯一乙烯醇共聚物5%而制成的九層高阻抗復合膜復合膜，厚度為0.3mm。由該配比制成的九層高阻抗復合膜具有良好的耐化學穩(wěn)定性，但其力學性能較實施例1差，其阻水、阻氣性能優(yōu)于實施例1與實施例2。
[0024]該新型九層高阻抗復合膜具有良好的熱塑性，可采用熱封技術(shù)將該薄膜制成盛裝液體的容器，以達到貯存和輸運空間站用水的目的。
[0025]本發(fā)明未公開技術(shù)屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識。
【權(quán)利要求】
1.一種高阻抗復合膜，其特征在于，所述復合膜九層且由中心層向兩側(cè)呈對稱布置，最外層材料為茂金屬聚乙烯，向內(nèi)材料組成依次為聚乙烯粘合劑、膠黏劑、尼龍，中間層材料為乙烯一乙烯醇共聚物，其中每種膜材料厚度配比為:茂金屬聚乙烯40%?60%，聚乙烯粘合劑5%?15%，膠黏劑5%?15%，尼龍15%?25%，乙烯一乙烯醇共聚物5%?15%，復合膜的總厚度為0.1?0.3mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高阻抗復合膜，其特征在于，每種膜材料厚度配比為茂金屬聚乙烯50%、聚乙烯粘合劑10%、膠黏劑10%、尼龍20%、乙烯一乙烯醇共聚物10%而制成的九層高阻抗復合膜復合膜，厚度為0.15mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高阻抗復合膜，其特征在于，每種膜材料厚度配比為茂金屬聚乙烯40%、聚乙烯粘合劑15%、膠黏劑5%、尼龍25%、乙烯一乙烯醇共聚物15%而制成的九層高阻抗復合膜復合膜，厚度為0.1mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高阻抗復合膜，其特征在于，每種膜材料厚度配比為茂金屬聚乙烯60%、聚乙烯粘合劑5%、膠黏劑15%、尼龍15%、乙烯一乙烯醇共聚物5%而制成的九層高阻抗復合膜復合膜，厚度為0.3mm。
【文檔編號】B32B33/00GK103481612SQ201310373040
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】莊保堂, 李永, 周成, 潘海林, 馮春蘭, 張錦江, 萬磊 申請人:北京控制工程研究所