一种制作气象气球专用浓缩胶乳及气象气球制作方法

摘要

本发明公开了一种制作气象气球专用浓缩胶乳及气象气球和制作方法，本发明的目的是采用钙镁离子含量低、分子量大且分布均匀的浓缩胶乳制作气象气球，解决现有浓缩胶乳在气球制作过程中，极易导致球皮不耐老化、厚薄不均、脱水、胶条、粘着、胶皮氯化钙含量超标等缺陷，使气球的合格率下降，也将影响气球的物理性能，从而降低气球的升空高度以及浓缩天然胶乳中的聚合物成分聚异戊二烯的分子量差异大、分子量分布宽，导致胶乳制品的力学性能差异大，从而影响气球均一性的问题。本发明通过控制制作气象气球原料浓缩胶乳中的钙镁离子含量、胶乳的数均分子量和改变气象气球制作工艺与配方，提高了气象气球的性能，进而提高了气象气球升空高度、升空高度的一致性和有效率。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种探测空中气象的制作材料、运载工具及其生产方法，尤其涉及一种制作气象气球专用浓缩胶乳及气象气球和制作方法。

背景技术：

气象气球是探测空中气象要素普遍采用的一种运载工具。不仅用于气象部门进行气象要素探测，提供气象保障条件，而且是部队执行航天、航空、航海、作战等国防科研和军事行动任务时所必不可少的气象测试手段。近几年来，由于工业发展迅猛，地理环境变化大，全球气候变暖，各地气象要素发生了许多变化，气象气球应适应大气层中不断变化的复杂的气象要素。随着科学技术的发展，新型电子探空仪的普及、新型雷达的应用，对探空气球的升空高度提出了更高的要求。根据探测的高度气球可分为：①测风、测云用气象气球，

②中高空探测气象气球，③高空探测气象气球。根据气象业务发展的需要，探空资料要求达到35000米(5hPa)的高度，目前探测高度平均只有27000米左右，且其有效率较低。

在现有技术制作气象气球过程中，气球极易出现球皮有不耐老化、厚薄不均、脱水、胶条、粘着等缺陷，这使气球的合格率下降(仅为83.64％)，影响气球的物理性能(拉伸强度仅为18.6MPa、伸长率仅为730％)，10h×100℃老化物理性能差，(拉伸强度仅为17.9MPa、伸长率仅为710％、爆破直径仅为6.8m)从而降低气球的升空高度；此外胶乳制品的力学性能差异大，使得气球之间及气球各部分性质差异较大，影响气象气球的均一性能。在生产过程中采用钙镁离子含量低、分子量大且分布均匀的浓缩胶乳及更替新型防老剂和限定沥滤工序的泡水温度及时间制作气象气球能解决在现有浓缩胶乳在制作过程和施放过程中存在的缺点。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种制作气象气球专用浓缩胶乳及气象气球和制作方法。本专利通过控制制作气象气球的浓缩胶乳中的钙镁离子含量和胶乳的数均分子量及气象气球制作材料与工艺，提高了气象气球的探测高度、耐老化性、均一性和探测的有效率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种制作气象气球专用浓缩胶乳，所述浓缩胶乳的钙离子和镁离子含量均≤10mmol/kg。

进一步的改进，所述浓缩胶乳的中乳胶的数均分子量≥30万。

一种气象气球，所述气象气球用的浓缩胶乳中，钙离子和镁离子含量均≤10mmol/kg；乳胶的数均分子量≥30万。

进一步的改进，所述气象气球的配比为：60％固含量离心浓缩天然胶乳100份、氢氧化钾0.30份、焦磷酸钠1份、硫磺3.00份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮2.00份、winstay L3.00份、二硫化四甲基秋兰姆1.50份、二乙基二硫代氨基甲酸锌1份、氧化锌5份、邻苯二甲酸二辛脂7.00份。

进一步的改进，一种气象气球的制作方法，包括如下步骤：

步骤一)将60％固含量离心浓缩天然胶乳100份、氢氧化钾0.30份、焦磷酸钠1份、硫磺3.00份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮2.00份、winstay L3.00份、二硫化四甲基秋兰姆1.50份、二乙基二硫代氨基甲酸锌1份、氧化锌5份、邻苯二甲酸二辛脂7.00份混匀，配置气象气球制作材料；

步骤二)在气球模型浸渍凝固剂，然后浸渍气象气球制作材料，浸渍5分钟后，提出；

步骤三)停放胶凝，浸渍到50-75摄氏度热水中3分钟,把胶膜从模型上脱下，胶膜洗涤干净。

步骤四)沥滤泡水，沥滤水温为38-42摄氏度，沥滤时间为55-65分钟。

步骤五)涂上隔离剂，充气到2.7米直径后定型一小时，放气后整理硫化，得到成品气球。

所述气球球身长度为235cm，球柄宽度为9cm，球柄长度为15cm,气象气球的球柄厚度为1mm，球皮顶部、柄部与球腰部之间的厚度差在0.03mm以内。

具体实施方式：

下面结合实施例来详细说明本发明。

实施例1

选择钙离子和镁离子含量均≤10mmol/kg的60％固含量离心浓缩天然胶乳100份、氢氧化钾0.30份、焦磷酸钠1份、硫磺3.00份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮2.00份、2,2’-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)3.00份、二硫化四甲基秋兰姆1.50份、二乙基二硫代氨基甲酸锌1份、氧化锌5份、邻苯二甲酸二辛脂7.00份,配置气象气球制作材料。(本专利中所述的“份”均指重量份)

将模型先浸渍凝固剂,然后浸到上述放置气象气球制作材料的胶乳槽中,浸渍5分钟后,提出,停放胶凝,浸渍到50度热水中3分钟,把胶膜从模型上脱下,胶膜洗涤干净,涂上隔离剂,充气到2.7米直径后定型一小时,放气后整理硫化,得到1#成品气象气球500个。

实施例2

选择钙离子和镁离子含量均≤10mmol/kg，乳胶的数均分子量≥30万的60％固含量离心浓缩天然胶乳100份、氢氧化钾0.30份、焦磷酸钠1份、硫磺3.00份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮2.00份、2,2’-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)3.00份、二硫化四甲基秋兰姆1.50份、二乙基二硫代氨基甲酸锌1份、氧化锌5份、邻苯二甲酸二辛脂7.00份,配置气象气球制作材料。

将模型先浸渍凝固剂,然后浸到上述放置气象气球制作材料的胶乳槽中,浸渍5分钟后,提出,停放胶凝,浸渍到50度热水中3分钟,把胶膜从模型上脱下,胶膜洗涤干净,涂上隔离剂,充气到2.7米直径后定型1小时,放气后整理硫化,得到2#成品气象气球500个。

实施例3

选择钙离子和镁离子含量均≤10mmol/kg，乳胶的数均分子量≥30万的60％固含量离心浓缩天然胶乳100份、氢氧化钾0.30份、焦磷酸钠1份、硫磺3.00份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮2.00份、winstay L3.00份、二硫化四甲基秋兰姆1.50份、二乙基二硫代氨基甲酸锌1份、氧化锌5份、邻苯二甲酸二辛脂7.00份,配置气象气球制作材料。

将模型先浸渍凝固剂,然后浸到上述放置气象气球制作材料的胶乳槽中,浸渍5分钟后,提出,停放胶凝,浸渍到50度热水中3分钟,把胶膜从模型上脱下,胶膜洗涤干净,涂上隔离剂,充气到2.7米直径后定型1小时,放气后整理硫化,得到3#成品气象气球500个。

实施例4

选择钙离子和镁离子含量均≤10mmol/kg，乳胶的数均分子量≥30万的60％固含量离心浓缩天然胶乳100份、氢氧化钾0.30份、焦磷酸钠1份、硫磺3.00份、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮2.00份、winstay L3.00份、二硫化四甲基秋兰姆1.50份、二乙基二硫代氨基甲酸锌1份、氧化锌5份、邻苯二甲酸二辛脂7.00份,配置气象气球制作材料。

将模型先浸渍凝固剂,然后浸到上述放置气象气球制作材料的胶乳槽中,浸渍5分钟后,提出,停放胶凝,浸渍到50度热水中3分钟,把胶膜从模型上脱下,胶膜洗涤干净,沥滤泡水，沥滤水温为38-42摄氏度，沥滤时间为55-65分钟。涂上隔离剂,充气到2.7米直径后定型1小时,放气后整理硫化,得到4#成品气象气球500个。

不同实施例气象气球缺陷和合格率见表一，不同实施例物理性能对比见表二、表三。

表一 气象气球缺陷

表二 气象气球物理性能

试样编号扯断伸长率(％)拉伸强度(Mpa)爆破直径(m)1#79021.07.802#81024.58.223#84026.38.354#84026.28.34

表三 气象气球10h×100℃老化后物理性能

施放结果：

从2016年6月～2016年9月,先后在长沙、南昌、南宁、郑州、北京等地施放了上述实施例1中36个1#成品气象气球，平均高度29053米，(除去一个信号突失)28000米以上的有效率为91.4％。

实施例2中的36个2#成品气象气球，平均高度30185米，28000米以上的有效率为94.4％。

实施例3中的36个3#成品气象气球，平均高度31687米，28000米以上的有效率为97.2％。

实施例4中的36个4#成品气象气球，平均高度33082米，28000米以上的有效率为97.24％。

由表一可以看出，在气象气球生产过程中1#、2#、3#、4#实施方案制作气象气球的缺陷明显少于现有技术制作气象气球，合格率高出11％——14％。

由表二、表三和施放结果可以看出，1#、2#、3#、4#实施方案制作气象气球从物理性能、及物理老化性能、爆破直径、升空高度、及施放高度28000米以上的有效率个方面比较都优于现有技术方案制作气象气球。因此钙镁离子含量低、数均分子量大且分布均匀的浓缩胶乳制作气象气球及使用新型材料winstay L配制制作气象气球原材料和改变沥滤泡水温度和时间，能有效使气象气球缺陷少、合格率高，气象气球的物理性能和升空高度以及升空高度的有效率都有提高。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。