一种充气物表面修复剂、其制备方法和充气物表面修复方法

摘要

本发明提供了一种充气物表面修复剂，包括：3～15质量份的聚氨酯，85～97质量份的低沸点溶剂。本发明所述充气物表面修复剂包括聚氨酯和低沸点溶剂，可应用于表面为PVF、PVDF、TPU、PVC等材料的充气物表面；在常温下即可实现修复，具有修复速度快、修复效率高、修复效果持久、粘接强度高，适用范围广、弹性优异、耐揉搓性能佳、成本低廉等特点。

说明书

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其是涉及一种充气物表面修复剂、其制备方法和充气物表面修复方法。

背景技术

充气物是指向高分子材料制成的膜制品或织物/薄膜层压复合材料中冲入空气、氦气等气体后形成密闭空间的结构，主要包括平流层飞艇、系留气球、充气假目标、充气膜等，其具有质量轻，强度高、抗疲劳、耐扭曲、承载效果好、易收放、使用寿命长等优点等特点，目前已得到了广泛的应用。

飞艇和系留气球等浮空器依靠轻于空气的气体(如氦气)所产生的浮力实现驻空，搭载各类有效载荷，利用其升空高度，覆盖监视可视区域，在交通运输、环境监测、通讯广播、综合遥感、空中预警等领域具有广泛的应用。浮空器多为多层复合结构，最外层为耐侯层，其组成材料通常是PVF、PVDF、TPU等。

充气式假目标是现代军队中重要的武器装备，它们具有重量轻、便于运输，架设、撤收速度快等多个优点，并且按照武器装备1：1的比例制作，可以模拟真正的武器装备，在红外、热成像、雷达等现代化的侦察设备的监视下迷惑敌人，从而达到在现代战争中执行欺骗性战术/战略的需求。现有技术中采用的充气假目标多选用混纺的纺织品作为雷达高反射图涂胶布的基布，通过直接涂层或复合柔性阻气聚氯乙烯(PVC)薄膜制成。

充气膜材料是一种具有阻气阻水并具有一定强度的高性能材料，通常以织物基材和PVF、PVDF涂层制成，主要用于建筑行业、移动式机库、艇库、帐篷和充气船艇等方面。充气膜按结构又可分为气承式膜结构和气囊式膜结构。气承式膜结构是固定膜面周围边缘，对膜建筑室内加压使膜面鼓起至设计空间曲面，保持内外压差使膜面受压以确保刚度，从而维持形态并抵抗荷载，建筑膜材料是。气囊式膜结构则是充气于特定形状的气囊内，使之形成具有一定刚度的结构或构件，并由此来承受荷载。气囊式与气承式相比的优越性是室内为常压气体环境，避免了超压所引起的不舒适感。

由于膜材的柔韧、轻质，故充气膜结构适用于大跨度空间的需求，常用于大面积作业车间、仓库、体育场馆、展览馆等。充气膜结构建造周期短、适用于大跨度、大空间的特性，使其适用于工业建筑领域。

目前，充气物已广泛应用于日常生活及军事领域，但充气物材料在加工、储存、使用、转移的过程中难免会收到摩擦、及折叠损伤，这些损伤尤其是无法直观检测的微小裂纹会成为气体泄露的通道，进而影响充气物的安全使用及运行，但现有技术无法及时检测并修复表面损伤，且由于各充气物表面材料组成不同，所需的修复剂种类也不相同，现有修复剂修复效率不高，操作不方便，同时修复效果不理想。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种修复简便，修复性能好的修复剂，本发明提供的修复剂具有修复速度快、修复效率高、修复效果持久、粘接强度高，耐揉搓性能佳的效果。

本发明提供了一种充气物表面修复剂，包括：3～15质量份的聚氨酯，85～97质量份的低沸点溶剂。

优选的，所述聚氨酯的粘度为200～300mpa/s。

优选的，所述低沸点溶剂选自乙醚、乙酸乙酯、丙酮、四氢呋喃、二氯甲烷中的一种或几种。

本发明提供了一种充气物表面修复剂的制备方法，包括：

将聚氨酯干制，得到干制后的聚氨酯颗粒；

将干制后的聚氨酯颗粒与低沸点溶剂搅拌混合，即得。

优选的，所述干制的温度为90～110℃；所述干制时间为1～10h。

优选的，所述搅拌速度为900～2000r/min；所述搅拌时间为10min～60min。

本发明提供了一种充气物表面修复方法，包括如下步骤：

采用上述技术方案任意一项所述的充气物表面修复剂，或上述技术方案任一项所述的制备方法制备得到的充气物表面修复剂对充气物表面的伤痕进行修复。

优选的，所述修复的温度为10℃～60℃；修复的时间为1min～60min；

所述充气物包括平流层飞艇、系留气球、充气膜、膜结构建筑中的一种或几种；所述充气物表面为PVF、PVDF、TPU和PVC中的一种或几种；

所述伤痕包括针刺、刀刮、磨损或肉眼不可见的伤痕。

优选的，所述修复方法具体为：

对于直径为0.1～1mm的伤痕，采用刮涂或喷涂方式进行修复，增重为10～40g/m

优选的，修复后的充气物透气量为0.4L～7L。

与现有技术相比，本发明提供了一种充气物表面修复剂，包括：3～15质量份的聚氨酯，85～97质量份的低沸点溶剂。本发明所述充气物表面修复剂包括聚氨酯和低沸点溶剂，可应用于表面为PVF、PVDF、TPU、PVC等材料的充气物表面；在常温下即可实现修复，具有修复速度快、修复效率高、修复效果持久、粘接强度高，适用范围广、弹性优异、耐揉搓性能佳、成本低廉等特点。

附图说明

图1为本发明实施例1中带有针刺孔洞伤痕(直径为0.6mm)的囊体材料；

图2为本发明实施例1中修复后的囊体材料；

图3为本发明实施例7中带有针刺孔洞伤痕(直径为0.2mm)的囊体材料；

图4为本发明实施例7中修复后的囊体材料；

图5为本发明实施例14中带有划伤伤痕(宽1.5mm)与针刺伤痕(直径0.2mm的囊体材料；

图6为本发明实施例14中修复后的囊体材料。

具体实施方式

本发明提供了一种充气物表面修复剂、其制备方法和充气物表面修复方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本发明保护的范围。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

本发明提供了一种充气物表面修复剂，包括：3～15质量份的聚氨酯，85～97质量份的低沸点溶剂。

本发明提供的充气物表面修复剂包括3～15质量份的聚氨酯；优选包括4～13质量份的聚氨酯；更优选包括5～10质量份的聚氨酯。

本发明所述聚氨酯的粘度优选为200～300mpa/s；更优选为220～280mpa/s。

本发明提供的充气物表面修复剂包括85～97质量份的低沸点溶剂；优选包括87～96质量份的低沸点溶剂；更优选包括90～95质量份的低沸点溶剂。

本发明所述低沸点溶剂选自乙醚、乙酸乙酯、丙酮、四氢呋喃、二氯甲烷中的一种或几种。本发明对其来源不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。

本发明提供了一种充气物表面修复剂的制备方法，包括：

将聚氨酯干制，得到干制后的聚氨酯颗粒；

将干制后的聚氨酯颗粒与低沸点溶剂搅拌混合，即得。

本发明提供的充气物表面修复剂的制备方法首先将聚氨酯干制，得到干制后的聚氨酯颗粒。

本发明所述干制的温度优选为90～110℃；更优选为100℃；所述干制时间优选为1～10h；更优选为2～9h；最优选为3～8h。

本发明对于所述干制的装置不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。

取低沸点溶剂，置于搅拌装置中，低速搅拌。本发明对于所述搅拌装置不进行限定，优选为搅拌桶。所述搅拌速度优选为90～110r/min；更优选为100r/min。

将干制后的聚氨酯颗粒与低沸点溶剂搅拌混合，即得。

也就是说，将干制后的聚氨酯颗粒边搅拌边倒入搅拌装置中，搅拌至聚氨酯颗粒溶解。

本发明所述搅拌速度优选为900～2000r/min；更优选为1000～1800r/min；最优选为1100～1700r/min；所述搅拌时间优选为10min～60min；更优选为20min～60min。

本发明提供了一种充气物表面修复方法，包括如下步骤：

采用上述技术方案任意一项所述的充气物表面修复剂，或上述技术方案任一项所述的制备方法制备得到的充气物表面修复剂对充气物表面的伤痕进行修复。

本发明所述充气物包括平流层飞艇、系留气球、充气膜、膜结构建筑中的一种或几种；所述充气物表面为PVF、PVDF、TPU和PVC中的一种或几种；

所述伤痕包括针刺、刀刮、磨损或肉眼不可见的伤痕。

按照本发明，所述修复方法具体为：

对于直径为0.1～1mm的伤痕，采用刮涂或喷涂方式进行修复，增重为10～40g/m

对于直径大于1mm的非断裂伤痕，采用喷涂方式进行修复，增重为15～50g/m

本发明所述修复的温度优选为10℃～60℃；更优选为20℃～50℃；最优选为25℃～40℃；修复的时间优选为1min～60min；更优选为10min～40min；最优选为10min～30min。

本发明提供了一种充气物表面修复剂，包括：3wt％～15wt％的聚氨酯，85wt％～97wt％低沸点溶剂。本发明所述充气物表面修复剂包括聚氨酯和低沸点溶剂，可应用于表面为PVF、PVDF、TPU、PVC等材料的充气物表面；在常温下即可实现修复，具有修复速度快、修复效率高、修复效果持久、粘接强度高，适用范围广、弹性优异、耐揉搓性能佳、成本低廉等特点。

本发明修复后的充气物透气量优选为0.4L～7L。

本发明修复剂与被修复充气物表面剥离强度可达10～25kN/m；

本发明修复剂的修复效果，充气物经修复后常温揉搓100～200次，其透气量为0.5L～8L；充气物经修复后经过高低温循环其透气量为0.5L～7L；所述高低温循环具体为：-70至60℃，变温速度5℃/min，高低温分别平衡60min，20个循环。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种充气物表面修复剂、其制备方法和充气物表面修复方法进行详细描述。

实施例1

本实施例提供溶质质量分数为5％的通用型充气物表面修复剂，由如下质量份的原料混合制成：5份聚氨酯、95份乙酸乙酯，该修复剂按如下步骤配制：

(1)称取50g聚氨酯，在100℃下烘5小时；

(2)称取950g乙酸乙酯，倒入搅拌桶中，搅拌速度调至100r/min；

(3)将步骤(1)中烘干后聚氨酯边搅拌边缓缓倒入搅拌桶中，搅拌速度调至1200r/min，搅拌时间为50min；

预先选取一块表面为PVF的浮空器囊体材料，并裁剪成50cm×50cm大小，使用图钉在囊体材料随机针刺直径为0.6mm三个孔洞，如如图1所示，图1为本发明实施例1中带有针刺孔洞伤痕(直径为0.6mm)的囊体材料。随后将修复剂刮涂到受损表面，室温下放置20min即可完成修复，如图2所示，图2为本发明实施例1中修复后的囊体材料。

实施例2

本实施例提供溶质质量分数为7％的通用型充气物表面修复剂，由如下质量份的原料混合制成：7份聚氨酯、93份乙醚，该修复剂按如下步骤配制：

(1)称取70g聚氨酯，在100℃下烘7小时；

(2)称取930g乙酸乙酯，倒入搅拌桶中，搅拌速度调至100r/min；

(3)将步骤(1)中烘干后聚氨酯边搅拌边缓缓倒入搅拌桶中，搅拌速度调至1200r/min，搅拌时间为50min；

预先选取一块表面为PVF的浮空器囊体材料，并裁剪成50cm×50cm大小，使用图钉在囊体材料随机针刺三个直径为0.6mm孔洞。随后将修复剂刮涂到受损表面，25℃下放置20min即可完成修复。

实施例3

本实施例提供溶质质量分数为10％的通用型充气物表面修复剂，由如下质量份的原料混合制成：10份聚氨酯、90份丙酮，该修复剂按如下步骤配制：

(1)称取100g聚氨酯，在100℃下烘7小时；

(2)称取900g丙酮，倒入搅拌桶中，搅拌速度调至100r/min；

(3)将步骤(1)中烘干后聚氨酯边搅拌边缓缓倒入搅拌桶中，搅拌速度调至1500r/min，搅拌时间为60min；

预先选取一块表面为PVF的浮空器囊体材料，并裁剪成50cm×50cm大小，使用图钉在囊体材料随机针刺三个直径为0.6mm孔洞。随后将修复剂刮涂到受损表面，40℃下放置20min即可完成修复。

实施例4

本实施例提供溶质质量分数为7％的通用型充气物表面修复剂，由如下质量份的原料混合制成：7份聚氨酯、93份四氢呋喃，该修复剂按如下步骤配制：

(1)称取70g聚氨酯，在100℃下烘7小时；

(2)称取930g乙酸乙酯，倒入搅拌桶中，搅拌速度调至100r/min；

(3)将步骤(1)中烘干后聚氨酯边搅拌边缓缓倒入搅拌桶中，搅拌速度调至1200r/min，搅拌时间为50min；

预先选取一块表面为PVDF的充气膜材料，并裁剪成50cm×50cm大小，使用图钉在充气膜材料随机针刺三个直径为0.6mm孔洞。随后将修复剂刮涂到受损表面，25℃下放置20min即可完成修复。

实施例5

本实施例提供溶质质量分数为7％的通用型充气物表面修复剂，由如下质量份的原料混合制成：7份聚氨酯、93份二氯甲烷，该修复剂按如下步骤配制：

(1)称取70g聚氨酯，在100℃下烘7小时；

(2)称取930g乙酸乙酯，倒入搅拌桶中，搅拌速度调至100r/min；

(3)将步骤(1)中烘干后聚氨酯边搅拌边缓缓倒入搅拌桶中，搅拌速度调至1200r/min，搅拌时间为50min；

预先选取一块表面为TPU的浮空器囊体材料，并裁剪成50cm×50cm大小，使用图钉在囊体材料随机针刺三个直径为0.6mm孔洞。随后将修复剂刮涂到受损表面，25℃下放置20min即可完成修复。

实施例6

本实施例提供溶质质量分数为7％的通用型充气物表面修复剂，由如下质量份的原料混合制成：7份聚氨酯、93份丙酮，该修复剂按如下步骤配制：

(1)称取70g聚氨酯，在100℃下烘7小时；

(2)称取930g丙酮，倒入搅拌桶中，搅拌速度调至100r/min；

(3)将步骤(1)中烘干后聚氨酯边搅拌边缓缓倒入搅拌桶中，搅拌速度调至1500r/min，搅拌时间为50min；

预先选取一块表面为PVC的充气假目标材料，并裁剪成50cm×50cm大小，使用图钉在材料表面随机针刺三个直径为0.6mm孔洞。随后将修复剂刮涂到受损表面，25℃下放置20min即可完成修复。

实施例7

本实施例提供溶质质量分数为5％的通用型充气物表面修复剂，由如下质量份的原料混合制成：5份聚氨酯、95份乙酸乙酯，该修复剂按如下步骤配制：

(1)称取50g聚氨酯，在100℃下烘5小时；

(2)称取950g乙酸乙酯，倒入搅拌桶中，搅拌速度调至100r/min；

(3)将步骤(1)中烘干后聚氨酯边搅拌边缓缓倒入搅拌桶中，搅拌速度调至1200r/min，搅拌时间为50min；

预先选取一块表面为PVF的浮空器囊体材料，并裁剪成50cm×50cm大小，使用缝纫针在囊体材料随机针刺三个直径为0.2mm孔洞，如图3所示，图3为本发明实施例7中带有针刺孔洞伤痕(直径为0.2mm)的囊体材料。随后将修复剂喷涂到受损表面，室温下放置20min即可完成修复，如图4所示，图4为本发明实施例7中修复后的囊体材料。

实施例8

本实施例提供溶质质量分数为7％的通用型充气物表面修复剂，由如下质量份的原料混合制成：7份聚氨酯、93份乙酸乙酯，该修复剂按如下步骤配制：

(1)称取70g聚氨酯，在100℃下烘7小时；

(2)称取930g乙酸乙酯，倒入搅拌桶中，搅拌速度调至100r/min；

(3)将步骤(1)中烘干后聚氨酯边搅拌边缓缓倒入搅拌桶中，搅拌速度调至1200r/min，搅拌时间为50min；

预先选取一块表面为PVF的浮空器囊体材料，并裁剪成50cm×50cm大小，使用缝纫针在囊体材料随机针刺三个直径为0.2mm孔洞。随后将修复剂喷涂到受损表面，25℃下放置20min即可完成修复。

实施例9

本实施例提供溶质质量分数为10％的通用型充气物表面修复剂，由如下质量份的原料混合制成：10份聚氨酯、90份丙酮，该修复剂按如下步骤配制：

(1)称取100g聚氨酯，在100℃下烘7小时；

(2)称取900g丙酮，倒入搅拌桶中，搅拌速度调至100r/min；

(3)将步骤(1)中烘干后聚氨酯边搅拌边缓缓倒入搅拌桶中，搅拌速度调至1500r/min，搅拌时间为60min；

预先选取一块表面为PVF的浮空器囊体材料，并裁剪成50cm×50cm大小，使用缝纫针在囊体材料随机针刺三个直径为0.2mm孔洞。随后将修复剂喷涂到受损表面，40℃下放置20min即可完成修复。

实施例10

本实施例提供溶质质量分数为7％的通用型充气物表面修复剂，由如下质量份的原料混合制成：7份聚氨酯、93份乙酸乙酯，该修复剂按如下步骤配制：

(1)称取70g聚氨酯，在100℃下烘7小时；

(2)称取930g乙酸乙酯，倒入搅拌桶中，搅拌速度调至100r/min；

(3)将步骤(1)中烘干后聚氨酯边搅拌边缓缓倒入搅拌桶中，搅拌速度调至1200r/min，搅拌时间为50min；

预先选取一块表面为PVDF的充气膜材料，并裁剪成50cm×50cm大小，使使用缝纫针在囊体材料随机针刺三个直径为0.2mm孔洞。随后将修复剂喷涂到受损表面，25℃下放置20min即可完成修复。

实施例11

本实施例提供溶质质量分数为7％的通用型充气物表面修复剂，由如下质量份的原料混合制成：7份聚氨酯、93份乙酸乙酯，该修复剂按如下步骤配制：

(1)称取70g聚氨酯，在100℃下烘7小时；

(2)称取930g乙酸乙酯，倒入搅拌桶中，搅拌速度调至100r/min；

(3)将步骤(1)中烘干后聚氨酯边搅拌边缓缓倒入搅拌桶中，搅拌速度调至1200r/min，搅拌时间为50min；

预先选取一块表面为TPU的浮空器囊体材料，并裁剪成50cm×50cm大小，使用缝纫针在囊体材料随机针刺三个直径为0.2mm孔洞。随后将修复剂喷涂到受损表面，25℃下放置20min即可完成修复。

实施例12

本实施例提供溶质质量分数为7％的通用型充气物表面修复剂，由如下质量份的原料混合制成：7份聚氨酯、93份丙酮，该修复剂按如下步骤配制：

(1)称取70g聚氨酯，在100℃下烘7小时；

(2)称取930g丙酮，倒入搅拌桶中，搅拌速度调至100r/min；

(3)将步骤(1)中烘干后聚氨酯边搅拌边缓缓倒入搅拌桶中，搅拌速度调至1500r/min，搅拌时间为50min；

预先选取一块表面为PVC的充气假目标材料，并裁剪成50cm×50cm大小，使用缝纫针在囊体材料随机针刺三个直径为0.2mm孔洞。随后将修复剂喷涂到受损表面，25℃下放置20min即可完成修复。

实施例13

本实施例提供溶质质量分数为7％的通用型充气物表面修复剂，由如下质量份的原料混合制成：7份聚氨酯、93份丙酮，该修复剂按如下步骤配制：

(1)称取70g聚氨酯，在100℃下烘7小时；

(2)称取930g丙酮，倒入搅拌桶中，搅拌速度调至100r/min；

(3)将步骤(1)中烘干后聚氨酯边搅拌边缓缓倒入搅拌桶中，搅拌速度调至1500r/min，搅拌时间为50min；

预先选取一块表面为PVF的浮空器囊体材料，并裁剪成50cm×50cm大小，使用刀片在囊体材料随机刮一个宽为0.8mm划痕，并使用缝纫针在囊体材料随机针刺一个直径为0.2mm孔洞，随后将修复剂喷涂到受损表面，25℃下放置20min即可完成修复。

实施例14

本实施例提供溶质质量分数为7％的通用型充气物表面修复剂，由如下质量份的原料混合制成：7份聚氨酯、93份丙酮，该修复剂按如下步骤配制：

(1)称取70g聚氨酯，在100℃下烘7小时；

(2)称取930g丙酮，倒入搅拌桶中，搅拌速度调至100r/min；

(3)将步骤(1)中烘干后聚氨酯边搅拌边缓缓倒入搅拌桶中，搅拌速度调至1500r/min，搅拌时间为50min；

预先选取一块表面为PVF的浮空器囊体材料，并裁剪成50cm×50cm大小，使用刀片在囊体材料随机刮一个宽为1.5mm划痕，并使用缝纫针在囊体材料随机针刺一个直径为0.2mm孔洞，随后将修复剂喷涂到受损表面，25℃下放置20min即可完成修复。

图5为本发明实施例14中带有划伤伤痕(宽1.5mm)与针刺伤痕(直径0.2mm的囊体材料；图6为本发明实施例14中修复后的囊体材料。

对比例

本对比例提供溶质质量分数为5％的通用型充气物表面修复剂，由如下质量份的原料混合制成：5份聚氨酯、95份甲苯(沸点为110.6℃)，该修复剂按如下步骤配制：

(1)称取50g聚氨酯，在100℃下烘5小时；

(2)称取950g甲苯，倒入搅拌桶中，搅拌速度调至100r/min；

(3)将步骤(1)中烘干后聚氨酯边搅拌边缓缓倒入搅拌桶中，搅拌速度调至1200r/min，搅拌时间为50min；

预先选取一块表面为PVF的浮空器囊体材料，并裁剪成50cm×50cm大小，使用图钉在囊体材料随机针刺直径为0.6mm三个孔洞，随后将修复剂刮涂到受损表面，室温下放置20min，由于甲苯沸点较高，室温下放置20min不能完全挥发，修复效果很差，He透气量测试结果显示为漏气。

为了验证本发明所得的技术效果，分别对实施例1～14及对比例所得修复后材料进行增重、常温氦气透气量、剥离强度、高低温循环后氦气透气量等各项测试，其结果如表1所示，为书写方便，将实施例1～14编为1～14号，对比例为15号。

表1实施例1～14所得修复后材料测试结果

从表1可以看到，本发明通过简便方法实现了对受损后充气物材料进行修复，材料修复后透气量基本与受损前持平，且增重量较少，对浮空器驻空性能影响很小，修复剂与被粘物表面剥离强度较高，经过常温揉搓100和200次揉搓后，透气量没有增加，同时修复剂还拥有很好的耐高低温性能，高低温循环后被修复表面透气量没有改变。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。