玻璃鋼、其制備方法及浮空器吊艙技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種玻璃鋼、其制備方法及浮空器吊艙。其中，玻璃鋼包括至少兩層纖維層、設(shè)置于兩層纖維層之間的膠膜層以及設(shè)置于膠膜層的至少一側(cè)的石墨烯層，石墨烯層位于膠膜層與纖維層之間。由于石墨烯為層狀結(jié)構(gòu)，從而能夠直接將上述層狀石墨烯設(shè)置于膠膜層的表面，無需將石墨烯混入膠膜層中，進(jìn)而有效地避免了石墨烯在膠膜層中單獨摻雜導(dǎo)致的摻雜不均勻的問題；并且，由于很薄的石墨烯層就能夠具有較大的楊氏模量和斷裂強(qiáng)度，進(jìn)而使設(shè)置有石墨烯層的玻璃鋼在厚度很小的情況下就能夠具有很大的機(jī)械強(qiáng)度。

Glass steel, its preparation method and aerostat pod

The present invention provides a glass fiber, its preparation method and aerostat pod. Wherein, the glass fiber reinforced plastic comprises at least two layers of fiber layers, a gum film layer arranged between the two layers of fiber layers, and a graphene layer at least one side of the adhesive film layer, wherein the graphene layer is positioned between the glue film layer and the fiber layer. Due to the layered structure of graphene, which can be directly arranged on the surface of the layered graphene film, without graphene with rubber coating, which can effectively avoid the graphene film in separate doping leads to uneven doping problems; and, because of a very thin layer of graphene can with the young's modulus and fracture strength of the larger, and the set of glass steel graphene layer is small in thickness of the case can have large mechanical strength.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
玻璃鋼、其制備方法及浮空器吊艙
本專利技術(shù)涉及復(fù)合材料制備領(lǐng)域，具體而言，涉及一種玻璃鋼、其制備方法及浮空器吊艙。
技術(shù)介紹
玻璃鋼是一種纖維強(qiáng)化塑料，其性質(zhì)質(zhì)輕而硬、不導(dǎo)電、性能穩(wěn)定、回收利用少且耐腐蝕，可以代替鋼材制造機(jī)器零件和汽車、船舶等外殼。目前，代替鋼材應(yīng)用于機(jī)器零件和汽車、船舶等外殼的玻璃鋼需要具有更大的機(jī)械強(qiáng)度，以滿足技術(shù)不斷發(fā)展的需要。浮空器中的飛艇是一種輕于空氣的航空器，由巨大的流線型艙體、位于艙體下面的吊艙、起穩(wěn)定控制作用的尾面和推進(jìn)裝置組成。其中，吊艙供人員乘坐和裝載貨物。目前，如浮空器吊艙這類高空用產(chǎn)品的殼體通常為金屬結(jié)構(gòu)，從而使產(chǎn)品存在重量大的問題，難以滿足航天航空領(lǐng)域中對產(chǎn)品重量的要求。因此，在目前的航天航空領(lǐng)域中如浮空器吊艙這類高空用產(chǎn)品的外殼需要在具有較大機(jī)械強(qiáng)度的同時，也能夠具有更輕的重量。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的主要目的在于提供一種玻璃鋼、其制備方法及浮空器吊艙，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的玻璃鋼在保證具有較大機(jī)械強(qiáng)度的基礎(chǔ)上重量較大的問題。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本專利技術(shù)的一個方面，提供了一種玻璃鋼，玻璃鋼包括至少兩層纖維層、設(shè)置于兩層纖維層之間的膠膜層以及設(shè)置于膠膜層的至少一側(cè)的石墨烯層，石墨烯層位于膠膜層與纖維層之間。進(jìn)一步地，每相鄰的兩層纖維層之間均設(shè)置有膠膜層。進(jìn)一步地，膠膜層的兩側(cè)均設(shè)置有石墨烯層。進(jìn)一步地，石墨烯層的厚度為0.35～35nm。進(jìn)一步地，石墨烯層占膠膜層的重量比為20～55％，纖維層占膠膜層的重量比為30～55％。進(jìn)一步地，膠膜層的原料包括樹脂和固化劑。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，提供了一種玻璃鋼的制備方法，制備方法包括：將石墨烯層設(shè)置于膠膜預(yù)備層的表面；將膠膜預(yù)備層設(shè)置于至少兩個纖維層中各相鄰的兩個纖維層之間，并將膠膜預(yù)備層固化以形成膠膜層。進(jìn)一步地，在將石墨烯層設(shè)置于膠膜預(yù)備層表面的步驟之前，制備方法還包括在基材上形成石墨烯層的步驟，石墨烯層包括至少一層石墨烯預(yù)備層。進(jìn)一步地，當(dāng)至少一層石墨烯預(yù)備層僅為一層時，形成石墨烯層的步驟包括：S1、在金屬層上生長石墨烯預(yù)備層，形成預(yù)制物；S2、將預(yù)制物中的石墨烯預(yù)備層覆蓋于基材的表面；S3、刻蝕去除金屬層，在基材的表面形成石墨烯層。進(jìn)一步地，當(dāng)石墨烯預(yù)備層為N層，且石墨烯層的厚度為0.35～35nm時，N為大于等于3的自然數(shù)，形成石墨烯層的步驟包括：S1、在金屬層上生長石墨烯預(yù)備層，形成預(yù)制物；S2、重復(fù)步驟S1，直至形成N個預(yù)制物；S3、將其中一預(yù)制物中的石墨烯預(yù)備層覆蓋于基材的表面，并刻蝕去除該預(yù)制物中的金屬層，形成一石墨烯結(jié)構(gòu)層；S4、將另一預(yù)制物的石墨烯預(yù)備層覆蓋于所述石墨烯結(jié)構(gòu)層，刻蝕去除所述另一預(yù)制物中的金屬層，形成另一石墨烯結(jié)構(gòu)層；S5、重復(fù)步驟S4，直至N個所述預(yù)制物的石墨烯預(yù)備層均形成為石墨烯結(jié)構(gòu)層，從而在所述基材的表面形成層疊設(shè)置的N層石墨烯結(jié)構(gòu)層。進(jìn)一步地，各石墨烯預(yù)備層的厚度為0.35～0.45nm。進(jìn)一步地，金屬層由銅、鎳和鉑中的任一種或多種制成。進(jìn)一步地，基材由聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯中的任一種或多種制成。進(jìn)一步地，在將石墨烯層設(shè)置于膠膜預(yù)備層表面的步驟之前，制備方法還包括以下步驟：將包括樹脂的原料混合形成混料，并將混料制備成膠膜預(yù)備層。進(jìn)一步地，在將混料制備成膠膜預(yù)備層的步驟中，將混料放入涂膜機(jī)以制備膠膜預(yù)備層，涂膜機(jī)中的滾筒溫度為70～95℃，滾筒速度為2.5～5.5m/min。進(jìn)一步地，原料還包括固化劑，在原料中固化劑占樹脂的重量比為2～15％。進(jìn)一步地，在將膠膜預(yù)備層固化以形成膠膜層的步驟之前，制備方法還包括：將纖維層進(jìn)行電暈處理。進(jìn)一步地，在將膠膜預(yù)備層固化以形成膠膜層的步驟中，固化的溫度為110～150℃，固化的時間為1～3h，固化的壓力為0.85～0.1Mpa。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，還提供了一種浮空器吊艙，形成浮空器吊艙的艙體的材料包括玻璃鋼，玻璃鋼為上述的玻璃鋼。應(yīng)用本專利技術(shù)的技術(shù)方案，本專利技術(shù)提供了一種玻璃鋼，該玻璃鋼包括至少兩層纖維層、設(shè)置于兩層纖維層之間的膠膜層以及設(shè)置于膠膜層的至少一側(cè)的石墨烯層，所述石墨烯層位于膠膜層與所述纖維層之間。由于石墨烯為層狀結(jié)構(gòu)，從而能夠直接將上述層狀石墨烯設(shè)置于膠膜層的表面，無需將石墨烯混入膠膜層中，進(jìn)而有效地避免了石墨烯在膠膜層中單獨摻雜導(dǎo)致的摻雜不均勻的問題；并且，由于很薄的石墨烯層就能夠具有較大的楊氏模量和斷裂強(qiáng)度，進(jìn)而使設(shè)置有石墨烯層的玻璃鋼在厚度很小的情況下就能夠具有很大的機(jī)械強(qiáng)度。附圖說明構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本專利技術(shù)的進(jìn)一步理解，本專利技術(shù)的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術(shù)，并不構(gòu)成對本專利技術(shù)的不當(dāng)限定。在附圖中：圖1示出了本專利技術(shù)實施方式所提供的一種玻璃鋼的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出了本專利技術(shù)實施方式所提供的另一種玻璃鋼的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖3示出了本專利技術(shù)實施方式所提供的玻璃鋼的制備方法的流程示意圖。具體實施方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本專利技術(shù)。需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。為了便于描述，在這里可以使用空間相對術(shù)語，如“在…...之上”、“在…...上方”、“在…...上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特征的空間位置關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解的是，空間相對術(shù)語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構(gòu)造上方”或“在其他器件或構(gòu)造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構(gòu)造下方”或“在其他器件或構(gòu)造之下”。因而，示例性術(shù)語“在…...上方”可以包括“在…...上方”和“在…...下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方位)，并且對這里所使用的空間相對描述作出相應(yīng)解釋。正如
技術(shù)介紹
中所介紹的，目前如浮空器吊艙這類高空用產(chǎn)品的殼體通常為金屬結(jié)構(gòu)，從而使產(chǎn)品存在重量大的問題，難以滿足航天航空領(lǐng)域中對產(chǎn)品重量的要求。本申請的專利技術(shù)人針對上述問題進(jìn)行研究，提出了一種玻璃鋼，如圖1所示，玻璃鋼包括至少兩層纖維層20、設(shè)置于兩層纖維層20之間的膠膜層10以及設(shè)置于膠膜層10的至少一側(cè)的石墨烯層30，石墨烯層30位于膠膜層10與纖維層20之間。在本申請的玻璃鋼中，由于石墨烯是層狀結(jié)構(gòu)，從而能夠直接將上述層狀石墨烯設(shè)置于膠膜層的表面，無需將石墨烯混入膠膜層中，進(jìn)而有效地避免了石墨烯在膠膜層中單獨摻雜導(dǎo)致的摻雜不均勻的問題；并且，由于很薄的石墨烯層就能夠具有較大的楊氏模量和斷裂強(qiáng)度，進(jìn)而使設(shè)置有石墨烯層的玻璃鋼在厚度很小的情況下就能夠具有很大的機(jī)械強(qiáng)度。在本申請上述的玻璃鋼中，石墨烯層具有孔隙且非常薄，從而能夠通過膠粘層將石墨烯層固定于膠粘層與纖維層之間。優(yōu)選地，膠膜層10的兩側(cè)均設(shè)置有石墨烯層30，其結(jié)構(gòu)如圖2所本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種玻璃鋼，其特征在于，所述玻璃鋼包括至少兩層纖維層(20)、設(shè)置于兩層所述纖維層(20)之間的膠膜層(10)以及設(shè)置于所述膠膜層(10)的至少一側(cè)的石墨烯層(30)，所述石墨烯層(30)位于所述膠膜層(10)與所述纖維層(20)之間。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種玻璃鋼，其特征在于，所述玻璃鋼包括至少兩層纖維層(20)、設(shè)置于兩層所述纖維層(20)之間的膠膜層(10)以及設(shè)置于所述膠膜層(10)的至少一側(cè)的石墨烯層(30)，所述石墨烯層(30)位于所述膠膜層(10)與所述纖維層(20)之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃鋼，其特征在于，每相鄰的兩層所述纖維層(20)之間均設(shè)置有膠膜層(10)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的玻璃鋼，其特征在于，所述膠膜層(10)的兩側(cè)均設(shè)置有所述石墨烯層(30)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃鋼，其特征在于，所述石墨烯層(30)的厚度為0.35～35nm。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的玻璃鋼，其特征在于，所述石墨烯層(30)占所述膠膜層的重量比為20～55％，所述纖維層(20)占所述膠膜層(10)的重量比為30～55％。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃鋼，其特征在于，所述膠膜層(10)的原料包括樹脂和固化劑。7.一種玻璃鋼的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：將石墨烯層(30)設(shè)置于膠膜預(yù)備層的表面；將所述膠膜預(yù)備層設(shè)置于至少兩個纖維層(20)中各相鄰的兩個所述纖維層(20)之間，并將所述膠膜預(yù)備層固化以形成膠膜層(10)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，在將所述石墨烯層(30)設(shè)置于所述膠膜預(yù)備層表面的步驟之前，所述制備方法還包括在基材上形成所述石墨烯層(30)的步驟，所述石墨烯層(30)包括至少一層石墨烯預(yù)備層。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，當(dāng)所述石墨烯預(yù)備層僅為一層時，形成所述石墨烯層(30)的步驟包括：S1、在金屬層上生長所述石墨烯預(yù)備層，形成預(yù)制物；S2、將所述預(yù)制物中的所述石墨烯預(yù)備層覆蓋于所述基材的表面；S3、刻蝕去除所述金屬層，在所述基材的表面形成所述石墨烯層(30)。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，當(dāng)所述石墨烯預(yù)備層為N層，且所述石墨烯層(30)的厚度為0.35～35nm時，N為大于等于3的自然數(shù)，形成所述石墨烯層(30)的步驟包括：S1、在金屬層上生長所述石墨烯預(yù)備層，形成預(yù)制物；S2、重復(fù)步驟...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：不公告發(fā)明人，
申請(專利權(quán))人：深圳光啟空間技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東,44