一種防粘氣象氣球及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種防粘氣象氣球及其制備方法，本發(fā)明的防粘氣象氣球的制備方法中，采用防粘劑聚乙烯蠟乳液及后續(xù)的水性防粘處理工序。本發(fā)明的氣象氣球的粉塵含量低于2.0g，遠遠小于對比例的粉塵含量20.5g，且其拉斷伸長率、拉伸強度和定伸應(yīng)力都很好，老化前和老化后的拉斷伸長率、拉伸強度區(qū)別不大，耐老化性能強。其升空高度達到了29094米以上，升空高度高，達到目前對氣象氣球的要求。
【專利說明】一種防粘氣象氣球及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于氣象探測領(lǐng)域，尤其涉及一種防粘氣象氣球及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氣象氣球是攜帶探空儀器進行空中氣象要素探測的一種運載工具。主要用于氣象部門進行天氣預(yù)報、氣候觀測和氣候變化預(yù)估等氣象研究和業(yè)務(wù)工作，以及為國防科研和軍事行動提供氣象保障。
[0003]目前，我國常規(guī)用氣象氣球的制備方法中，其球膠膜在生產(chǎn)、貯存過程中發(fā)生粘連而導(dǎo)致產(chǎn)品報廢，生產(chǎn)時必須大量使用滑石粉作隔離劑，每個氣球(以常規(guī)750g氣象氣球為例)用粉量高達1.5-2kg，氣象氣球的殘余粉末達130多克，生產(chǎn)現(xiàn)場粉塵濃度最高達66.3mg/m3,大大超過了國家標準。該制備方法存在以下問題: (1)生產(chǎn)現(xiàn)場大量的滑石粉飛揚，對生產(chǎn)環(huán)境有很大的污染，對生產(chǎn)人員的身體健康有一定的危害(如過敏);
(2)探空臺站施放氣球時粉塵對施放人員健康和施放環(huán)境也有一定的影響；
(3)隨著科學(xué)技術(shù)的進步，我國人工施放氣球?qū)⒅鸩奖蛔詣邮┓畔到y(tǒng)替代，氣球所帶粉塵將影響氣象儀器的精度，繼而影響探測精度；
(4)廢水、廢工業(yè)材料的排放運輸、環(huán)保成本高，難以滿足我國建設(shè)環(huán)境友好型、資源節(jié)約型的社會要求和氣象探空行業(yè)的發(fā)展需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有的氣象氣球在生產(chǎn)、貯存過程中發(fā)生粘連而導(dǎo)致產(chǎn)品報廢，需要大量使用滑石粉作隔離劑的缺陷，提供一種在生產(chǎn)、貯存過程中不會發(fā)生粘連、不需要使用滑石粉作隔離劑的防粘氣象氣球及其制備方法。
[0005]本發(fā)明一種防粘氣象氣球的制備方法，包括如下步驟:
51、將不溶于水的固體原料研磨制成水分散體；
52、將溶于水的固體原料配制成溶液；
53、將石蠟和油性原料配制成乳狀液；
54、將溶液與水分散體分別加入膠性原料中后，然后加入乳狀液進行混合，將所得混合物與防粘劑混合，得到原料膠乳；
55、模型浸潰凝固劑、浸潰原料膠乳、停放膠凝、浸熱水、脫模、清洗膠膜、充氣定型、水性防粘處理和硫化，即得到所述的氣象氣球；
其中，所述防粘劑為聚乙烯蠟乳液。
[0006]本發(fā)明提供了一種防粘氣象氣球，所述氣象氣球由本發(fā)明所述的方法制備得到。
[0007]本發(fā)明的防粘氣象氣球中含有防粘劑聚乙烯蠟，在氣象氣球的制備過程中，隨著氣球膠膜的定型干燥，聚乙烯蠟遷移到膠膜表層，與石蠟等其他組分形成一個“蠟化”表層，這個表層不僅可以有效降低氣象氣球的制備過程中氣象氣球膠膜的自粘性能，還可提高氣球膠膜的耐熱性和耐臭氧老化性能，大大減小了氣球膠膜在沒有粉劑隔離劑存在的情況下發(fā)生粘連的概率，避免粉劑隔離劑的大量使用，從而解決氣象氣球生產(chǎn)中的粉塵污染問題，以及對生產(chǎn)人員身體健康造成的危害。
[0008]本發(fā)明在常規(guī)氣象氣球生產(chǎn)工藝中增加了水性防粘處理工序，水性防粘處理工序使水性防粘物可以在氣球膠膜表面均勻分散，隨著膠膜的干燥，水分的蒸發(fā)，則有一層薄而均勻的膜層附著于氣球膠膜表面，實現(xiàn)了在不使用大量粉劑隔離劑的同時，可以進一步保證氣象氣球在硫化及以后的貯存期中不會產(chǎn)生粘連。
[0009]本發(fā)明的防粘氣象氣球，不管是在防粘氣象氣球的制備過程中還是在防粘氣球的儲存中，都不需要使用滑石粉進行防粘處理，從而解決氣象氣球生產(chǎn)中的粉塵污染問題，以及對生產(chǎn)人員身體健康造成的危害。
[0010]
【具體實施方式】
[0011]為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0012]本發(fā)明提供了一種防粘氣象氣球的制備方法，包括如下步驟:
51、將不溶于水的固體原料研磨制成水分散體；
52、將溶于水的固體原料配制成溶液；
53、將石蠟和油性原料配制成乳狀液；
54、將溶液與水分散體分別加入膠性原料中后，然后加入乳狀液進行混合，將所得混合物與防粘劑混合，得到原料膠乳；
55、模型浸潰凝固劑、浸潰原料膠乳、停放膠凝、浸熱水、脫模、清洗膠膜、充氣定型、水性防粘處理和硫化，即得到所述的氣象氣球；
其中，所述防粘劑為聚乙烯蠟乳液。
[0013]本發(fā)明所提供的一種防粘氣象氣球的制備方法中，所述膠性原料為離心濃縮天然膠乳和氯丁膠乳；所述固體原料為氫氧化鉀、酪素、平平加O、硫磺、防老劑、乙基-苯基-二硫代氨基甲酸鋅和氧化鋅；所述油性原料為葵二酸二辛酯和機械油。
[0014]本發(fā)明所提供的一種防粘氣象氣球的制備方法，不溶于水的固體原料為硫磺、防老劑、乙基-苯基-二硫代氨基甲酸鋅和氧化鋅。溶于水的固體原料為氫氧化鉀、酪素和平平加O。
[0015]本發(fā)明所提供的一種防粘氣象氣球的制備方法，為了保證防粘氣象氣球的性能，優(yōu)選地，所述氣象氣球中的各組分含量如下:
離心濃縮天然膠乳100份，
氯丁膠乳10份，
氫氧化鉀0-0.2份，
酪素0-0.15份，
平平加O 0-0.1份，
硫磺1-3份，防老劑1-2份，
乙基-苯基-二硫代氨基甲酸鋅1.5-3份，
氧化鋅0.2份，
葵二酸二辛酯2.5-5份，
機械油0-2.5份，
石蠟0.125份，
聚乙烯蠟乳液1-9份。
[0016]本發(fā)明所提供的一種防粘氣象氣球的制備方法，為了保證防粘氣象氣球的升空高度，優(yōu)選地，所述氣象氣球的質(zhì)量為700-800g，球身長度為205-265cm，球柄寬度為9_10cm，球柄長度為I O-14cm。
[0017]本發(fā)明所提供的一種防粘氣象氣球的制備方法，所述步驟S4為將溶液與水分散體分別加入離心濃縮天然膠乳中后，然后加入乳狀液，再加入氯丁膠乳進行混合，將所得混合物與防粘劑混合，得到原料膠乳。 [0018]根據(jù)本發(fā)明所提供的一種防粘氣象氣球的制備方法，所述步驟S5中的水性防粘處理包括膠膜清洗潤濕、浸泡隔離劑和干燥膠膜。為了使防粘效果更好，優(yōu)選地，所述隔離劑為白炭黑的懸浮水溶液；以白炭黑的懸浮水溶液的總重量為基準，所述白炭黑含量為2-10%。所用的隔離劑為白炭黑的懸浮水溶液，白炭黑的粒徑小，具有巨大的比表面積，白炭黑懸浮水溶液均勻分散于氣球膠膜表面后，隨著水分的蒸發(fā)，則有一層薄而均勻的白炭黑附著于氣球膠膜表面，實現(xiàn)了在不使用大量粉劑隔離劑的同時，可以進一步保證氣象氣球在硫化及以后的貯存期中不會產(chǎn)生粘連。
[0019]本發(fā)明所提供的一種防粘氣象氣球的制備方法，優(yōu)選地，所述隔離劑的溫度為30-60°C。本發(fā)明的隔離劑的溫度為30-60°C，使氣球膠膜在浸泡隔離劑的同時部分收縮，減少了氣球膠膜在硫化過程中的收縮量，從而進一步減少粘連的產(chǎn)生。
[0020]本發(fā)明的防粘氣象氣球的制備方法，其生產(chǎn)現(xiàn)場粉塵濃度低，不會對生產(chǎn)人員的身體健康造成危害，所生產(chǎn)的氣球殘余粉塵含量少，能滿足測探27000m以上高空氣象要素的要求。
[0021]本發(fā)明還提供了一種防粘氣象氣球，所述氣象氣球由本發(fā)明所述的方法制備得到。
[0022]本發(fā)明所提供的方法制備得到的防粘氣象氣球，能夠適應(yīng)于探測27000m以上高空氣象要素的要求，殘余粉塵含量少(750克少粉氣象氣球的殘余粉塵含量小于5g)，不會對施放人員的健康及探測儀器的精度產(chǎn)生影響，同時具有升空高度高，氣球使用時間長，耐老化性能好等優(yōu)點。
[0023]下面通過具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0024]實施例1
1、原料膠乳組成及含量
離心濃縮天然膠乳100份，氯丁膠乳10份，氫氧化鉀0.2份、酪素0.15份，平平加O(十二烷基聚氧乙烯醚)0.1份，硫磺1份，防老劑1份，促PX (乙基-苯基-二硫代氨基甲酸鋅)1.5份，氧化鋅0.2份，石蠟0.125份，DOS (葵二酸二辛酯)5份，聚乙烯蠟乳液2份。
[0025]2、制備防粘氣象氣球(O制備原料膠乳
先將各種的不溶于水的固體粉末原料制成水分散體，將溶于水的固體粉末原料配制成溶液，將油性原料配制成乳狀液，然后將溶液與水分散體分別加入離心濃縮天然膠乳中，然后加入乳狀液，再與氯丁膠乳混合，最后將所得混合物與防粘劑混合。
[0026](2)制備防粘氣象氣球
將模型先浸潰凝固劑，然后浸到上述配合膠乳槽中，浸潰5分鐘后，提出，停放膠凝，浸潰到50度熱水中3分鐘，把膠膜從模型上脫下，膠膜洗滌干凈，充氣到2.7米直徑后定型I小時，放氣后整理潤濕球皮，浸泡到40°C的白炭黑含量3%熱隔離劑懸浮水溶液中，取出干燥后停放硫化，得到成品防粘氣象氣球Al。
[0027]實施例2
1、原料膠乳組成及含量
離心濃縮天然膠乳100份，氯丁膠乳10份，氫氧化鉀0.2份，酪素0.15份，平平加O(十二烷基聚氧乙烯醚)0.1份，硫磺1份，防老劑1份，促PX (乙基-苯基-二硫代氨基甲酸鋅)1.5份，氧化鋅0.2份，石蠟0.125份，DOS (葵二酸二辛酯)2.5份，機械油2.5份，聚乙烯蠟乳液2份。
[0028]2、制備防粘氣象氣球 (O制備原料膠乳
先將各種的不溶于水的固體粉末原料制成水分散體，將溶于水的固體粉末原料配制成溶液，將油性原料配制成乳狀液，然后將溶液與水分散體分別加入離心濃縮天然膠乳中，然后加入乳狀液，再與氯丁膠乳混合，最后將所得混合物與防粘劑混合。
[0029](2)制備防粘氣象氣球
將模型先浸潰凝固劑，然后浸到上述配合膠乳槽中，浸潰5分鐘后，提出，停放膠凝，浸潰到50度熱水中3分鐘，把膠膜從模型上脫下，膠膜洗滌干凈，充氣到2.7米直徑后定型I小時，放氣后整理潤濕球皮，浸泡到40°C的白炭黑含量3%熱隔離劑懸浮水溶液中，取出干燥后停放硫化，得到成品防粘氣象氣球A2。
[0030]實施例3
1、原料膠乳組成及含量
離心濃縮天然膠乳100份，氯丁膠乳10份，酪素0.15份，平平加0(十二烷基聚氧乙烯醚)0.1份，硫磺1份，防老劑1份，促PX (乙基-苯基-二硫代氨基甲酸鋅)1.5份，氧化鋅0.2份，石蠟0.125份，DOS (葵二酸二辛酯)5份，聚乙烯蠟乳液9份。
[0031]2、制備防粘氣象氣球 (O制備原料膠乳
先將各種的不溶于水的固體粉末原料制成水分散體，將溶于水的固體粉末原料配制成溶液，將油性原料配制成乳狀液，然后將溶液與水分散體分別加入離心濃縮天然膠乳中，然后加入乳狀液，再與氯丁膠乳混合，最后將所得混合物與防粘劑混合。
[0032](2)制備防粘氣象氣球
將模型先浸潰凝固劑，然后浸到上述配合膠乳槽中，浸潰5分鐘后，提出，停放膠凝，浸潰到50度熱水中3分鐘，把膠膜從模型上脫下，膠膜洗滌干凈，充氣到2.7米直徑后定型I小時，放氣后整理潤濕球皮，浸泡到30°C的白炭黑含量3%熱隔離劑懸浮水溶液中，取出干燥后停放硫化，得到成品防粘氣象氣球A3。
[0033]實施例4
1、原料膠乳組成及含量
離心濃縮天然膠乳100份， 氯丁膠乳10份，氫氧化鉀0.2份平平加0(十二烷基聚氧乙烯醚)0.1份，硫磺1份，防老劑1份，促PX (乙基-苯基-二硫代氨基甲酸鋅)1.5份，氧化鋅0.2份，石蠟0.125份，DOS (葵二酸二辛酯)5份，聚乙烯蠟乳液1份。
[0034]2、制備防粘氣象氣球 (O制備原料膠乳
先將各種的不溶于水的固體粉末原料制成水分散體，將溶于水的固體粉末原料配制成溶液，將油性原料配制成乳狀液，然后將溶液與水分散體分別加入離心濃縮天然膠乳中，然后加入乳狀液，再與氯丁膠乳混合，最后將所得混合物與防粘劑混合。
[0035](2)制備防粘氣象氣球
將模型先浸潰凝固劑，然后浸到上述配合膠乳槽中，浸潰5分鐘后，提出，停放膠凝，浸潰到50度熱水中3分鐘，把膠膜從模型上脫下，膠膜洗滌干凈，充氣到2.7米直徑后定型I小時，放氣后整理潤濕球皮，浸泡到60°C的白炭黑含量2%熱隔離劑懸浮水溶液中，取出干燥后停放硫化，得到成品防粘氣象氣球A4。
[0036]實施例5
1、原料膠乳組成及含量
離心濃縮天然膠乳100份，氯丁膠乳10份，氫氧化鉀0.2份，酪素0.15份，硫磺3份，防老劑2份，促PX (乙基-苯基-二硫代氨基甲酸鋅)3份，氧化鋅0.2份，石蠟0.125份，DOS (葵二酸二辛酯)2.5份，機械油2.5份，聚乙烯蠟乳液1份。
[0037]2、制備防粘氣象氣球 (O制備原料膠乳
先將各種的不溶于水的固體粉末原料制成水分散體，將溶于水的固體粉末原料配制成溶液，將油性原料配制成乳狀液，然后將溶液與水分散體分別加入離心濃縮天然膠乳中，然后加入乳狀液，再與氯丁膠乳混合，最后將所得混合物與防粘劑混合。
[0038](2)制備防粘氣象氣球
將模型先浸潰凝固劑，然后浸到上述配合膠乳槽中，浸潰5分鐘后，提出，停放膠凝，浸潰到50度熱水中3分鐘，把膠膜從模型上脫下，膠膜洗滌干凈，充氣到2.7米直徑后定型I小時，放氣后整理潤濕球皮，浸泡到40°C的白炭黑含量10%熱隔離劑懸浮水溶液中，取出干燥后停放硫化，得到成品防粘氣象氣球A5。
[0039]對比例I
1、原料膠乳組成及含量
離心濃縮天然膠乳100份，氯丁膠乳10份，氫氧化鉀0.2份，酪素0.15份，平平加O(十二烷基聚氧乙烯醚)0.1份，硫磺1份，防老劑1份，促PX (乙基-苯基-二硫代氨基甲酸鋅)1.5份，氧化鋅0.2份，石蠟0.125份，DOS (葵二酸二辛酯)2.5份，機械油2.5份，聚乙烯蠟乳液2份。
[0040]2、制備防粘氣象氣球 (O制備原料膠乳先將各種的不溶于水的固體粉末原料制成水分散體，將溶于水的固體粉末原料配制成溶液，將油性原料配制成乳狀液，然后將溶液與水分散體分別加入離心濃縮天然膠乳中，然后加入乳狀液，再與氯丁膠乳混合，最后將所得混合物與防粘劑混合。
[0041](2)制備防粘氣象氣球
將模型先浸潰凝固劑，然后浸到上述配合膠乳槽中，浸潰5分鐘后，提出，停放膠凝，浸潰到50度熱水中3分鐘，把膠膜從模型上脫下，膠膜洗滌干凈，充氣到2.7米直徑后定型I小時，放氣后整理球皮，停放硫化，得到成品氣象氣球CAl。
[0042]對比例2
制備常規(guī)的氣象氣球CA2。
[0043]1、原料膠乳組成及含量 離心濃縮天然膠乳100份，氯丁膠乳10份，氫氧化鉀0.2份，酪素0.15份，平平加O(十二烷基聚氧乙烯醚)0.1份，硫磺1份，防老劑1份，促PX (乙基-苯基-二硫代氨基甲酸鋅)1.5份，氧化鋅0.2份，石蠟0.125份，DOS (葵二酸二辛酯)5份。
[0044]2、制備氣象氣球 (O制備原料膠乳
先將各種的不溶于水的固體粉末原料制成水分散體，將溶于水的固體粉末原料配制成溶液，將油性原料配制成乳狀液，然后將溶液與水分散體分別加入離心濃縮天然膠乳中，然后加入乳狀液，最后將所得混合物與氯丁膠乳混合。
[0045](2)制備氣象氣球
將模型先浸潰凝固劑，然后浸到上述配合膠乳槽中，浸潰5分鐘后，提出，停放膠凝，浸潰到50度熱水中3分鐘，把膠膜從模型上脫下，膠膜洗滌干凈，在膠膜外部涂滿滑石粉，膠膜內(nèi)部填充適量滑石粉，充氣到2.7米直徑后定型I小時，放氣后整理球皮，停放硫化，即得到成品常規(guī)氣象氣球的產(chǎn)品CA2。
[0046]測試方法及結(jié)果
1、拉斷伸長率
按GB/T528規(guī)定的試驗方法進行。從每個氣球中部(把氣象氣球沿浸潰方向四等分，取中間兩部分)，用I型裁刀裁取三個啞鈴狀試片，每片試片間距不小于50cm。每項試驗結(jié)果以三個試片測試結(jié)果的中值表示。熱空氣老化試驗按GJB987A中方法400規(guī)定的試驗方法進行。結(jié)果見表1。
[0047]2、拉伸強度
按GB/T528規(guī)定的試驗方法進行。從每個氣球中部(把氣象氣球沿浸潰方向四等分，取中間兩部分)，用I型裁刀裁取三個啞鈴狀試片，每片試片間距不小于50cm。每項試驗結(jié)果以三個試片測試結(jié)果的中值表示。熱空氣老化試驗按GJB987A中方法400規(guī)定的試驗方法進行。結(jié)果見表1。
[0048]3、殘余粉塵含量 測試方法:
a.打開氣球包裝，小心將氣球從包裝中取出；
b.用在檢定有效期內(nèi)、分度值不大于0.5g的天平或電子稱稱量氣球的重量mb (g)；
c.抖去球內(nèi)和外表面多余的粉塵；d.排出球內(nèi)空氣，再用同一天平或電子稱稱量氣球的重量ma(g)；
e.測量結(jié)果精確到0.5g ；
f.殘余粉塵含量為mb-ma；
g.每個氣象氣球的粉塵重量取一次測量值。
[0049]結(jié)果見表1。
[0050]4、升空高度
升空高度獲取方法參考《常規(guī)高空氣象觀測業(yè)務(wù)規(guī)范》。結(jié)果見表1。
[0051]表1
【權(quán)利要求】
1.一種防粘氣象氣球的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 51、將不溶于水的固體原料研磨制成水分散體； 52、將溶于水的固體原料配制成溶液； 53、將石蠟和油性原料配制成乳狀液； 54、將溶液與水分散體分別加入膠性原料中后，然后加入乳狀液進行混合，將所得混合物與防粘劑混合，得到原料膠乳； 55、模型浸潰凝固劑、浸潰原料膠乳、停放膠凝、浸熱水、脫模、清洗膠膜、充氣定型、水性防粘處理和硫化，即得到所述的氣象氣球； 其中，所述防粘劑為聚乙烯蠟乳液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防粘氣象氣球的制備方法，其特征在于，所述膠性原料為離心濃縮天然膠乳和氯丁膠乳；所述固體原料為氫氧化鉀、酪素、平平加O、硫磺、防老劑、乙基-苯基-二硫代氨基甲酸鋅和氧化鋅；所述油性原料為葵二酸二辛酯和機械油。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防粘氣象氣球的制備方法，其特征在于，所述氣象氣球中的各組分含量如下: 離心濃縮天然膠乳100份， 氯丁膠 乳10份， 氫氧化鉀0-0.2份， 酪素0-0.15份， 平平加O 0-0.1份， 硫磺1-3份， 防老劑1-2份， 乙基-苯基-二硫代氨基甲酸鋅1.5-3份， 氧化鋅0.2份， 葵二酸二辛酯2.5-5份， 機械油0-2.5份， 石蠟0.125份， 聚乙烯蠟乳液1-9份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項所述的防粘氣象氣球的制備方法，其特征在于，所述氣象氣球的質(zhì)量為700-800g，球身長度為205-265cm，球柄寬度為9-lOcm，球柄長度為10_14cmo
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防粘氣象氣球的制備方法，其特征在于，所述步驟S4為將溶液與水分散體分別加入離心濃縮天然膠乳中后，然后加入乳狀液，再加入氯丁膠乳進行混合，將所得混合物與防粘劑混合，得到原料膠乳。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防粘氣象氣球的制備方法，其特征在于，所述步驟S5中的水性防粘處理包括膠膜清洗潤濕、浸泡隔離劑和干燥膠膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的防粘氣象氣球的制備方法，其特征在于，所述隔離劑為白炭黑的懸浮水溶液；以白炭黑懸浮水溶液的總重量為基準，所述白炭黑含量為2-10%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的防粘氣象氣球的制備方法，其特征在于，所述隔離劑的溫度為 30-60。。。
9.一種防粘氣象氣球，其特征在于，所述氣象氣球由權(quán)利要求1-8任一項所述的方法制備得到。
【文檔編號】C08L23/06GK103897229SQ201410155981
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】肖迪娥, 劉華, 張雅妮, 張回 申請人:中國化工橡膠株洲研究設(shè)計院