專利名稱：一種氣象氣球及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種探測氣象氣球技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種氣象氣球及及其制備方法。
背景技術(shù)：
氣象氣球是探測空中氣象要素所普遍采用的一種運載工具，不僅用于氣象部門對高度為10000米左右高度空間氣象要素的探測，用于對天氣氣候的預(yù)測預(yù)報，更重要的是還要為航海、航空、航天以及軍事、科研項目提供必須的氣象保障條件。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型電子探空儀及新型雷達的應(yīng)用，對探空氣球的升空高度和載重提出了更高的要求。中國專利申請?zhí)柗謩e為 200910043069 (公開號 CN101526630A)和 200910043714. X (公開號CN101592742A)的發(fā)明專利申請分別公開了一種氣象氣球及其生產(chǎn)方法，盡管所公開的氣球能夠探空到30000m的高度，但由于構(gòu)成上述氣象氣球的乳膠材料在高空紫外線和零下40°C以下的惡劣環(huán)境中存在著易老化、易干裂等因素，使得所制備成的氣球存在著升空后極因爆裂導(dǎo)致高空探測時間和存放時間較短的缺陷，難于滿足不斷發(fā)展的氣象需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的就是提供一種具有足夠的探空高度和探空時間較長的氣象氣球。實現(xiàn)本發(fā)明第一目的所采用的技術(shù)方案為 一種氣象氣球，由下列重量份的物料構(gòu)成
天然離心濃縮膠乳100、 酪蛋白 0.10 — 0.25、 氫氧化鉀 0. 15—0. 40、 分散劑 NF 0.05 — 0.10、 四硼酸鈉0.01 — 0.05、 拉開粉 BX 0.5 —1.0、
平平加 0 0. 05-0. 15、
硫磺 1. 5 — 2. 5、
促進劑 PX 0.7 — 3.0、
防老化劑 1.5 — 2. 5、
40IONA 1.5 — 3.0、
氧化鋅 0.1 — 2. 5、
抗寒劑 3.0 — 5.0以及
氯丁膠乳與聚異戊二烯聚合物3—8。其中，所述的抗寒劑為丁氧油乙酯或重量比為1:1的油酸丁乙酯和葵二酸二丁酯構(gòu)成。本發(fā)明的第二目的就是提供一種制備上述氣象氣球的方法。即制備上述氣象氣球的方法包括下列步驟 第一步配料
首先按比例配置原料，再
將酪蛋白、氫氧化鉀加水分別稀釋成5 —15%和10 — 20%的的水溶液； 將硫磺、促進劑PX、4010NA及氧化鋅分別加水稀釋成40—50%的水溶液； 將丁氧油乙酯加熱到95士5°C后，在按1:1的重量比加入水形成乳化油； 再將分散劑NF、拉開粉BX、平平加0和四硼酸鈉用水稀釋至10—12% ； 啟動攪拌機構(gòu)，將酪蛋白溶液加入到天然離心濃縮膠乳中，攪拌10 —15分鐘，再將氫氧化鉀、分散劑NF、四硼酸鈉、拉開粉BX溶液加入到天然離心濃縮膠乳中，攪拌10 —15分鐘，再將剩余的溶液及氯丁和聚異戊二烯直接加入到天然離心濃縮膠乳中攪拌25—35分鐘形成氣球乳膠；
第二步模具浸漬
將氣球模具在凝固劑碳酸鈣溶液中浸漬； 第三步粘膜
將表面粘有凝固劑的模具在配置的氣球乳膠中浸泡6—7分鐘，使乳膠均勻的黏在氣球模具上；
第四步凝固脫模
粘有氣球乳膠的氣球模具表干后置入溫度75—95°C的熱水中浸泡6—7分鐘后脫模， 并將脫模后的氣球毛坯置入溫度25士5°C的熱水中浸泡40—50分鐘； 第五步充氣定型
將氣球毛坯充氣并定型，放氣后并硫化形成氣象氣球。本發(fā)明所提供的一種氣象氣球與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點
其一，由于在構(gòu)成氣球的乳膠中加入了分散劑NF和拉開粉BX，使得構(gòu)成氣象氣球的材料在天然離心濃縮膠乳中的滲透力增強，改善了橡膠分子之間的連接度及其橡膠強度，提高了氣球表面的光滑度，從而使得氣象氣球的爆破直徑增大；
其二，由于在構(gòu)成氣象氣球的乳膠中加入了丁氧油乙酯或由油酸丁乙酯與葵二酸二丁酯混合構(gòu)成的耐寒劑，有利于提高和改善氣球在高空中的耐寒性能，使得氣球在高空中橡膠表層潤濕性能變好，硬化時間相對變長，提高和改善了氣球的探空壽命；
其三，由于在構(gòu)成的氣象氣球的乳膠中加入了四硼酸鈉，有利于提高和改善氣球的產(chǎn)品質(zhì)量，可以長時間保存并且對氣象氣球起到一定的保鮮作用。


如圖為本發(fā)明所提供的氣象氣球的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明所提供的氣象氣球的結(jié)構(gòu)和使用原理作進一步的詳細說明如圖所示為本發(fā)明提供的氣象氣球的結(jié)構(gòu)示意圖。即構(gòu)成該氣象氣球的結(jié)構(gòu)包括球柄 1和與之連為一體的球體膜2構(gòu)成。上述制備氣象氣球的工藝流程包括配料、模具浸漬、粘膜、凝固脫模和充氣硫化定型等步驟。實施例1
制備規(guī)格為950g氣象氣球的步驟
首先取100公斤的天然離心濃縮膠乳，然后取0. 1公斤酪蛋白、0. 40公斤氫氧化鉀并加水分別稀釋成15%和15%的的溶液；取1. 5公斤硫磺、0. 7公斤促進劑PX、2. 0公斤4010NA 及0. 5公斤氧化鋅分別加水稀釋成45%的水溶液；將5. 0公斤丁氧油乙酯加熱到95°C后，再按1 1的重量比加入水形成乳化油；再將0. 08公斤分散劑NF、0. 8公斤拉開粉ΒΧ、0. 15公斤平平加0和0. 05公斤四硼酸鈉用水稀釋至10% ；然后啟動攪拌機構(gòu)，將酪蛋白溶液加入到天然離心濃縮膠乳中，攪拌10分鐘，再將氫氧化鉀、分散劑NF、四硼酸鈉、拉開粉BX溶液加入到天然離心濃縮膠乳中，攪拌15分鐘，再將剩余的溶液及由比例為2:1的氯丁和聚異戊二烯組成的3. 5公斤聚合物直接加入到天然離心濃縮膠乳中攪拌30分鐘形成氣球乳膠； 將氣球模具在凝固劑碳酸鈣溶液中浸漬；將表面粘有凝固劑的模具在配置的氣球乳膠中浸泡6分鐘，使乳膠均勻的黏在氣球模具上；將粘有氣球乳膠的氣球模具表干后置入溫度 75°C的熱水中浸泡6分鐘后脫模，并將脫模后的氣球毛坯置入溫度25士5°C的熱水中浸泡 50分鐘去除氣球毛坯上的鈣粉；將氣球毛坯充氣并定型，放氣后并硫化形成規(guī)格為950g氣象氣球。經(jīng)檢測，該氣球的性能參數(shù)為
探空高度達到了 38000米，并且其爆破直徑為8. 3米；在常規(guī)、日光25小時、紫外線3小時以及在100°C X24小時時的扯斷伸長率以及扯斷強度(kg/c m2)分別達到了 10擬％、315 kg/c m2，1083%、270 kg/c m2，1040%、180 kg/c m2和 1060%、270 kg/c m2 · 實施例2
制備規(guī)格為500g氣象氣球的步驟
首先取100公斤的天然離心濃縮膠乳，然后取0. 25公斤酪蛋白、0. 15公斤氫氧化鉀并加水分別稀釋成10%和18%的的溶液；取2. 5公斤硫磺、1. 5公斤促進劑PX、2. 5公斤4010NA 及2. 0公斤氧化鋅分別加水稀釋成48%的水溶液；將2. 0公斤油酸丁乙酯和2. 0公斤葵二酸二丁酯加熱到100°C后，再按1:1的重量比加入水形成乳化油；再將0. 10公斤分散劑NF、 0.5公斤拉開粉BX、0. 10公斤平平加0和0. 03公斤四硼酸鈉用水稀釋至11%;然后啟動攪拌機構(gòu)，將酪蛋白溶液加入到天然離心濃縮膠乳中，攪拌15分鐘，再將氫氧化鉀、分散劑NF、 四硼酸鈉、拉開粉BX溶液加入到天然離心濃縮膠乳中，攪拌15分鐘，再將剩余的溶液及由比例為2:1的氯丁和聚異戊二烯組成的聚合物4. 0公斤直接加入到天然離心濃縮膠乳中攪拌35分鐘形成氣球乳膠；將氣球模具在凝固劑碳酸鈣溶液中浸漬；將表面粘有凝固劑的模具在配置的氣球乳膠中浸泡7分鐘，使乳膠均勻的黏在氣球模具上；將粘有氣球乳膠的氣球模具表干后置入溫度85°C的熱水中浸泡7分鐘后脫模，并將脫模后的氣球毛坯置入溫度25士5°C的溫水中浸泡45分鐘去除氣球毛坯上的鈣粉；將氣球毛坯充氣并定型，放氣后并硫化形成規(guī)格為500g氣象氣球。經(jīng)檢測，該氣球的性能參數(shù)為探空高度達到了 26000米，并且其爆破直徑為5. 9米；在常規(guī)、日光25小時、紫外線3 小時以及在100°C X24小時時的扯斷伸長率以及扯斷強度(kg/c m2)分別達到了 761%、240 kg/c m% 696%, 240 kg/c m2，650%、135 kg/c m2 和 685%、240 kg/cm2·
實施例3
制備規(guī)格為400g氣象氣球的步驟
首先取100公斤的天然離心濃縮膠乳，然后取0. 15公斤酪蛋白、0. 20公斤氫氧化鉀并加水分別稀釋成8%和20%的的溶液；取2. 0公斤硫磺、2. 5公斤促進劑PX、3. 0公斤4010NA 及1. 5公斤氧化鋅分別加水稀釋成42%的水溶液；將1. 5公斤油酸丁乙酯和1. 5公斤葵二酸二丁酯加熱到95°C后，再按1:1的重量比加入水形成乳化油；再將0. 05公斤分散劑NF、 0. 6公斤拉開粉ΒΧ、0. 05公斤平平加0和0. 01公斤四硼酸鈉用水稀釋至12% ；然后啟動攪拌機構(gòu)，將酪蛋白溶液加入到天然離心濃縮膠乳中，攪拌15分鐘，再將氫氧化鉀、分散劑NF、 四硼酸鈉、拉開粉BX溶液加入到天然離心濃縮膠乳中，攪拌10分鐘，再將剩余的溶液及由比例為2:1的氯丁和聚異戊二烯組成的聚合物8. 0公斤直接加入到天然離心濃縮膠乳中攪拌％分鐘形成氣球乳膠；將氣球模具在凝固劑碳酸鈣溶液中浸漬；將表面粘有凝固劑的模具在配置的氣球乳膠中浸泡6分鐘，使乳膠均勻的黏在氣球模具上；將粘有氣球乳膠的氣球模具表干后置入溫度95°C的熱水中浸泡6分鐘后脫模，并將脫模后的氣球毛坯置入溫度25士5°C的溫水中浸泡40分鐘去除氣球毛坯上的鈣粉；將氣球毛坯充氣并定型，放氣后并硫化形成規(guī)格為400g氣象氣球。經(jīng)檢測，該氣球的性能參數(shù)為
探空高度達到了 21000米，并且其爆破直徑為4. 1米；在常規(guī)、日光2. 5小時、紫外線3 小時以及在100°C X24小時時的扯斷伸長率以及扯斷強度(kg/c m2)分別達到了 654%、225 kg/c m2，567%、230 kg/c m2，520%、110 kg/c m2 和 560%、290 kg/cm2·
實施例4
制備規(guī)格為300g氣象氣球的步驟
首先取100公斤的天然離心濃縮膠乳，然后取0. 20公斤酪蛋白、0. 30公斤氫氧化鉀并加水分別稀釋成5%和10%的的溶液；取1. 8公斤硫磺、3. 0公斤促進劑PX、1. 5公斤4010NA 及2. 5公斤氧化鋅分別加水稀釋成50%的水溶液；將3. 5公斤丁氧油乙酯加熱到95°C后，再按1:1的重量比加入水形成乳化油；再將0. 07公斤分散劑NF、1. 0公斤拉開粉ΒΧ、0. 12公斤平平加0和0. 04公斤四硼酸鈉用水稀釋至11% ；然后啟動攪拌機構(gòu)，將酪蛋白溶液加入到天然離心濃縮膠乳中，攪拌12分鐘，再將氫氧化鉀、分散劑NF、四硼酸鈉、拉開粉BX溶液加入到天然離心濃縮膠乳中，攪拌12分鐘，再將剩余的溶液及由比例為2:1的氯丁和聚異戊二烯組成的聚合物6. 0公斤直接加入到天然離心濃縮膠乳中攪拌30分鐘形成氣球乳膠； 將氣球模具在凝固劑碳酸鈣溶液中浸漬；將表面粘有凝固劑的模具在配置的氣球乳膠中浸泡7分鐘，使乳膠均勻的黏在氣球模具上；將粘有氣球乳膠的氣球模具表干后置入溫度 90°C的熱水中浸泡7分鐘后脫模，并將脫模后的氣球毛坯置入溫度25士5°C的溫水中浸泡 45分鐘去除氣球毛坯上的鈣粉；將氣球毛坯充氣并定型，放氣后并硫化形成規(guī)格為300g氣象氣球。經(jīng)檢測，該氣球的性能參數(shù)為
探空高度達到了 16000米，并且其爆破直徑為2. 3米；在常規(guī)、日光25小時、紫外線3小時以及在100°c X24小時時的扯斷伸長率以及扯斷強度(kg/c m2)分別達到了 M7%、216 kg/c m% 438%, 220 kg/c m2，390%、85 kg/c m2 和 435%、220 kg/cm2·
實施例5
制備規(guī)格為750g氣象氣球的步驟
首先取100公斤的天然離心濃縮膠乳，然后取0. 25公斤酪蛋白、0. 20公斤氫氧化鉀并加水分別稀釋成10%和20%的的溶液；取1. 8公斤硫磺、2. 5公斤促進劑PX、2. 0公斤4010NA 及2. 0公斤氧化鋅分別加水稀釋成40%的水溶液；將1. 7公斤油酸丁乙酯和1. 7公斤葵二酸二丁酯熱到95°C后，再按1:1的重量比加入水形成乳化油；再將0. 08公斤分散劑NF、0.8 公斤拉開粉ΒΧ、0. 10公斤平平加0和0. 03公斤四硼酸鈉用水稀釋至12% ；然后啟動攪拌機構(gòu)，將酪蛋白溶液加入到天然離心濃縮膠乳中，攪拌15分鐘，再將氫氧化鉀、分散劑NF、四硼酸鈉、拉開粉BX溶液加入到天然離心濃縮膠乳中，攪拌12分鐘，再將剩余的溶液及由比例為2:1的氯丁和聚異戊二烯組成的聚合物5. 0公斤直接加入到天然離心濃縮膠乳中攪拌 25分鐘形成氣球乳膠；將氣球模具在凝固劑碳酸鈣溶液中浸漬；將表面粘有凝固劑的模具在配置的氣球乳膠中浸泡6分鐘，使乳膠均勻的黏在氣球模具上；將粘有氣球乳膠的氣球模具表干后置入溫度95°C的熱水中浸泡6分鐘后脫模，并將脫模后的氣球毛坯置入溫度 25士5°C的溫水中浸泡40分鐘去除氣球毛坯上的鈣粉；將氣球毛坯充氣并定型，放氣后并硫化形成規(guī)格為750g氣象氣球。經(jīng)檢測，該氣球的性能參數(shù)為
探空高度達到了 21000米，并且其爆破直徑為7. 5米；在常規(guī)、日光2. 5小時、紫外線3 小時以及在100°C X24小時時的扯斷伸長率以及扯斷強度(kg/c m2)分別達到了 975%、290 kg/c m2，954%、260 kg/c m2，910%、165 kg/c m2 和 935%、260 kg/cm2·
實施例6
制備規(guī)格為600g氣象氣球的步驟
首先取100公斤的天然離心濃縮膠乳，然后取0. 25公斤酪蛋白、0. 30公斤氫氧化鉀并加水分別稀釋成1 和18%的的溶液；取2. 0公斤硫磺、1. 5公斤促進劑PX、2. 5公斤4010NA 及1. 5公斤氧化鋅分別加水稀釋成45%的水溶液；將2. 0公斤油酸丁乙酯和2. 0公斤葵二酸二丁酯加熱到95°C后，再按1:1的重量比加入水形成乳化油；再將0. 07公斤分散劑NF、 0. 6公斤拉開粉ΒΧ、0. 12公斤平平加0和0. 04公斤四硼酸鈉用水稀釋至11% ；然后啟動攪拌機構(gòu)，將酪蛋白溶液加入到天然離心濃縮膠乳中，攪拌15分鐘，再將氫氧化鉀、分散劑NF、 四硼酸鈉、拉開粉BX溶液加入到天然離心濃縮膠乳中，攪拌10分鐘，再將剩余的溶液及由比例為2:1的氯丁和聚異戊二烯組成的聚合物6. 0公斤直接加入到天然離心濃縮膠乳中攪拌％分鐘形成氣球乳膠；將氣球模具在凝固劑碳酸鈣溶液中浸漬；將表面粘有凝固劑的模具在配置的氣球乳膠中浸泡7分鐘，使乳膠均勻的黏在氣球模具上；將粘有氣球乳膠的氣球模具表干后置入溫度90°C的熱水中浸泡6分鐘后脫模，并將脫模后的氣球毛坯置入溫度25士5°C的溫水中浸泡45分鐘去除氣球毛坯上的鈣粉；將氣球毛坯充氣并定型，放氣后并硫化形成規(guī)格為600g氣象氣球。經(jīng)檢測，該氣球的性能參數(shù)為
探空高度達到了 21000米，并且其爆破直徑為6. 7米；在常規(guī)、日光2. 5小時、紫外線3 小時以及在100°C X24小時時的扯斷伸長率以及扯斷強度(kg/c m2)分別達到了 868%、265
7kg/c m% 825%, 250 kg/c m2，785%、150 kg/c m2 和 810%、250 kg/cm2·
在上述構(gòu)成的氣象氣球中由于加入了分散劑NF和拉開粉BX，使得構(gòu)成氣象氣球的材料在天然離心濃縮膠乳中的滲透力增強，改善了橡膠分子之間的連接度及其橡膠強度，提高了氣球表面的光滑度，使得其爆破直徑得到增大——由上述實施例可知氣象氣球的爆破直徑提高了至少25%以上，如750克、600克、950克、500克、400克和300克的氣象氣球的爆破直徑分別由6. 7米、5. 9米、7. 5米、4. 1米、2. 3米和1.0米和提高到了 7. 5米、6. 7米、 8. 3米、5. 9米、4. 1米和2. 1米.
在上述構(gòu)成的氣象氣球中由于加入了丁氧油乙酯或由油酸丁乙酯和葵二酸二丁酯構(gòu)成抗寒劑，有利于提高和改善氣球在高空中的耐寒性能，使得氣球在35000m以上的高空的橡膠表層的硬化時間變長，提高和改善其使用壽命；
經(jīng)檢測，該專利申請所提供的氣象氣球的扯斷伸長率提高了 15%以上、扯斷強度提高了 8%—10%。 在上述構(gòu)成的氣象氣球中由于加入了四硼酸鈉，可以有利于提高和改善氣球的產(chǎn)品質(zhì)量，可以長時間保存。由于天然離心濃縮膠乳中含有一定量的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)會隨著時間而變質(zhì)，使得所存放的氣球變味變臭。構(gòu)成氣象氣球的乳膠中加入四硼酸鈉能夠有效阻止氨氣的溢出，有效阻止蛋白質(zhì)的氧化，從而對氣象氣球起到一定的保鮮作用。
權(quán)利要求
1.一種氣象氣球，其特征在于由下列重量份的物料構(gòu)成天然離心濃縮膠乳100、酪蛋白 0.10 — 0.25、 氫氧化鉀 0. 15—0. 40、 分散劑 NF 0.05 — 0.10、 四硼酸鈉0.01 — 0.05、 拉開粉 BX 0.5 —1.0、平平加 0 0. 05-0. 15、硫磺 1.5 — 2. 5、促進劑 PX 0.7 — 3.0、防老化劑 1.5 — 2. 5、40IONA 1. 5—3. 0、氧化鋅 0. 1—2. 5,抗寒劑 3.0 — 5.0以及氯丁膠乳與聚異戊二烯聚合物3—8。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣象氣球，其特征在于，所述的抗寒劑為丁氧油乙酯或重量比為1:1的油酸丁乙酯和葵二酸二丁酯構(gòu)成。
3.制備上述權(quán)利要求所述的一種氣象氣球的方法包括下列步驟 第一步配料首先按比例配置原料，再將酪蛋白、氫氧化鉀加水分別稀釋成5 —15%和10 — 20%的的水溶液； 將硫磺、促進劑PX、4010NA及氧化鋅分別加水稀釋成40—50%的水溶液； 將丁氧油乙酯加熱到95士5°C后，在按1:1的重量比加入水形成乳化油； 再將分散劑NF、拉開粉BX、平平加0和四硼酸鈉用水稀釋至10—12% ； 啟動攪拌機構(gòu)，將酪蛋白溶液加入到天然離心濃縮膠乳中，攪拌10 —15分鐘，再將氫氧化鉀、分散劑NF、四硼酸鈉、拉開粉BX溶液加入到天然離心濃縮膠乳中，攪拌10 —15分鐘，再將剩余的溶液及氯丁和聚異戊二烯直接加入到天然離心濃縮膠乳中攪拌25—35分鐘形成氣球乳膠；第二步模具浸漬將氣球模具在凝固劑碳酸鈣溶液中浸漬； 第三步粘膜將表面粘有凝固劑的模具在配置的氣球乳膠中浸泡6—7分鐘，使乳膠均勻的黏在氣球模具上；第四步凝固脫模粘有氣球乳膠的氣球模具表干后置入溫度75—95°C的熱水中浸泡6— 7分鐘后脫模， 并將脫模后的氣球毛坯置入溫度25士5°C的熱水中浸泡40—50分鐘； 第五步充氣定型將氣球毛坯充氣并定型，放氣后并硫化形成氣象氣球。
全文摘要
本發(fā)明屬于探測氣象氣球技術(shù)領(lǐng)域，具體地講公開了一種氣象氣球及其制備方法。該氣象氣球由天然離心濃縮膠乳、酪蛋白、氫氧化鉀、分散劑NF、四硼酸鈉、拉開粉BX、平平加O、硫磺、促進劑PX、防老化劑、4010NA、氧化鋅、抗寒劑以及氯丁膠乳與聚異戊二烯聚合物通過配料、模具浸漬、粘膜、凝固脫模和充氣定型制成。該氣象氣球具有表面的光滑度高、爆破直徑增大、探空壽命和產(chǎn)品質(zhì)量好的特點。
文檔編號C08L11/02GK102352060SQ20111022422
公開日2012年2月15日 申請日期2011年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月7日
發(fā)明者李蘭振 申請人:冀州市振華橡塑制品廠