專利名稱：一種氣象監測裝置及其用途的制作方法
技術領域：
本發明屬于探測氣象氣球技術領域，涉及一種氣象監測裝置及其用途，具體涉及一種新型氣象氣球及其用途。
背景技術：
氣象氣球是用橡膠或聚脂薄膜材料制成球皮，充以比空氣密度小的氫氣或氦氣，用以攜帶儀器升空，進行高空氣象觀測的平臺攜帶探空儀，通常配合高空探測雷達和探空接收機等裝備進行高空氣象探測，不僅用于氣象部門進行氣象要素探測，提供氣象保障條件，而且是部隊執行航天、航空、航海、作戰等國防科研和軍事行動任務時所必不可少的氣象測試手段，是氣象保障必不可少的器材。其分為探空氣球、系留氣球、訂高氣球、平流層氣球等，根據WMO (世界氣象組織)的要求和我國氣象事業的發展，高空氣象探測需達到35 OOOm的高度。據統計，目前我國生產的950g氣象探空氣球的升空高度平均只有29 OOOm左右，與新的業務探測要求尚有較大的差距。因此，提高國產氣象氣球產品質量，進一步提高探空高度和探空質量，已是國內氣象氣球生產廠家亟待解決的現實課題。由于距地面20000-28000米處臭氧濃度達到最大值以及紫外線的強烈輻射會引起氣象氣球膠膜的龜裂及球膜的老化；且在升空過程中隨大氣密度的減少而膨脹，升到30000米左右其直徑要膨脹到原來的4倍左右，面積膨脹到原來的16倍左右，體積膨脹到原來的64倍左右，原厚度為0. 2mm左右的球膜到30000米高空以上的高度時僅為0. 005mm以下容易導致爆裂；現有技術中氣象氣球，200910043069(申請號)和200910043714. X (申請號)的發明專利申請分別公開了一種氣象氣球及其生產方法，盡管所公開的氣球能夠探空到30000m的高度，但由于構成上述氣象氣球的乳膠材料在高空紫外線和零下40°C以下的惡劣環境中極易老化、易干裂，201110224223(申請號)中的氣象氣球，雖然能夠能達到探空高度的要求，但是其高度有效率低，因此，現有技術中氣象氣球存在著升空后極易爆裂導致高空探測時間和存放時間較短的缺陷，難于滿足不斷發展的氣象需要。
發明內容
本發明的目的是解決現有技術中氣象氣球的諸多缺陷，經過大量創造性勞動，改變其原料組成及配方，提供一種能夠適應于探測35000m以上高空氣象要素要求，耐老化，升空高度高，使用時間長的新型氣象氣球。為了實現上述目的，本發明氣象氣球由下述重量份的物料制成離心濃縮天然膠乳100
酪蛋白0.3
氫氧化鉀0, 3
平平加00. 15
硫磺2
N-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸鋅 1.5
N-苯基-_2-萘胺 I
氧化鋅1.5
葵二酸二丁酯 1.5
IR-550聚異戊二烯膠乳L 5
分散劑NF0. 05
碼砂0.05
T基蔡磺酸鈉 0. 3
六偏磷_酸鈉0. 5
葵二酸二辛酯8
氯丁二烯聚合物 10采用常規的凝固劑浸潰法依據上述原料組成及配比制備所述氣象氣球。優選首先將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，再將所得水分散體和所得溶液混合成固體原料混合溶液，將固體原料混合溶液與乳狀液混合，最后將所得混合物與膠性原料氯丁二烯的聚合物混合。優選按比例配制原料(以下百分比均為重量體積比)，將酪蛋白、氫氧化鉀以及平平加O分別制備成20%、10%以及8%的稀釋溶液；將分散劑NF、硼砂、丁基萘磺酸鈉、六偏磷酸鈉分別制備成8 %、3 %、5 %、5 %的稀釋溶液；硫磺、N-乙基-N-苯基-二硫代氨基甲酸鋅、N-苯基-2-萘胺、氧化鋅分別研磨成水分散體并攪拌均勻；將葵二酸二辛酯、葵二酸二丁酯、IR-550聚異戊二烯膠乳攪拌混合制備成乳狀液；再將所得水分散體、離心濃縮天然膠乳和上述稀釋溶液混合，并攪拌均勻制得料液A，將料液A與上述乳狀液混合得到料液B， 最后將料液B與氯丁二烯聚合物混合，即得氣球乳膠。將氣球模具在凝固劑(質量體積分數為I %的碳酸鈣溶液)中浸潰；將表面粘有凝固劑的模具在配置的氣球乳膠中浸泡，使乳膠均勻的粘在氣球模具上；將粘有氣球乳膠的氣球模具置入溫度95°c的熱水中浸泡后脫模，并將脫模后的氣球毛坯置入溫度為25V的溫水中浸泡40分鐘去除氣球毛坯上的碳酸鈣；將氣球毛坯充氣并定型，放氣后并硫化形成氣象氣球。本發明油性原料具體為葵二酸二辛酯，與現有技術中常用的機械油相比，不僅能達到同樣的增塑效果，且重要的是來源豐富，成本低，另外它還能幫助配合劑更好地分散，增加其在膠乳中的相容性。本領域公知，膠乳加工過程的關鍵是膠凝，成膜又是膠凝中的關鍵，一些合成膠乳之所以遲遲不能為膠乳行業廠家所利用，就是沒有解決好成膜的問題，成膜過程是膠粒的膠凝和凝膠的結構化過程的巧妙結合，膠凝統一的結構化是膠乳加工的物理化學基礎，本申請選擇添加N-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸鋅助劑，并通過正交實驗確定其添加量為
I.5份，使得添加至有水的膠乳體系中后，即不會破壞膠乳體系的平衡、穩定，不影響氣球彈性，又能很好的保持膠乳體系的穩定。本發明為提高氣象氣球的耐寒性，增加其低溫伸長率，在氣象氣球生產配方中采用葵二酸二丁酯和IR-550聚異戊二烯膠乳為耐寒劑，使二者之間發揮協同效應，發明人從葵二酸二丁酯、IR-550聚異戊二烯膠乳、油酸丁乙酯、IR700等抗寒劑中通過大量單因子實
驗，正交實驗確定，抗旱劑選擇葵二酸二丁酯和IR-550聚異戊二烯膠乳且二者均為I. 5份的添加量最能協同互助，有利于提聞和改善氣球在聞空中的耐寒性能，使得氣球在聞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；氣象氣球中由于加入了硼砂，可以有利于提高和改善氣球的產品質量，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，蛋白質會隨著時間而變質，使得所存放的氣球變臭。構成氣象氣球的乳膠中加入硼砂能夠有效阻止氨氣的溢出，有效阻止蛋白質的氧化，從而對氣象氣球起到一定的保鮮作用。在乳膠中加入了分散劑NF和丁基萘磺酸鈉，使得構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；膠性原料選擇氯丁二烯聚合物，具有較大的伸長性能，與天然膠乳有較好的相容性，二者混合時不會出現在膠乳中分散不均的問題，也避免出現在膠乳成膜前后會析出球皮表面的現象。且氯丁二烯的聚合物在一定范圍內能較好地對抗紫外線、溫度和臭氧的對球皮的破壞力，從而達到減慢球皮老化速度的功能，有效提高了氣象氣球的防老化性能。非離子型穩定劑平平加0，以及穩定劑六偏磷酸鈉的添加可使氯丁二烯的聚合物與天然膠乳有效均勻混合，提高整體加工性能，浸潰球成膜效果較好，工藝性能基本穩定，在定型工藝中確保氣球流線型外觀，提高球皮的均勻程度。本發明各組成物料之間相互協調，為本申請人經過大量變換條件，參數，經過單因子實驗，多因子實驗獲得，本領域公知，在膠乳制品尤其是氣象氣球其物料及助劑的試驗中，其組分及數值的確定不經大量試驗試用，根本不能直接應用，否則極易導致膠乳體系被破壞，致使生產無法繼續，即使能夠順利完成產品生產，也無法保證所生產的氣球具有優異的耐熱、氧化、耐拉伸，適于高空探測的要求。本申請操作參數為發明人經創造性勞動操作獲得，其制備的氣象氣球在升空過程中具有足夠的伸張倍數，延緩氣球爆炸的時間，為氣球不斷上升提供了保障，對提高氣球平均升空高度起到了關鍵作用。
具體實施例方式實施例I一種氣象氣球，由下述重量份的物料組成離心濃縮天然膠乳100
酪蛋白0.3
氫氧化鉀0. 3
平平加00. 15
硫磺2 N-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸鋅 1.5
N-苯基-2-萘胺 I
氧化鋅1.5
葵二酸二丁酯 1.5
IR-550聚異戊二烯膠乳1.5
分散劑NF0. 05
硼砂0.05
丁基萘磺酸鈉 0. 3
六偏磷酸鈉0. 5
葵二酸二辛酯8
氯丁二烯聚合物 10采用常規的凝固劑浸潰法依據上述原料組成及配比制備所述氣象氣球。按比例配制原料(以下百分比均為重量體積比)，將酪蛋白、氫氧化鉀以及平平加O分別制備成20%、10%以及8%的稀釋溶液；將分散劑NF、硼砂、丁基萘磺酸鈉、六偏磷酸鈉分別制備成8 %、3 %、5 %、5 %的稀釋溶液；硫磺、N-乙基-N-苯基-二硫代氨基甲酸鋅、N-苯基-2-萘胺、氧化鋅分別研磨成水分散體并攪拌均勻；將葵二酸二辛酯、葵二酸二丁酯、IR-550聚異戊二烯膠乳攪拌混合制備成乳狀液；再將所得水分散體、離心濃縮天然膠乳和上述稀釋溶液混合，并攪拌均勻制得料液A，將料液A與上述乳狀液混合得到料液B，最后將料液B與氯丁二烯聚合物混合，即得氣球乳膠。將氣球模具在凝固劑(質量體積分數為I %的碳酸鈣溶液)中浸潰；將表面粘有凝固劑的模具在配置的氣球乳膠中浸泡，使乳膠均勻的粘在氣球模具上；將粘有氣球乳膠的氣球模具置入溫度95°C的熱水中浸泡后脫模，并將脫模后的氣球毛坯置入溫度為25V的溫水中浸泡40分鐘去除氣球毛坯上的碳酸鈣；將氣球毛坯充氣并定型，放氣后并硫化形成950g氣象氣球。經檢測,該氣球的性能參數為探空高度達到了 38000米，33000米有效率85. I %;35000米有效率73. 8%并且其爆破直徑為8. 5米；
權利要求
1.一種氣象氣球，其由下述重量份的物料制備而成， 離心濃縮天然膠乳100 酪蛋白0.3 氫氧化鉀O. 3 平平加OO. 15硫磺2N-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸鋅 1.5N-苯基-2-萘胺I 氧化鋅1.5 葵二酸二丁酯1.5IR-550聚異戊二烯膠乳1.5 分散劑NFO. 05 硼砂0.05 丁基萘磺酸鈉0.3 六偏磷酸鈉O. 5 油性原料8 膠性原料10
2.根據權利要求I所述的氣象氣球，其特征在于油性原料為葵二酸二辛酯，膠性原料為氯丁二烯聚合物。
3.權利要求1-2所述的氣象氣球在氣象監測中的應用。
全文摘要
本發明涉及一種氣象監測裝置，具體涉及一種新型氣象氣球，其原料種類及其重量百分配比為離心濃縮天然膠乳100，酪蛋白0.3，氫氧化鉀0.3，平平加00.15，硫磺2，N-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸鋅1.5，N-苯基-2-萘胺1，氧化鋅1.5，葵二酸二丁酯1.5，IR-550聚異戊二烯膠乳1.5，分散劑NF0.05，硼砂0.05，丁基萘磺酸鈉0.3，六偏磷酸鈉0.5，葵二酸二辛酯8，氯丁二烯聚合物10，本發明氣象氣球探空高度高，探空時間長，具有廣闊的應用前景。
文檔編號C08K5/39GK102718994SQ20121020131
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月15日 優先權日2012年6月15日
發明者楊昆 申請人:楊昆