[發明專利]含氟聚酰亞胺紅外低發射率復合薄膜材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201310552583.4
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN104629362A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 陳景;劉秉鑫;陳修碧;薛立新
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C08L79/08
• 分類號: C08L79/08;C08K3/22;C08K3/36;C08K7/00;C08K3/04;C08K3/34;C08K3/30;C08J5/18;C08G73/10
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 單英

技術領域

本發明涉及紅外隱身與偽裝技術領域，具體涉及一種含氟聚酰亞胺紅外低發射率復合薄膜材料及其制備方法。

背景技術

傳統的紅外隱身與偽裝技術主要是利用低發射率材料使目標的外形輪廓分割變形而達到隱身的目的。這種材料雖然對靜態無源目標的紅外隱身能夠起到一定的效果,但對高溫目標和有熱源目標，如飛機發動機噴口、艦艇、坦克的發動機等，無法實施有效的紅外隱身，其主要原因是低發射率材料的設計制備一直是紅外隱身的難點，目前低發射率不能做到很低的水平。因而，降低紅外發射率的核心就是尋找到具有優良加工性能、結構可調的低紅外發射率材料。

授權公告號為CN101863152B的中國專利公開了一種納米周期結構紅外輻射抑制材料及其制作方法，該種薄膜材料由五個周期的復合納米鍺和硫化鋅薄膜相互復合而成。但是，該紅外輻射抑制材料屬于無機物材料。

含氟聚合物薄膜材料因為具有結構可調、多樣化、重量輕、密度低、物理化學性能獨特等優點而被廣泛應用，公開號為CN102643544A的中國專利申請公開了一種含氟聚酰亞胺紅外低發射率薄膜材料及其制備方法，該材料具有良好的耐溶劑性能、熱穩定性，以及較高的光學性能，是一種很有發展前途的紅外隱身新材料，其研究和應用具有潛在的經濟效益和社會效益，在軍用及民用技術領域都有較好的應用前景。

發明內容

本發明的技術目的是針對公開號為CN102643544A的中國發明專利申請《一種含氟聚酰亞胺紅外低發射率薄膜材料及其制備方法》公開的含氟聚酰亞胺薄膜，進一步提高該薄膜的性能，尤其是在保持該薄膜的耐熱、耐溶劑、透光等性能的同時，如何進一步提高其紅外低發射性能，使其滿足實際應用的更高要求，尤其是作為紅外隱身材料在軍事或民用領域中的要求。

本發明人經過深入研究與實驗驗證后發現：當在該含氟聚酰亞胺紅外低發射率薄膜材料中引入一定含量的納米無機物時，能夠利用該無機物的高吸收性與聚合物體系間的界面相互作用（如范德華力、氫鍵、配位鍵等）提高材料的綜合性能，尤其是提高其紅外低發射性能。

本發明的具體技術方案為：一種含氟聚酰亞胺紅外低發射率復合薄膜，由含氟聚酰亞胺和納米無機物組成；所述的納米無機物以晶相粉粒分散在含氟聚酰亞胺中，并且該納米無機物質量占該復合薄膜總質量的1%～10%；所述的含氟聚酰亞胺具有如下結構通式：

其中，聚合度n為1～1000；R₁和/或R₂中包含氟原子，并且R₁選自以下結構中的一種：

R₂選自以下結構中的一種：

上述技術方案中：

所述的納米無機物選自但不限于納米二氧化鈦、納米二氧化硅、氧化銦錫（ITO）、納米碳管、納米氧化鋅、納米氧化鋯、蒙脫土、納米硫化物等中的一種或兩種以上的混合物。

作為優選，所述的納米無機物質量占該復合薄膜總質量的1%～5%，最優選為5%。

本發明還提供了一種制備上述含氟聚酰亞胺紅外低發射率復合薄膜的方法，該方法具體是：將含氟聚酰亞胺薄膜或者含氟聚酰亞胺粉末用有機溶劑溶解或升溫軟化制成流體，然后加入納米無機物粉粒，攪拌均勻成分散系，最后將其制成薄膜。所述的分散系成膜的方法不限，包括流延法、壓延法、模壓法或蒸發溶劑法。作為優選，所述的有機溶劑為N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）、二甲基亞砜、乙腈中的一種或兩種以上的混合物。

其中，含氟聚酰亞胺薄膜的制備方法與公開號為CN102643544A的中國發明專利中公開的含氟聚酰亞胺紅外低發射率薄膜材料的制備方法相同，具體如下：

步驟1：采用以下路線A或路線B合成含1,1’-聯萘-2,2’-二酚單體的二酐單體；

路線A：

(1)在N₂保護下，將適量(R)-或(S)-聯二萘酚、4-硝基鄰苯二腈和碳酸鉀混合后，加入足量無水的DMF，室溫下攪拌15～30小時，得到的混合物倒入足量的稀鹽酸中抽濾，然后用去離子水水洗至中性，用甲醇和乙腈的混合溶劑重結晶，得到中間化合物一；

(2)取適量中間化合物一、氫氧化鈉、H₂O₂和水混合后，40～80℃下攪拌10～30小時，之后回流30～60小時，得到白色固體，抽濾、用去離子水稀釋后用濃鹽酸酸化，得到中間化合物二；