[發(fā)明專利]一種具有紅外光學(xué)特性的含雙金屬配位的聚合物涂層、制備方法及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810315960.5
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108424679B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王錦艷;蹇錫高;韓建華;劉程;張守海;翁志煥;胡方圓;柳承德;宗立率
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: C09D5/30
• 分類號: C09D5/30;C09D5/32;C09D187/00;C09D7/65;C08G83/00
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠(yuǎn)

本發(fā)明屬于高性能高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種具有紅外光學(xué)特性的含雙金屬配位的聚合物涂層、制備方法及其應(yīng)用。采用金屬偶聯(lián)合成鎳配位硫代雙烯齊聚物前驅(qū)體、對前驅(qū)體進(jìn)行希夫堿固化和金屬配位反應(yīng)、對所制得的涂層進(jìn)行紅外和微波吸收性能測試。本發(fā)明的雙金屬配位聚合物涂層具有近紅外吸收性能、較低的中遠(yuǎn)紅外發(fā)射率和微波兼容隱身性能。在常見的有機(jī)溶劑中具有優(yōu)異的溶解性。其自身成膜性良好，可溶劑加工制備成機(jī)械性能優(yōu)異的近紅外吸收薄膜。將其與無機(jī)填料共混可以加工成兼具可見光可視性和紅外兼容隱身的功能性涂料。本發(fā)明所使用的涂層制備方法簡單，反應(yīng)條件溫和，所制得的涂層在紅外隱身領(lǐng)域的應(yīng)用具有實際價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高性能高分子材料領(lǐng)域，涉及一種具有紅外光學(xué)特性的含雙金屬配位的聚合物涂層及其制備方法。采用金屬偶聯(lián)合成鎳配位硫代雙烯齊聚物前驅(qū)體、對前驅(qū)體進(jìn)行希夫堿固化和金屬配位反應(yīng)、對所制得的涂層進(jìn)行紅外和微波吸收性能測試。

背景技術(shù)

紅外線是一種電磁波，根據(jù)其特征波長的不同，紅外區(qū)域一般可以被細(xì)分為三個區(qū)域：遠(yuǎn)紅外區(qū)為50-500μm，中紅外區(qū)為2.5-50μm和近紅外區(qū)為0.78-2.5μm。近紅外吸收染料是最近幾年化工和化學(xué)染料領(lǐng)域研究熱點的之一。例如，太陽輻射能量的一半主要集中在近紅外波長區(qū)，因此良好的近紅外吸收材料可用于太陽能量轉(zhuǎn)化，促進(jìn)綠色能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。此外，典型的病原體在近紅外波長附近具有其對應(yīng)的吸收響應(yīng)譜帶，因此紅外吸收材料可以用于醫(yī)學(xué)生物診斷。另外，隨著激光技術(shù)在軍事及民用領(lǐng)域的進(jìn)步和發(fā)展，對于激光技術(shù)的防護(hù)要求日益顯現(xiàn)。激光防護(hù)材料的研究，特別是有機(jī)高分子激光防護(hù)材料的研究被越來越重視。激光防護(hù)材料的防護(hù)技術(shù)原理主要分為線性和非線性光學(xué)兩個方面，包括復(fù)合型，相變型，反射型，吸收型等。因此，不同性質(zhì)的材料的設(shè)計理念和研究方法存在較大的差別。從技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)型兩個方面考慮，實現(xiàn)激光防護(hù)的主要途徑是采用吸收型激光防護(hù)材料。例如美國裝備部隊的M50防毒面具上的激光防護(hù)鏡片和近紅外激光制導(dǎo)干擾劑都是采用的吸收型激光防護(hù)材料。總之，近紅外吸收材料在現(xiàn)代社會應(yīng)用廣泛，影響及潛力巨大，研制新型吸收型激光防護(hù)材料日益迫切。近紅外染料現(xiàn)在已成為一個集應(yīng)用性、綜合性、探索性的多學(xué)科性質(zhì)的研究領(lǐng)域。在中遠(yuǎn)紅外領(lǐng)域有研究報告顯示，基于中遠(yuǎn)紅外波段的軍事探測器約占30％，在1999年的“科索沃戰(zhàn)爭”中，北約使用的中遠(yuǎn)紅外成像技術(shù)可以在夜里拍攝地面的被探測物體給出其紅外圖像，為戰(zhàn)爭提供了有利的信息。

在已經(jīng)報道的相關(guān)近紅外吸收染料的專利中(如ZL200910013133.1,ZL201410263820.X和ZL201510026716.3)，硫代雙烯類金屬配合物是一種性能優(yōu)異的近紅外吸收染料。但是已報道專利中均未將硫代雙烯配合物結(jié)構(gòu)引入到聚合物中。本發(fā)明通過合成硫代雙烯齊聚物前驅(qū)體，然后對前驅(qū)體進(jìn)行希夫堿和金屬配位交聯(lián)反應(yīng)成功合成了具有硫代雙烯和希夫堿結(jié)構(gòu)的雙金屬配合聚合物。相比于上述專利ZL 201410 263820.X和ZL200910013133.1中的小分子吸收劑，本專利合成的功能聚合物涂層在高溫使用過程中表現(xiàn)出優(yōu)異的耐老化穩(wěn)定性，并且制備工藝簡單。同時，在已經(jīng)報道公開的中遠(yuǎn)紅外隱身涂層的相關(guān)專利中(ZL201310248696.5,ZL201310250312.3和ZL201410245097.2)，涂層大都存在多組分復(fù)雜制備工藝和高發(fā)射率的問題。本專利制備的聚合物涂層與上述專利相比均具有較低的中遠(yuǎn)紅外發(fā)射率(可以低至0.47)，并且涂層制備過程簡易，全程制備溫度不高于80℃。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對目前硫代雙烯類配合物溶解性差，相容性差，耐老化穩(wěn)定性差和加工成膜性差的特點，提供一種主鏈含硫代雙烯配合物結(jié)構(gòu)的聚合物涂層制備方法。本發(fā)明制備的涂層具有優(yōu)異的近紅外吸收性能。通過加入額外的金屬配位組分，可以成功的降低涂層的中遠(yuǎn)紅外發(fā)射率。由于雙金屬配位的存在，使涂層對于微波具有優(yōu)異的兼容隱身效果。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種具有紅外光學(xué)特性的含雙金屬配位的聚合物涂層，結(jié)構(gòu)如下：