[發明專利]一種拋物面形表面銀化聚酰亞胺薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202010097959.7
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN113265080B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 齊勝利;王希;董南希;田國峰;武德珍
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08J7/04
• 分類號: C08J7/04;C08J7/12;C08J7/00;C08J7/02;C08L79/08
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 譚輝

一種拋物面形表面銀化聚酰亞胺薄膜，薄膜曲率可任意調節，銀層與聚酰亞胺基體界面粘結性優異，同時薄膜各處厚度均勻，偏差在±1.5％以內。該復合薄膜的制備方法為首先將含有流平劑的低固含量聚酰胺酸溶液旋涂在拋物面基板上，然后烘干，重復多次，采用聚酰胺酸的不良溶劑對其進行凝固化處理后高溫處理半環化，再將高固含量的聚酰胺酸在其上流延成膜，烘干后重復旋涂過程并再次烘干，離子交換后進行熱環化處理，最終制得拋物面形表面銀化聚酰亞胺薄膜。本發明的方法實施過程簡單，條件易滿足，適用于所有體系的聚酰亞胺，并且具有拋物面薄膜形狀可控、厚度均勻、無開裂以及銀層致密且粘接性好的優點。

技術領域

本發明屬于聚合物金屬復合材料領域，涉及一種拋物面形表面銀化聚酰亞胺薄膜及其制備方法。

背景技術

表面銀化聚酰亞胺膜以其表面銀層無與倫比的反射性和電導率，再加上聚酰亞胺基體本身優異的熱穩定性和物理機械性能，以及質輕、高強的特點，在航空航天、微電子等領域有著廣泛的應用。金屬化拋物面薄膜是星載天線結構中的重要組成部分，直接影響到天線的電性能、天線的造型、還對天線工藝性的好壞、成本的高低、適應環境能力的強弱都起著決定性的作用。

傳統的星載金屬化拋物面薄膜的成型制備方法包括：充氣法、充氣-硬化法、彈性肋條驅動法、形狀記憶聚合物膨脹法和靜電成型法。

充氣法，是在外加氣壓的作用下使平面的金屬化薄膜被拉伸變形，在形狀固定裝置的支撐下近似化為拋物面。這種方法得到的拋物面薄膜質量很輕，所需裝載量小，但是在較高的充氣壓力下，拋物面薄膜表面形狀誤差較大，充氣壓力的不對稱會導致拋物面薄膜發生變形，對其精度產生很大的影響，并且在使用過程中氣體的緩慢泄露也極大地限制了薄膜的使用壽命。

充氣-硬化法，是在充氣法的基礎上，薄膜膨脹到所需的拋物面形狀后，在太陽輻射的作用下逐漸硬化并釋放出充氣壓力。充氣-硬化的薄膜避免了充氣薄膜所面臨的一些缺點，包括表面精度降低，天線性能下降以及對連續氣體補充的要求。然而，它們保持表面精度的能力取決于可硬化材料熱穩定性的進一步改善，這在目前還不夠好。

彈性肋條驅動法，是在薄膜上安裝彈性肋條及鉸鏈，待薄膜在空間中伸展為平面后，鉸鏈驅動彈性肋條發生彎曲，形成傘結構的拋物面。這種方法制得的薄膜天線重量輕，但剛度和表面精度相對較低。

形狀記憶聚合物膨脹法，首先將薄膜在高于其玻璃化轉變溫度的條件下填充成拋物面型，然后將其收卷后低溫硬化，待到達軌道后再次加熱到玻璃化溫度以上，形狀記憶聚合物在自身形狀恢復能力及外部支撐裝置的輔助下重新形成拋物面并再次低溫硬化。這種方法具有較高的可靠性和強表面精度保持能力，但是在空間軌道上將其加熱至玻璃化溫度以上能耗很高，這在太空中能量短缺的情況下很難實現。

靜電成型法，通過給薄膜施加電場使薄膜形成拋物面，控制不同位置的金屬層所受電場強度實現拋物面曲率的微調。這種方法大大提高了拋物面的精度，但是所需要的電壓極高，對給電設備要求高，并且可能過強的電場會影響其它設備正常工作。

發明內容

本發明的目的在于提供一種拋物面形表面銀化聚酰亞胺薄膜及其制備方法。

一種拋物面形表面銀化聚酰亞胺薄膜，其特征在于，該薄膜為任意曲率且薄膜各處厚度均勻，偏差在±1.5％以內；其中，銀層厚度為20-500nm，聚酰亞胺基體層的厚度為10-150μm。

進一步地，薄膜的曲率為2-20m^-1；銀層的厚度為40-450nm，聚酰亞胺基體層的厚度為15-140μm。

一種拋物面形表面銀化聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

A:將固含量為15～20wt％的聚酰胺酸(PAA)溶液分別稀釋至固含量為3-6wt％和7-11wt％的PAA溶液；其中，3-6wt％的PAA溶液中加入流平劑；