[發明專利]基于螺旋聚炔的紅外微波兼容隱身復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010645480.2
• 申請日: 2020-07-07
• 公開（公告）號: CN111892910B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 周鈺明;吳文婷;卜小海;何曼;張一衛;王泳娟;黃鏡怡;徐然;張澤武;楊曉明
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C09K3/00
• 分類號: C09K3/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明為一種基于螺旋聚炔的紅外微波兼容隱身復合材料及其制備方法，該復合材料是由含手性膽酸取代基的炔丙胺單體在核殼型導電聚合物/雙金屬鎳基氧化物納米材料表面原位聚合成螺旋聚炔而成的復合物，核殼型導電聚合物/雙金屬鎳基氧化物納米材料是由胺類導電聚合物單體在雙金屬鎳基氧化物表面自聚合而成，雙金屬鎳基氧化物是由第三主族金屬鹽與硝酸鎳經水熱反應并高溫焙燒制得，含手性膽酸取代基的炔丙胺單體原位聚合成的螺旋聚炔的結構通式為：聚合度n為500～3000；該聚炔的熱分解溫度為200℃～450℃、室溫下的比旋光度絕對值為5°～70°。

技術領域

本發明涉及一種基于螺旋聚炔的紅外/微波兼容隱身復合材料及其制備方法，屬于有機-無機納米復合材料的制備范疇。可用于雷達與紅外兼容隱身材料等領域。

背景技術

雷達、紅外探測技術為核心的制導系統，已經成為精確制導武器的重要制導模式，相應地，雷達、紅外反制手段也成為先進戰機、戰機、導彈等武器系統戰場突防與生存能力的重要支撐。雷達、紅外反制技術的實現途徑為：通過降低被保護目標的紅外發射率使目標在被探測方向上的紅外輻射狀態接近背景輻射水平，從而達到紅外隱身效果；通過降低有效雷達散射截面，改變吸波材料的反射系數或反射利率使得材料的阻抗匹配，從而達到雷達隱身效果。因此，實現雷達與紅外兼容隱身的重點在于協調材料二者的性能優勢，設計具有阻抗匹配、高穩定性、光學活性的材料結構。

聚乙炔是一類半導體聚合物，具備穩定的螺旋二級結構，在側鏈中引入手性氨基酸能夠賦予其具有優良的光學活性、親疏水性等。將半導體元素與磁性元素相結合，利用磁性元素在微波吸收中的磁損耗作用，以及不同元素間的界面極化增加介電損耗，可以更好地實現紅外微波兼容隱身性能。中國專利CN106987024A提供了一種紅外兼容微波納米復合吸波材料的制備方法，該材料將具有優良導電性能的多壁碳納米管與旋光性聚N-炔丙基酰胺高分子共混制得，盡管該方法制備簡單，操作方便，但是采用共混法制得的復合材料穩定性較低，且多壁碳納米管孔結構單一，難以實現寬頻吸波性能。中國專利CN106896433B報道了一種寬帶紅外吸波結構材料及其制備方法。該材料是采用電化學沉積法制備包括金屬層、金屬納米線陣列及球形納米線頭結構的紅外吸波材料，需要指出的是，理想的吸波材料需要滿足“強、薄、輕、寬(頻譜)”的發展要求，對于紅外隱身材料，同樣需要具備質量更輕的特點，該方法完全使用金屬制備，難以實現質量更輕的發展要求。中國專利CN109825252A提供了一種核殼結構Fe₃O₄@C@MoS₂復合材料的制備及其應用。該材料具有明顯的微波吸收性能，但對于紅外隱身性能難以達到優異的效果。當前，采用鎵元素用于紅外微波兼容隱身領域的報道較少，這在一定程度上限制了其應用。

本發明將具有高穩定性、高旋光活性、低紅外發射率性能的含膽酸類手性取代基的螺旋聚炔，和具有紅外隱身及吸波性能的核殼結構的胺類導電聚合物/雙金屬鎳基氧化物納米材料通過原位聚合法進行復合，制得一種基于螺旋聚炔的紅外/微波兼容隱身復合材料。其中，具有核殼結構的胺類導電聚合物/雙金屬鎳基氧化物納米材料由雙金屬鎳基的甘油酸鹽焙燒后，通過自聚合法在其表面制備胺類導電聚合物，該結構具有明顯的介電損耗性能，有利于實現微波吸收。該復合材料最大的優點是制備一種新型低紅外發射率的螺旋聚炔，并與含第三主族元素的納米核殼型雙金屬氧化物進行復合，利用多孔結構和異質結構實現阻抗匹配和介電損耗特性，從而實現雷達與紅外兼容隱身性能。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種基于螺旋聚炔的紅外/微波兼容隱身復合材料及其制備方法。該復合材料通過分子、結構設計，實現紅外隱身和微波吸收性能的優勢互補，具有穩定性強、孔隙率高和結構多樣的特點，在實現可調控雷達、紅外隱身材料領域有著良好的應用前景。