[发明专利]旋光聚氨酯脲红外低发射率材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种旋光聚氨酯脲红外低发射率材料及其制备方法，属于有机功能聚合物材料的制备范畴，可应用于红外隐身材料。

背景技术

目前，新型红外隐身材料的研究非常活跃，如导电聚合物、纳米膜、超微粒子、强磁性材料、半导体材料等。常见的红外隐身材料要求在尽可能宽的波段内反射率足够低，选择高频介电常数小的材料可以在其剩余反射带的短波边形成宽带低反射率区，有利于增宽吸波频带。由于可供选择的隐身制造材料有限，因而限制了应用。用于红外隐身的材料一般应具有低的红外发射率或较强的控温能力，具有合理的表面结构和较低的太阳能吸收率，能与其它波段兼容。由于目标与背景之间的温差很难减小到要求的限度，因此，调节隐身目标表面的红外发射率是一个有效的方法，改变目标的红外辐射使其与背景的红外辐射相适应，使红外探测仪器不能发现目标或不易发现目标，达到隐身的目的。因此控制目标的表面温度和降低红外发射率，其核心是寻找具有优良加工性能、结构可调的低红外发射率材料。CN101153104A公开了一种红外发射率可控材料及其制备方法，使用不同颗粒大小的卤盐晶体作为分散介质，通过调节晶体种类，颗粒大小及浓度来调节材料微结构，从而控制材料的红外发射率。CN1552660A公开了一种在红外波段具有低发射率的氧化铟锡粉末及制备方法，这些专利涉及的低红外发射率材料使用的都是无机物，很少涉及利用有机聚合物来制备红外低发射率材料。有机聚合物具有结构可调、多样化、密度低、物理化学性能独特的优点而被广泛应用，其中旋光性聚合物是近年发展起来的新型高分子材料。从结构上看，旋光性聚合物因含有手性原子基团而具有构型上的特异性，可以形成相对稳定的单向螺旋链而具备构象上的特异性，这就赋予了它独特的光学性能，具有很好的旋光作用和分光作用并容易发生红移，本发明提供了一种旋光聚氨酯脲红外低发射率材料，该材料是一种很有发展前途的红外隐身新材料，它的研究和应用具有潜在的经济效益和社会效益，对军用及民用都有较好的应用前景。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种旋光聚氨酯脲红外低发射率材料及其制备方法。该材料具有较高的旋光度、良好的热稳定性、可调的链结构、稳定的构象、良好的结晶性能以及良好的耐溶剂性，可以作为红外低发射率材料使用，也可用于红外隐身材料的聚合物基底。

技术方案：本发明的旋光聚氨酯脲红外低发射率材料由R或S型1，1’-联萘-2，2’-二酚(BINOL)、二异氰酸酯和二胺，通过氢转移加成三单体聚合得到，其结构通式为：

聚合度n为1～1000。

其中，R₁为以下结构：

中的一种；

R₂为为以下结构：

m＝2-9中的一种。

旋光聚氨酯脲红外低发射率材料的制备方法为：

a)N₂气氛下，将0.5～2mol/L光学纯度为50～100％的R或S型1，1’-联萘-2，2’-二酚的N，N-二甲基甲酰胺溶液升温至80～120℃后，按二异氰酸酯与1，1’-联萘-2，2’-二酚的摩尔比为2比1，加入0.5～2mol/L二异氰酸酯的N，N-二甲基甲酰胺溶液，反应5～10h，制得异氰酸基团封端的聚氨酯脲预聚物；

b)N₂气氛下，将步骤a)中制得的聚氨酯脲预聚物降温至60～75℃后，按二胺与1，1’-联萘-2，2’-二酚的摩尔比为1比1，加入0.2～2mol/L二胺的N，N-二甲基甲酰胺溶液，反应5～8h，减压蒸馏脱除N，N-二甲基甲酰胺，30～50℃下真空干燥12～24h，得旋光聚氨酯脲粗品；

c)按每克旋光聚氨酯脲粗品用200～500mL无水乙醇，将步骤b)中制得的旋光聚氨酯脲粗品洗涤3～5次，20～40℃下真空干燥12～24h，得旋光聚氨酯脲红外低发射率材料。

上述旋光聚氨酯脲红外低发射率材料的制备方法步骤b)中所述的二胺为邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、4，4′-二氨基苯酰替苯胺、4，4′-(4，4′-异亚丙基二苯基-1，1′-二氧)二苯胺、乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、庚二胺、辛二胺、壬二胺中的一种或多种二胺的混合物。

有益效果：本发明提供一种旋光聚氨酯脲材料及其制备方法，该材料具有良好的耐溶剂性能、优良的热稳定性和构象稳定性，具有较高的光学活性。该材料不但可作为红外低发射率材料的基底使用，而且可以直接作为红外隐身材料使用。

本发明的特点为：