[发明专利]旋光聚氨酯-酰亚胺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-酰亚胺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

聚氨酯-酰亚胺是一种三嵌段聚合物，它有很好的化学稳定性、热氧化稳定性、机械强度和电学性能，作为一种高功能性材料已广泛应用于航空、航天、汽车、电子及微电子等领域，而且以酰亚胺环为结构特征的高性能聚合物在高温的环境中仍可以保持优异的性能，如高耐电性能和强力学性能等。

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。由于可供选择的隐身制造材料有限，因而限制了应用，为此，需要在大力挖掘当前各类吸波材料潜力的基础上，积极开展新材料、新概念、新机理、新技术途径的研究与探索。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，其发展趋势是朝着“薄、轻(质量)、宽(频谱)、智(能化)”的方向发展。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。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。CN1884394公开了一种在红外波段具有低发射率的表面包覆四氧化三铁片状铝粉颜料及其制备方法；CN 1884395A公开了一种在红外波段具有低发射率的表面包覆水合氧化铁(铁黄)的片状铝粉颜料及其制备方法；CN101153104A公开了一种红外发射率可控的材料及其制备方法，该发明使用不同颗粒大小的具有红外透明性的卤盐类晶体为分散物，具有红外透明性的树脂为分散介质，通过调节晶体种类、颗粒大小以及浓度来控制此红外透明材料的微结构，从而控制材料的红外发射率；CN1552660公开了一种在红外波段具有低发射率的氧化铟锡粉末及其制备方法。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-酰亚胺红外低发射率材料，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-酰亚胺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：本发明的一种旋光聚氨酯-酰亚胺红外低发射率材料是由R或S型1，1’-联萘-2，2’-二酚、二异氰酸酯和二酐单体，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为以下结构：

中的一种。

上述旋光聚氨酯-酰亚胺红外低发射率材料的制备方法为：

步骤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R或S型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-酰亚胺预聚物；