[发明专利]一种含氟聚酰亚胺红外低发射率薄膜材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子薄膜技术领域，具体涉及一种含氟聚酰亚胺红外低发射率薄膜材料及其制备方法，可作为红外隐身材料应用于军用或民用领域。 

背景技术

隐身材料是隐身技术的关键，是隐身武器不可缺少的物质基础，世界各发达国家都予以重点研究和开发。其中，红外隐身要求降低目标的红外辐射强度，一般都是通过降温、红外遮挡、使用低红外发射率涂层来实现。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。目前研究比较多的新型红外隐身材料主要有导电聚合物、无机纳米膜、超微粒子、强磁性材料、半导体材料等。由于目标与背景之间的温差很难减小到要求的限度，所以，调节隐身目标表面的红外发射率是一个有效的方法。降低红外发射率的核心就是寻找到具有优良加工性能、结构可调的低红外发射率材料。 

公开号为CN101863152A的中国专利申请公开了一种纳米周期结构红外低发射率薄膜材料，该种薄膜材料由五个周期的复合纳米锗和硫化锌薄膜相互复合而成。公开号为CN1657585A的中国专利申请公开了一种包覆钡铁氧体薄膜的碳化硅红外隐身材料及其制备工艺。公开号为CN1552660A的中国专利申请公开了一种在红外波段具有低发射率的氧化铟锡薄膜及制备方法。这些专利申请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薄膜材料来制备红外低发射率材料。 

有机聚合物薄膜因为具有结构可调、多样化、重量轻、密度低、物理化学性能独特等优点而被广泛应用，其中含氟聚合物薄膜是近年来发展起来的新型高分子膜材料。从结构上看，将氟元素引入聚合物中，可以有效提高其光学透明性和可溶性，降低介电常数，且不牺牲其良好的热性能。 

发明内容

本发明的技术目的是针对现有的红外低发射率材料的技术现状，提供一种含氟聚酰亚胺红外低发射率薄膜材料及其制备方法。该薄膜材料具有良好的热稳定性、可调的链结构、良好的结晶性能及良好的耐溶剂性能，能够作为红外波段具有低发射率的材料，用于红外隐身材料的聚合物基底等技术领域。 

本发明实现上述技术目的所采用的技术方案为：一种含氟聚酰亚胺红外低发射率薄膜材料，其结构通式为： 

其中，聚合度n为1～1000；R₁和/或R₂中包含氟原子，并且R₁选自以下结构中的一种： 

R₂选自以下结构中的一种： 

上述技术方案中： 

作为优选，所述的含氟聚酰亚胺红外低发射率薄膜材料在8～14μm波段的平均红外发射率为0.30～0.70，进一步优选为0.40～0.60。 

作为优选，所述的含氟聚酰亚胺红外低发射率薄膜材料的玻璃转化温度大于200℃，进一步优选为220～240℃。 

作为优选，所述的含氟聚酰亚胺红外低发射率薄膜材料的热分解温度大于250℃，进一步优选为270～300℃。 

本发明一种含氟聚酰亚胺红外低发射率薄膜材料的制备方法为：含氟聚酰亚胺膜采用三步法进行合成， 

步骤1：采用以下路线A或路线B合成含1，1’-联萘-2，2’-二酚单体的二酐单体； 

路线A： 

(1)在N₂保护下，将适量(R)-或(S)-联二萘酚、4-硝基邻苯二腈和碳酸钾混合后，加入足量无水的DMF，室温下搅拌15～30小时，得到的混合物倒入足量的稀盐酸中抽滤，然后用去离子水水洗至中性，用甲醇和乙腈的混合溶剂重结晶，得到中间化合物一； 

(2)取适量中间化合物一、氢氧化钠、H₂O₂和水混合后，40～80℃下搅拌10～30小时，之后回流30～60小时，得到白色固体，抽滤、用去离子水稀释后用浓盐酸酸化，得到中间化合物二； 

(3)取适量中间化合物二溶解于二甲苯中，100～250℃回流1～10小时，得到的固体冷却、抽滤、真空干燥，得到含1，1’-联萘-2，2’-二酚单体的二酐单体； 

路线B： 

(1)将适量氯化苯三酸酐和吡啶溶于足量甲苯中，得到溶液一；将适量(R)-或(S)-联二萘酚溶于甲苯中，得到溶液二；将溶液二缓慢加入溶液一中得到混合溶液，将混合溶液缓慢升温至反应温度，持续搅拌得到反应溶液；