[发明专利]一种红外/微波兼容隐身复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种红外/微波兼容隐身复合材料，其特征在于：所述红外/微波兼容隐身复合材料，由胶原/烯酸酯类单体接枝共聚纳米微粒与稀土金属氧化物纳米微粒按照质量比为1:1～4复合而成；所述胶原/烯酸酯类单体接枝共聚纳米微粒由I型皮胶原与烯酸酯类单体通过接枝共聚反应制成，I型皮胶原和烯酸酯类单体的质量比为1:3～5。

2.根据权利要求1所述的红外/微波兼容隐身复合材料，其特征在于：所述I型皮胶原从动物生皮中提取得到。

3.根据权利要求2所述的红外/微波兼容隐身复合材料，其特征在于：所述动物生皮为盐湿小牛皮或废弃的生皮碎片。

4.根据权利要求1所述的红外/微波兼容隐身复合材料，其特征在于：所述烯酸酯类单体为甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酰胺、乙酸乙烯酯、乙烯基吡咯烷酮或甲基丙烯酸缩水甘油酯。

5.根据权利要求1所述的红外/微波兼容隐身复合材料，其特征在于：所述稀土金属氧化物纳米微粒为CeO₂纳米微粒、La₂O₃纳米微粒或Y₂O₃纳米微粒。

6.根据权利要求1所述的红外/微波兼容隐身复合材料，其特征在于：所述红外/微波兼容隐身复合材料的红外隐身性能是指测定材料在8～14μm内的红外发射率大小，发射率越小，红外隐身效果越好，反之；材料的微波隐身性能是指测定材料在8.2～12.4GHz内的微波反射损失大小，损失越大，材料微波隐身效果越好，反之。

7.如权利要求1-6之一所述红外/微波兼容隐身复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）皮胶原的提取

以动物生皮为原料，依次通过脱灰、脱毛、去肉、机械破碎、酸浸泡、低温酶解、分离纯化、冷冻干燥等工序获得了酸溶性I型皮胶原，具体提取步骤包括：

① 将动物生皮浸泡、脱灰、脱毛、去肉，切片成3～5cm²的小块，用冰保持温度低于2～5℃下机械破碎；

② 取经步骤①处理的动物生皮置于1000 mL三口烧瓶中，把烧瓶置于冰水恒温水浴槽中，加入0.2～0.6mol/L乙酸，浸泡2～3h，加入胃蛋白酶，其中乙酸和胃蛋白酶的添加量按照经步骤①处理的动物生皮质量：乙酸体积：胃蛋白酶质量=1g：50～2500mL：0.2～0.5g计算，在2℃以下限制性降解7～18h，并缓慢搅拌，得水解液；

③ 将步骤②所得水解液在-4～2°C下离心分离，去掉残渣和水，再经多次盐析和透析得到纯度较高的皮胶原，2°C以下冷藏待用；

④ 将步骤③所得皮胶原在约-40°C下冷冻8～10h后，置于高真空下16～18 h，然后以恒定的升温速度升温至18～20°C，即得I型皮胶原；

（2）胶原/烯酸酯类单体接枝共聚纳米微粒的制备

将步骤（1）所得I型皮胶原溶于甲醇水溶液中，其中甲醇水溶液中甲醇和水的体积比为1:2～5，形成约5.0×10^-3～3.0×10^-2g/ml的胶原溶液，搅拌，通入N₂，升温到20～50℃，反应30～50min后，加入引发剂I，其中引发剂I的用量按照I型皮胶原质量：引发剂I体积=1g：1～2mL计算，反应20～45min后，滴加烯酸酯类接枝单体，其中I型皮胶原与烯酸酯类接枝单体的质量比为1:3～5，5～20min匀速滴加完成；再升温到25～40℃，反应20～35min，加入引发剂II，其中引发剂II的用量按照I型皮胶原质量：引发剂II 体积=1g：4～5mL，升温至30～45℃，反应3～4h；然后升温至70～85℃，反应20～30min，停止反应，降至室温，得反应混合物；该反应混合物经抽滤，大量水洗，干燥后置于锥形瓶中，用丙酮在摇床上萃取，每隔12 h更换一次丙酮，直到无烯酸酯的均聚物出现，最后用40～60℃的热蒸馏水萃取，过滤，30～70℃下真空干燥，得胶原/烯酸酯类单体接枝共聚纳米微粒；其中，所述升温采用程序升温，每次升温均在4～6min内完成，反应时间包括升温时间。

（3）稀土金属氧化物纳米微粒的制备

将稀土金属硝酸盐慢慢加入到熔融的硬脂酸中, 其中稀土金属硝酸盐与硬脂酸的质量比为1:10～12，在79～98℃水浴中加热溶解, 搅拌脱水，2～3h后得到半透明黄色溶胶，自然冷却至室温后得到浅黄色凝胶, 将该浅黄色凝胶置于马弗炉中于400～450℃下灼烧2～3h, 再依次在700℃、800℃、900℃下分别热处理2～3h，冷却到室温，得到不同粒径的白色稀土金属氧化物纳米微粒；

（4）红外/微波兼容隐身复合材料的制备

将上述步骤（2）得到的胶原/烯酸酯类单体接枝共聚纳米微粒与步骤（3）得到的稀土金属氧化物纳米微粒，按稀土金属氧化物纳米微粒：胶原/烯酸酯类单体接枝共聚纳米微粒的质量比为1:1～4混合后，用超微粉碎机粉碎10～20min，即得红外/微波兼容隐身复合材料。