具有全天候场景的红外伪装聚酰亚胺复合薄膜及制备方法

    专利查询2025-06-21  21


    本发明属于功能复合薄膜领域,尤其涉及一种具有全天候场景的红外伪装聚酰亚胺复合薄膜及制备方法。


    背景技术:

    1、红外探测技术的不断发展对军事目标的生存形成了严重的威胁,因此红外伪装技术对军事目标的重要性尤为突出。现代战争已经从传统的单地域、单时段战争转变成多地域、全天候的综合性战争。为此,开发全天候的红外伪装技术已经成为未来伪装的发展方向。同时,防水透气膜是制造服装产品的首选材料,不仅能为穿着者提供舒适感,还能防止异物进入。目前对红外伪装透气膜的研究却很多。因此,迫切需要一种防水透气的全天候红外迷彩膜。

    2、目前高温伪装与低温伪装复合薄膜分别有报道,但集成两种伪装效果的复合薄膜尚未见报道。公开号为cn117758222a的中国专利文献公开了一种耐高温红外伪装保护衣材料及其制备方法和应用,结合磁控溅射离子镀技术、退火热处理和热氧化处理三步法在装备热端部件表面涂覆多功能保护性涂层材料,但是该设计只适合高温设备的静态红外隐身,无法满足多场景和恶劣条件下的使用,也没有防水透气性能。公开号为cn117802650a的中国专利文献公开了一种红外伪装复合纱线及其制备方法和应用,先制备预制件,在软化的薄膜上分散铝粉和掺锡氧化铟粉进而制成抗红外薄膜,然后以层状结构的设计方式将抗红外薄膜包覆在预制件上以制备复合预制件,结合热处理,再经过热拉伸以获得改进的红外伪装复合纱线,这项设计有益于提高红外伪装性能的均一性,但是存在成本高、工艺复杂等缺点。


    技术实现思路

    1、本发明的目的之一是提供一种具有红外伪装功能适合全天候场景的聚酰亚胺复合薄膜的制备方法,该复合薄膜可以为物体提供优异的红外伪装的效果,同时薄膜自身具有良好的光热效果、自清洁、透气性能,本制备方法简单高效,解决了传统路线制备工艺复杂、无法一体化成型的问题,克服了现有红外伪装薄膜不能用于全天候场景的局限,能够实现低温和高温环境中的红外伪装。

    2、为实现上述目的,本发明采用了以下技术方案:一种具有全天候场景的红外伪装聚酰亚胺复合薄膜的制备方法,包括如下步骤:

    3、s1、取总厚度为60-100μm的多孔聚酰亚胺薄膜,该多孔聚酰亚胺薄膜厚度方向上包括致密层和多孔层;

    4、s2、在多孔聚酰亚胺薄膜中致密层的表面进行激光刻蚀,制得具有森林状石墨烯阵列结构;

    5、s3、将金属靶材置于溅射镀膜仪中,在步骤s2的多孔聚酰亚胺薄膜中多孔层的表面镀金属膜,形成金属镀层。

    6、作为具有全天候场景的红外伪装聚酰亚胺复合薄膜的制备方法进一步的改进:

    7、优选的,所述致密层的厚度为1-20μm,所述多孔层的孔洞密度为60%-80%,孔洞的平均直径为0.5-10μm。

    8、优选的,所述多孔聚酰亚胺薄膜为安徽中科宇顺科技有限公司生产的型号pif-h25的薄膜。

    9、优选的,步骤s2中激光刻蚀所用激光器的额定功率为60w,激光额定速度为1.2m/s,激光功率为额定功率的15%,激光速度为激光额定速度的60%-100%。

    10、优选的,步骤s3中镀金属膜的溅射电流为20-40ma,溅射时间为4-8min。

    11、优选的,所述金属镀层的材质为金、银、铝、铜、铂中的任意一种或两种以上的组合。

    12、本发明的目的之二是提供一种上述任意一项所述具有全天候场景的红外伪装聚酰亚胺复合薄膜的制备方法制得的具有全天候场景的红外伪装聚酰亚胺复合薄膜。

    13、本发明相比现有技术的有益效果在于:

    14、(1)现有的红外隐身材料只适合单一的场景,不能应对不同的场景。为了解决该技术问题,本发明提供一种具有全天候场景的红外伪装聚酰亚胺复合薄膜的制备方法。本发明采用包括致密层和多孔层的聚酰亚胺为基体材料,在致密层的表面进行激光刻蚀,基于强激光束使碳前驱体瞬间升温至数千摄氏度,温度的升高破坏了聚酰亚胺中的c=o、c-o和n-c。在这个过程中,一些分子以气体的形式释放出来,剩余的芳香族化合物重新排列形成石墨烯,由于材料的热膨胀和内部逸出气体的冲击,石墨化碳材料呈现向上生长的趋势,通过调控激光参数,在多孔聚酰亚胺薄膜中致密层的表面构筑森林状的垂直石墨烯阵列,然后在多孔层的表面镀上金属层以提供低发射率功能。聚酰亚胺材料具有优异的耐热性、耐热性和机械性能,同时多孔聚酰亚胺的蜂窝状多孔结构具有良好的隔热效果。这种三明治结构复合膜可以使目标在高温和低温环境下均呈现与环境背景相似的红外辐射特征。与传统制备红外伪装材料相比,激光诱导石墨烯制备工艺成本低,方法简单,适合批量化生产。

    15、(2)本发明制得的复合薄膜整体呈三明治结构,包括高反射率的森林状垂直石墨烯阵列结构、多孔聚酰亚胺(致密层+多孔层)和低发射率的金属镀膜。森林状垂直石墨烯阵列结构组成的表面具有良好的自清洁功能,这是由于森林状阵列结构的存在,表面具有超疏水特性。这种三明治结构复合膜具有良好的防水透气效果,为智能红外伪装毯提供了有前景的解决策略。



    技术特征:

    1.一种具有全天候场景的红外伪装聚酰亚胺复合薄膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

    2.根据权利要求1所述的具有全天候场景的红外伪装聚酰亚胺复合薄膜的制备方法,其特征在于,所述致密层的厚度为1-20μm,所述多孔层的孔洞密度为60%-80%,孔洞的平均直径为0.5-10μm。

    3.根据权利要求1或2所述的具有全天候场景的红外伪装聚酰亚胺复合薄膜的制备方法,其特征在于,所述多孔聚酰亚胺薄膜为安徽中科宇顺科技有限公司生产的型号pif-h25的薄膜。

    4.根据权利要求1或2所述的具有全天候场景的红外伪装聚酰亚胺复合薄膜的制备方法,其特征在于,步骤s2中激光刻蚀所用激光器的额定功率为60w,激光额定速度为1.2m/s,激光功率为额定功率的15%,激光速度为激光额定速度的60%-100%。

    5.根据权利要求1或2所述的具有全天候场景的红外伪装聚酰亚胺复合薄膜的制备方法,其特征在于,步骤s3中镀金属膜的溅射电流为20-40ma,溅射时间为4-8min。

    6.根据权利要求1所述的具有全天候场景的红外伪装聚酰亚胺复合薄膜的制备方法,其特征在于,所述金属镀层的材质为金、银、铝、铜、铂中的任意一种或两种以上的组合。

    7.一种权利要求1-6任意一项所述具有全天候场景的红外伪装聚酰亚胺复合薄膜的制备方法制得的具有全天候场景的红外伪装聚酰亚胺复合薄膜。


    技术总结
    本发明属于聚酰亚胺薄膜技术领域,具体涉及一种具有全天候场景的红外伪装聚酰亚胺复合薄膜及制备方法。本发明采用包括致密层和多孔层的聚酰亚胺为基体材料,通过调控激光参数,在多孔聚酰亚胺的致密层表面构筑森林状的垂直石墨烯阵列,然后在多孔层的表面镀上金属层。制得的复合薄膜具有三层结构,多孔聚酰亚胺的蜂窝状多孔结构具有良好的隔热效果,石墨烯具有优异的光热、焦耳热和超疏水性能,金属镀层具有极低的发射率。解决了传统路线制备工艺复杂、无法一体化成型的问题,克服了现有红外伪装薄膜不能用于全天候场景的局限,同时具有防水透气性能,这项工作为在新型军事装备中开发功能性复合薄膜提供了一种前景广阔的解决策略。

    技术研发人员:郑康,胡梦月,肖超,张献,刘香兰,丁欣,田兴友
    受保护的技术使用者:中国科学院合肥物质科学研究院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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