一种兼具光学伪装的红外自适应隐身薄膜及其制备方法与流程

本发明涉及隐身材料，具体的说涉及一种兼具光学伪装的红外自适应隐身薄膜及其制备方法。

背景技术：

1、随着现代光电探测技术日新月异的发展，单一波段隐身技术已无法应对日益严峻的战场环境，开发多波段自适应隐身技术，有利于提高武器及人员在战场的生存能力。目前传统的可见、红外兼容隐身材料主要是通过在红外隐身涂料中加入着色颜料实现可见、红外兼容隐身，然而这种涂料的可见颜色、红外发射率是固定的，无法实现在不同季节、不同环境下的可见、红外兼容隐身。因此如何开发出环境自适应的智能化光学隐身技术成为了隐身领域的重要发展方向。

2、可见和红外隐身都需要将隐身材料置于目标表层，通常可见伪装材料均为高发射率材料，难以与红外隐身兼容。当前以导电高分子电致变发射率为机制的红外自适应隐身材料体系，虽然在电压调制下，同时具备可见光伪装色的调控，但颜色种类较少，且可见伪装色与发射率具有联动性，不能单独进行调控。另外，导电高分子的耐候性能较差，器件的大面积制备及均匀性较难。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提供了一种兼具可见光伪装功能的红外自适应隐身薄膜及其制备方法，实现可见光伪装色和红外自适应隐身材料的单独控制，减小相互之间影响兼具光学伪装的红外自适应隐身薄膜及其制备方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

2、本发明采用如下技术方案：

3、一种兼具光学伪装的红外自适应隐身薄膜，包括自上到下依次放置的可见伪装层、上电极层、填充离子液体的多孔隔膜层、下电极层、柔性封装层；所述薄膜通过可见伪装层和柔性封装层进行封装；

4、所述可见伪装层为伪装颜料在聚合物表面喷涂或与聚合物熔融形成的复合薄膜。

5、所述聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯中的任意一种。

6、所述伪装颜料为有机染料或无机纳米颜料；

7、所述有机染料为酞菁绿和酞菁蓝中的一种或两种混用；所述无机纳米颜料为氧化铁黄和氧化铬绿中的一种或两种混用；

8、采用上述进一步方案的有益效果在于：所选取的有机染料和无机颜料在红外波段的吸收率较低，透过率较高。即，在保证了可见光颜色的前提下，保证红外光最高透过率，减少对上电极层2的红外调制性能负面影响。

9、所述复合薄膜厚度小于500μm。

10、所述上电极层为红外发射率调制层，所述红外自适应隐身薄膜通过在上电极层和下电极层施加不同电压(上下电极施加电压为-3v～+3v)，实现上电极层红外发射率调制效果。

11、所述红外发射率调制层由碳基半导体薄膜组成；所述下电极层由导电薄膜组成，所述导电薄膜包括碳基半导体薄膜和金属薄膜；所述金属薄膜为金、铜、银或铂的金属薄膜；

12、所述碳基半导体薄膜的材质为包括石墨烯或半导体型碳纳米管；

13、所述碳基半导体薄膜厚度为100nm～500μm。

14、所述填充离子液体的多孔隔膜层3的材质为聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯-co-六氟丙烯、聚酰亚胺、玻璃纤维中的一种或多种混合；

15、所述填充离子液体的多孔隔膜层厚度为5μm～1000μm。

16、所述离子液体中阳离子为1-己基-3-甲基咪唑阳离子、1-丁基-3-甲基咪唑阳离子、1-乙基-3-甲基咪唑阳离子、二乙基甲基-(2-甲氧乙基)铵阳离子中的一种或多种混合；

17、阴离子为阴离子为双三氟甲磺酰亚胺根离子、六氟磷酸根离子、四氟硼酸根离子、二腈胺根离子、对甲苯磺酸根离子、硫氰酸根离子中的一种或多种混合。

18、本发明还提供了上述兼具可见光伪装功能的红外自适应隐身材料的制备方法，包括以下步骤：

19、(1)可见伪装层制备：将有机染料喷涂在红外高透的聚合物薄膜上，烘干，形成可见伪装层，其中有机染料占总物料质量5％-50％；所述烘干温度小于100℃；

20、或，将无机纳米颜料与红外高透的聚合物熔融，搅拌混合均匀，经拉膜、吹塑、热压形成可见伪装层，其中无机纳米颜料占总物料质量5％-50％；

21、(2)红外自适应隐身薄膜制备：在柔性封装层表面涂覆下电极层，然后表面贴附多孔隔膜，涂覆离子液体至多孔隔膜完全浸润，形成填充离子液体的多孔隔膜层，在填充离子液体的多孔隔膜层表面贴附上电极层，上下电极层引出导电；

22、(3)兼具光学伪装的红外自适应隐身薄膜封装：将可见伪装层贴附在上电极层上层，可见伪装层和柔性封装层将红外自适应薄膜包覆，通过热塑封将整个薄膜封装，得到兼具光学伪装的红外自适应隐身薄膜。

23、上述步骤(1)中拉膜、吹塑、热压工艺视可见伪装层厚度而定，使最终可见伪装层厚度在10-100μm。

24、本发明的有益效果在于：

25、(1)本发明所提供的兼具光学伪装的红外自适应隐身薄膜，可见伪装层与红外自适应层能够单独设计与控制，互不影响，可根据不同的环境背景进行可见伪装层预设，根据不同辐射背景进行发射率动态调制，实现可见、红外兼容隐身目的。

26、(2)本发明的所使用的碳基半导体薄膜材料具有柔性高、工作电压低，功耗小，发射率调节幅度大，结构简单、适于大规模生产，可满足各种复杂环境以及结构的应用要求。

27、(3)本发明所制备的可见伪装层，结构简单，可见颜色伪装、红外透射率高、生产成本低、易于大规模生产。

28、(4)碳基红外自适应隐身薄膜具备像素级分割和电控功能，能够实现像素级红外示假。

技术特征：

1.一种兼具光学伪装的红外自适应隐身薄膜，其特征在于，包括自上到下依次放置的可见伪装层、上电极层、填充离子液体的多孔隔膜层、下电极层、柔性封装层；所述薄膜通过可见伪装层和柔性封装层进行封装。

2.根据权利要求1所述一种兼具光学伪装的红外自适应隐身薄膜，其特征在于，所述可见伪装层为伪装颜料在聚合物表面喷涂或与聚合物熔融形成的复合薄膜。

3.根据权利要求2所述一种兼具光学伪装的红外自适应隐身薄膜，其特征在于，所述聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯中的任意一种。

4.根据权利要求2所述一种兼具光学伪装的红外自适应隐身薄膜，其特征在于，所述伪装颜料为有机染料或无机纳米颜料。

5.根据权利要求4所述一种兼具光学伪装的红外自适应隐身薄膜，其特征在于，所述有机染料为酞菁绿和酞菁蓝中的一种或两种混用；所述无机纳米颜料为氧化铁黄和氧化铬绿中的一种或两种混用。

6.根据权利要求1所述一种兼具光学伪装的红外自适应隐身薄膜，其特征在于，所述上电极层为红外发射率调制层；所述红外自适应隐身薄膜通过在上电极层和下电极层施加不同电压，实现上电极层红外发射率调制效果。

7.根据权利要求6所述一种兼具光学伪装的红外自适应隐身薄膜，其特征在于，所述红外发射率调制层由碳基半导体薄膜组成；所述下电极层由导电薄膜组成，所述导电薄膜包括碳基半导体薄膜和金属薄膜；所述金属薄膜为金、铜、银或铂的金属薄膜；所述碳基半导体薄膜的材质为石墨烯或半导体型碳纳米管。

8.根据权利要求1所述一种兼具光学伪装的红外自适应隐身薄膜，其特征在于，所述填充离子液体的多孔隔膜层的材质为聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯-co-六氟丙烯、聚酰亚胺、玻璃纤维中的一种或多种混合。

9.根据权利要求8所述一种兼具光学伪装的红外自适应隐身薄膜，其特征在于，所述离子液体中阳离子为1-己基-3-甲基咪唑阳离子、1-丁基-3-甲基咪唑阳离子、1-乙基-3-甲基咪唑阳离子、二乙基甲基-(2-甲氧乙基)铵阳离子中的一种或多种混合；阴离子为双三氟甲磺酰亚胺根离子、六氟磷酸根离子、四氟硼酸根离子、二腈胺根离子、对甲苯磺酸根离子、硫氰酸根离子中的一种或多种混合。

10.一种兼具光学伪装的红外自适应隐身薄膜的制备方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明一种兼具光学伪装的红外自适应隐身薄膜及其制备方法，所述薄膜自上到下依次为可见伪装层、上电极层、填充离子液体的多孔隔膜层、下电极层、柔性封装层；薄膜通过可见伪装层和柔性封装层进行封装。本发明提供的隐身薄膜，可见伪装层与红外自适应隐身层能够单独设计与控制，互不影响，可根据不同环境背景进行可见伪装层预设，根据不同辐射背景进行发射率动态调制，实现可见、红外兼容隐身目的。本发明所用碳基半导体薄膜材料具有柔性高、工作电压低，功耗小，发射率调节幅度大，结构简单、适于大规模生产的特点，可满足各种复杂环境以及结构的应用要求。本发明所制备的可见伪装层为可见颜色伪装、红外透射率高、生产成本低、易于大规模生产。

技术研发人员：常慧聪,肖林,郭浩,杨昌,毛叶飞,杨宏志,张子越,周菊,王颖昕,李昊,谭硕
受保护的技术使用者：中国航天科技创新研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12