[发明专利]一种红外-可见光兼容隐身复合纤维膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合纤维膜的制备方法，更具体的说，涉及一种红外-可见光兼容隐身复合纤维膜的制备方法。 

背景技术

隐身伪装技术是现代军事领域不可缺少的高新技术，而隐身材料是隐身技术发展的关键。随着现代军用探测器波段的不断拓宽和精度的不断提高，要求隐身材料的研究也必须向着多波段宽频带的方向发展。红外-可见光隐身材料的研究就是根据这一发展趋势而提出的，它指的是同时具有红外和可见光两种伪装性能的隐身材料。 

目前，红外隐身材料主要包括红外隐身涂料和低红外发射率薄膜等。隐身涂料通常由填料(金属填料、着色颜料和半导体填料)和有机粘结剂复合而成。在红外隐身涂料中引入着色颜料的主要目的也是为了满足与可见光隐身的兼容。中国专利公开号CN102086311A提供了一种具有红外隐身性能涂层及其制备方法，该发明利用甘油和聚甲基丙烯酸酯钠对高熔点红外吸收剂、高熔点氧化物和玻璃化物质二氧化钛进行干法改性，处理之后得到红外隐身涂料，再把它喷涂在含有NiCrAlY的粘合层上得到红外隐身涂层。该红外隐身涂层具有耐高温耐腐蚀的特点，可用以满足航空发动机等的工作条件要求。但是涂层技术存在着涂层厚、密度大等缺点，如果制成红外隐身网，红外隐身帐篷等，涂层与织物结合牢度也不好。低红外发射率薄膜是另一类有潜力的红外隐身材料。中国专利CN102643544A公开了一种含氟聚酰亚胺红外低发射率薄膜材料及其制备方法。中国专利CN103508484A申请公开了一种以Sn片为衬底的有着红外低发射率的纳米晶SnO₂薄膜材料。与涂层相比，薄膜的制备工艺比较复杂，成本也比较昂贵，而且涂层与薄膜的一个共同缺点就是使织物透气性变差。 

另外，由于国防上，如部队隐身越来越需要将隐身材料做成纤维织物。中国专利CN101871136A公开了一种红外隐身纤维及其制备方法，该发明将低红外发射率粉体与高分子基体材料熔融共混纺丝后制得纤维。通过共混熔 融纺丝，把低红外发射率的粉体引入到高分子基体材料中，这种方法能解决涂层厚、密度大、与织物结合牢度不好，涂层与薄膜透气性差等缺点，但是纤维中低红外发射率的粉体与高分子聚合物是以物理状态混合，随着粉体含量的增加也必然会影响到纤维本身的力学性能。而且高分子基体材料的耐热性处于中、低温范围，无法达到耐高温等指标。 

发明内容

本发明目的是解决隐形伪装材料制备现有技术的不足，提供一种将Bi₂O₃纳米颗粒功能性地键合在SiO₂纤维表面的核壳结构的SiO₂@Bi₂O₃隐形复合纤维膜以及其制备方法。本发明制备的SiO₂@Bi₂O₃隐形复合纤维膜具备红外和可见光兼容隐形伪装作用，且兼具厚度薄，透气和耐热性好的性能。 

本发明的技术方案是：将聚乙烯醇(PVA)水溶液加入硅胶溶液中制备纺丝液，所得纺丝液采用静电纺丝制成PVA/SiO₂纤维膜，之后PVA/SiO₂纤维膜置于马弗炉保温得到SiO₂纤维膜，然后将得到的SiO₂纤维膜进行活化处理，使纤维表面羟基化或者羧基化，同时制备Bi-PN反应液，将活化处理过的SiO₂纤维膜浸泡在Bi-PN反应液中，经水热反应制备SiO₂@Bi-PN复合纤维膜，最后将所得的SiO₂@Bi-PN复合纤维膜在马弗炉中400-600℃保温2-6h形成核壳结构的SiO₂@Bi₂O₃复合纤维膜。 

进一步，优选的，所述聚乙烯醇(PVA)水溶液浓度为8-14wt％； 

更进一步，所述的硅胶溶液为由正硅酸乙酯、磷酸、去离子水充分搅拌而成； 

更进一步，所述静电纺丝，其纺丝工艺参数如下：纺丝电压为10-16kv；纺丝给液速率为1.0-2.0ml/h；纺丝口与金属网接收屏之间的距离为15-20cm； 

更进一步，所述的PVA/SiO₂纤维膜置于马弗炉保温，所述马弗炉升温至600-1000℃，升温速率为0.8-5℃/min，保温时间为2-4h。