[发明专利]一种耐高温型热控薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开一种耐高温型热控薄膜，薄膜自上而下为功能材料层和镜面反射层，且所述功能材料层为掺杂微球的透明聚酰亚胺薄膜，镜面反射层为银层。该薄膜通过下面步骤制得，首先将微球均匀混合于前驱体溶液中高温亚胺化，顺序升温得到掺杂微球的透明聚酰亚胺薄膜；再将得到聚酰亚胺薄膜表面镀银，得到耐高温型热控薄膜。本发明的热控薄膜制备方式操作简单，重复性高，易于规模化生产。本发明制备的热控薄膜具有轻薄、柔韧性强、机械强度高和耐热性能良好等优点，克服了一般热控涂层柔韧性差及易老化的缺点。本发明制备的涂层可适用于系统与设备温度的热控制与热管理，特别适用于航天器热控系统，或者特殊的环境。

技术领域

本发明涉及一种耐高温型热控薄膜及其制备方法，属于航天热控技术领域。

背景技术

目前，卫星平台、太空站等设备为控制工作温度，大多采用热管及辐射器等设备加强散热，实现整体的温度平衡，而辐射散热器一般需要具备太阳光谱的低吸收率和自身的高发射率。此外，太空的极端温度环境、高能辐射粒子等因素对辐射器的稳定性和耐久性也是一个持续的考验。聚酰亚胺薄膜具有优秀的机械强度、光学性能、绝缘性能和较强的耐化学和辐射性能，在航空航天材料、电致变色材料和防腐涂层等领域有着广阔的应用前景。与传统ZnO热控涂层相比，聚酰亚胺薄膜不仅具有较高的耐候性，且材质轻薄、柔韧性强，大量使用于卫星设备，能够大大降低发射成本。但传统聚酰亚胺薄膜由于其黄色性质而导致高太阳吸收率，而新型含氟聚酰亚胺透明薄膜(FPI)实现了太阳吸收率的最小化，但红外发射率也随之降低，比如参考文献1(Xiao T,Fan X,Fan D,et al.High thermal conductivityand low absorptivity/emissivity properties of transparent fluorinatedpolyimide films[J].Polymer Bulletin,2017,74(11):1-15.)分别制备了四种聚酰亚胺薄膜，太阳吸收率分别为0.36,0.13,0.06和0.04，而红外发射率为0.84,0.76,0.69和0.60，无法实现低吸收高发射型薄膜的统一。而参考文献2(Zhai Y,Ma Y,David S N,etal.Scalable-manufactured randomized glass-polymer hybrid metamaterial fordaytime radiative cooling.[J].Science,2017,355(6329):1062.)将二氧化硅微球与聚甲基戊烯结合，并覆盖一层200nm的银膜，最终达到太阳反射率大于0.96，8～13μm波段的发射率大于0.93，平均辐射冷却功率在110W/m²，但受其材料本身影响，仅适用于近地面，无法为航天热控领域服务。本发明申请是以透明含氟聚酰亚胺薄膜为基础，通过添加适量二氧化硅微球和表面镀银的方式，在提高薄膜发射率的同时，保证低太阳吸收率，且具备热稳定性的特点。

发明内容

本发明目的在于提供一种耐高温型热控薄膜及其制备方法。

实现本发明目的提供技术方案如下：

一种耐高温型热控薄膜，该薄膜自上而下为功能材料层和镜面反射层，且所述功能材料层为掺杂微球的透明聚酰亚胺薄膜，镜面反射层为银层。

进一步的，微球，为直径为7.53μm的二氧化硅微球，含量在2％～6％之间。

进一步的，薄膜的厚度在100μm～150μm之间。

进一步的，银层的厚度为200nm，且保证表面平整。

提供一种耐高温型热控薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将微球均匀混合于前驱体溶液中高温亚胺化，顺序升温得到掺杂微球的透明聚酰亚胺薄膜；

步骤2，将得到聚酰亚胺薄膜表面镀银，得到耐高温型热控薄膜。