[发明专利]一种免底涂层和保护涂层的航空透明件导电膜及制备方法

说明书

本发明一种免底涂层和保护涂层的航空透明件导电膜为石墨烯量子点GQDs均匀分散于交联的含羟基侧链的共轭聚合物cPFOH中，具有三维网状结构的有机/无机纳米复合物薄膜。制备方法具体为：合成透明、含羟基侧链、可紫外光交联的共轭聚合物cPFOH；将石墨烯量子点和聚合物cPFOH共混形成复合溶液；将复合溶液旋涂在有机玻璃表面上，经紫外光照射固化形成三维网状透明导电膜。本发明导电膜本身就具有能与座舱有机玻璃形成良好附着力、耐磨、透明导电等协同功能，应用于航空透明件无需设置底涂层和保护涂层即可实现透明隐身。本发明制备方法简单易于实现，便于应用。

技术领域

本发明涉及一种免底涂层和保护涂层的航空透明件导电膜及制备方法，导电膜由石墨烯量子点和含羟基侧链的可交联共轭聚合物组成，具体属于透明导电膜的制造技术领域。

背景技术

飞行器座舱作为三大散射源之一会严重影响飞行器隐身性能，座舱隐身化成为现代飞行器特别是战斗机的显著特征，也是飞行器隐身设计的重要发展方向。目前，实现座舱玻璃隐身最常用、最有效的方法，就是在透光率允许的条件下，在其内表面镀制透明导电膜。透明导电膜在可见光区有很高的透过率，电阻率接近金属的数值；对雷达波具有一定的反射作用，可以将入射到其表面的绝大部分探测雷达波反射到非重要方向，以免其进入驾驶舱内部形成“腔体散射”；另一方面，可“阻止”进入座舱内的电磁波向外部辐射，使敌方雷达接收不到或只能接收到少量回波，从而缩减整机的雷达截面积，起到电磁屏蔽的作用，提高飞机的隐身性能。目前，该技术已经在国内外现役及在研飞机上得到了广泛的应用。其中，在飞机透明件上应用最为广泛的透明导电膜是氧化铟锡(IndiumTin Oxide，缩写为ITO)膜。

由于座舱玻璃基体是有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯，缩写为PMMA)，属高分子有机材料，而ITO薄膜是铟锡金属氧化物，属于无机物。有机材料和金属氧化物之间所形成的化学键较弱、界面结合能力差；另外，两者热膨胀系数的差异也会使其在温度变化时产生附加应力，从而引起薄膜失效脱落。座舱有机玻璃横截面常设计为圆弧，但是ITO膜是一种氧化陶瓷，不易弯曲和拉伸，弯曲变形水平只有0.7％，会影响导电膜层的连续性。再者，有机玻璃热变形温度较低(一般＜120℃)，在采用磁控溅射法镀制ITO薄膜时，只能采用低温的方式，成膜原子的活性受限、形核密度低，所以，界面处容易产生孔隙，形成不完全致密的薄膜。因此，由于镀膜工艺、有机玻璃和ITO薄膜的固有物理特性、飞机所处环境恶劣等原因，ITO薄膜在座舱玻璃上的附着力较低，易出现皲裂、剥落的现象，使得飞机的整体隐身效果下降，同时也给维修保障带来难题。为此，目前在座舱有机玻璃与ITO导电膜之间通常需要设置底涂层(过渡层)，以减少界面物理性能的突变，改善薄膜与基体的晶格匹配和热力学匹配，缓和应力集中，增强薄膜与基体间的附着力。

为保证ITO膜在高温高湿、温差变化以及化学介质等环境中稳定存在，并且具有较高的耐磨和耐刮伤性，有机玻璃透明件镀制ITO膜后还需涂覆保护涂层。而作为保护涂层，需要和底涂层、导电膜共同作用才能实现整体膜系的功能化要求。

虽然目前基于航空透明件的导电膜的研究开发了许多工艺进行性能改进，但这些工作没有涉及到免底涂层和保护涂层的导电膜的制备及相关信息。

基于此，有必要针对目前航空透明件导电膜需要设置底涂层和保护涂层的问题，开展免底涂层和保护涂层的透明导电膜的研发，对提高飞机隐身性能具有重要意义。

发明内容

本发明免底涂层和保护涂层的航空透明件导电膜由石墨烯量子点和含羟基侧链的可交联共轭聚合物组成，是一种具三维网状的、附着力强、耐磨和透明隐身功能协同的薄膜结构，沉积在座舱有机玻璃上，在能够与有机玻璃基底间附着牢固、具有良好耐磨性的同时能够获得良好的透明隐身效果。

本发明的技术方案：

本发明一种免底涂层和保护涂层的航空透明件导电膜为石墨烯量子点GQDs均匀分散于交联的含羟基侧链的共轭聚合物cPFOH中的三维网状结构有机/无机纳米复合物薄膜；