一种兼具疏水与远红外波段低发射率的柔性薄膜材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种兼具疏水与远红外波段低发射率的柔性薄膜材料及其制备方法，属于红外隐身材料技术领域。本发明专利技术提供的柔性薄膜材料由基底材料和在基底材料表面修饰的氟碳薄膜组成；所述基底材料为发射率＜0.45的低红外发射率材料；所述氟碳薄膜厚度为100nm

【技术实现步骤摘要】
一种兼具疏水与远红外波段低发射率的柔性薄膜材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及红外隐身材料
，特别涉及一种兼具疏水与远红外波段低发射率的柔性薄膜材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着科学的发展，红外探测系统的探测能力得到大大的提升，设备的伪装效果受到高度的重视。因此，如何提高设备的红外隐身性能，发展低红外发射率材料，实现设备的红外隐身具有重要意义。
[0003]红外低发射率材料是红外隐身材料体系中研究应用最为广泛的材料之一。其中，红外低发射率薄膜由于其简单的制备方法和良好的可扩展性引起了国内外许多学者的兴趣。但是在长期的户外使用过程中，薄膜很容易被灰尘和污渍污染，大大降低其红外隐身效果。因此，有必要提供一种兼具疏水与红外隐身性能的多功能材料。

技术实现思路

[0004]鉴于现有技术的不足，专利技术目的在于提供一种兼具疏水与远红外波段低发射率的柔性薄膜材料及其制备方法。本专利技术通过将低红外发射率材料与氟碳薄膜相结合，并控制氟碳薄膜的厚度，使其疏水性有明显的提升，同时不影响材料整体在远红外波段的低发射率。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种兼具疏水与远红外波段低发射率的柔性薄膜材料，由基底材料和在基底材料表面修饰的氟碳薄膜组成；所述基底材料为发射率＜0.45的低红外发射率材料；所述氟碳薄膜厚度为100nm
‑
700nm。
[0006]在一些实施方案中，所述氟碳薄膜厚度为184nm、384.8nm、530nm或689nm。
[0007]在一些实施方案中，所述低红外发射率材料厚度为2.5
‑
3.5μm，在另一些实施方案中，所述低红外发射率材料厚度为3μm。
[0008]在一些实施方案中，所述低红外发射率材料为光子晶体红外隐身材料。
[0009]本专利技术还提供了上述技术方案所述兼具疏水与远红外波段低发射率的柔性薄膜材料的制备方法，采用磁控溅射镀膜技术，以聚四氟乙烯为靶材，通过调节溅射温度和溅射时间，在基底材料上沉积不同厚度的氟碳薄膜。
[0010]在一些实施方案中，所述溅射时间为60～480min，在另一些实施方案中，所述溅射时间为60min、75min、480min。
[0011]在一些实施方案中，所述溅射温度为25～100℃，在另一些实施方案中，所述溅射温度为25℃、80℃、100℃。
[0012]在一些实施方案中，所述磁控溅射镀膜技术中采用的溅射气体为氩气。
[0013]在一些实施方案中，所述氩气纯度为99.999％；所述氩气流量为500
‑
600sccm。
[0014]在一些实施方案中，所述磁控溅射镀膜技术中镀膜压力为0.42
‑
0.49Pa，基板与靶
间距为20cm，溅射功率为300
‑
1000W，沉积速率为0.383
‑
9.19nm/min；在另一些实施方案中，所述镀膜压力为0.42Pa、0.43Pa、0.44Pa、0.49Pa，溅射功率为300W、1000W，沉积速率为0.383nm/min、6.41nm/min、9.19nm/min、7.07nm/min。
[0015]有益技术效果：
[0016]本专利技术通过将低红外发射率材料与氟碳薄膜相结合，使其疏水性有明显的提升，通过控制氟碳薄膜的厚度，实现材料整体在远红外波段的低发射率。
附图说明
[0017]图1为实施例1、5、6和对比例1的可见光与热像仪图像；
[0018]图2为对比例1未涂覆氟碳薄膜的静态水接触角测量图；
[0019]图3为实施例1所得薄膜材料的静态水接触角测量图；
[0020]图4为实施例2所得薄膜材料的静态水接触角测量图；
[0021]图5为实施例4所得薄膜材料的静态水接触角测量图；
[0022]图6为实施例1所得氟碳薄膜的C1s窄谱图；
[0023]图7为实施例2所得氟碳薄膜的C1s窄谱图；
[0024]图8为实施例4所得氟碳薄膜的C1s窄谱图。
具体实施方式
[0025]为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。实施中所用基底材料为光子晶体红外隐身材料，厚度为3μm，参照中国专利技术专利CN112273747A(一种基于光子晶体薄膜材料的多波段隐身衣)制备得到。
[0026]实施例1
[0027]采用磁控溅射镀膜技术，溅射靶为的PTFE靶材(中诺新材，99.99％)，采用纯度为99.999％的Ar气作为溅射气体，Ar流量为500sccm，镀膜压力为0.49Pa，基板与靶间距为20cm、溅射功率为300W、溅射时间480min，溅射温度为25℃，沉积速率为0.383nm/min，在基底材料上沉积厚度为184nm的氟碳薄膜。
[0028]实施例2
[0029]采用磁控溅射镀膜技术，溅射靶为的PTFE靶材(中诺新材，99.99％)，采用纯度为99.999％的Ar气作为溅射气体，Ar流量为500sccm，镀膜压力为0.42Pa，基板与靶间距为20cm、溅射功率为1000W、溅射时间60min，溅射温度为80℃，沉积速率为6.41nm/min，在基底材料上沉积厚度为384.8nm的氟碳薄膜。
[0030]实施例3
[0031]采用磁控溅射镀膜技术，溅射靶为的PTFE靶材(中诺新材，99.99％)，采用纯度为99.999％的Ar气作为溅射气体，Ar流量为500sccm，镀膜压力为0.43Pa，基板与靶间距为20cm、溅射功率为1000W、溅射时间75min，溅射温度为25℃，沉积速率为9.19nm/min，在基底材料上沉积厚度为689nm的氟碳薄膜。
[0032]实施例4
[0033]采用磁控溅射镀膜技术，溅射靶为的PTFE靶材(中诺新材，99.99％)，采用纯度为99.999％的Ar气作为溅射气体，Ar流量为500sccm，镀膜压力为0.44Pa，基板与靶间距为20cm、溅射功率为1000W、溅射时间75min，溅射温度为100℃，沉积速率为7.07nm/min，在基底材料上沉积厚度为530nm的氟碳薄膜。
[0034]试验例1
[0035]以未涂敷氟碳薄膜的低红外发射率材料为对比例1，测试实施例1、2、4制备的薄膜材料和对比例1的材料的平均发射率：
[0036]设置电加热板温度为70℃，将实施例1、5、6制备的薄膜材料和对比例1材料依次粘贴在电加热板上(如图1)，架设好红外热像仪，使其屏幕“十”字对准待测样品区域，然后将数字测温探头压紧在待测薄膜上，当测温仪器屏幕上的温度稳定时，记录下此时的温度为T0，同时记录下热像仪屏幕上的辐射温度为T
r
，每种类型的样品测试两次，按照公式(1)计算发射率，结果取平均值。
[0037][0038]对比例1的材料第一组测得的真实温度T本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种兼具疏水与远红外波段低发射率的柔性薄膜材料，其特征在于，由基底材料和在基底材料表面修饰的氟碳薄膜组成；所述基底材料为发射率＜0.45的低红外发射率材料；所述氟碳薄膜厚度为100nm
‑
700nm。2.根据权利要求1所述的柔性薄膜材料，其特征在于，所述氟碳薄膜厚度为184nm、384.8nm、530nm或689nm。3.根据权利要求1所述的柔性薄膜材料，其特征在于，所述低红外发射率材料厚度为2.5
‑
3.5μm。4.根据权利要求1所述的柔性薄膜材料，其特征在于，所述低红外发射率材料为光子晶体红外隐身材料。5.权利要求1
‑
4任一项所述柔性薄膜材料的制备方法，其特征在于，采用磁控溅射镀膜技术，以聚四氟乙烯为靶材，通过调节溅射温度和溅射时...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宗胜，王俊儒，李志刚，时家明，王泳棵，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：