CN114701222A - 可拉伸的层状热伪装材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可拉伸的层状热伪装材料及其制备方法，该层状热伪装材料包括由下至上依次设置的碳材料电极层、离子导电凝胶层和电致变色功能层，制备方法包括用静电纺丝制备多孔热塑性聚氨酯纤维膜，将其在炭黑颗粒与羧基化碳纳米管的水分散液中浸泡、干燥得碳材料电极层，将水性聚氨酯水溶液、离子液体加入水中混合后涂在电极层表面干燥成离子导电凝胶层，再将多孔热塑性聚氨酯纤维膜在含导电高分子的混合溶液中浸泡、干燥后附于凝胶层上，经封装后即得产物。本发明的可拉伸的层状热伪装材料拉伸性能优异，拉伸应变可达460%，其热伪装性能在60%拉伸应变下进行5000次循环拉伸恢复后仍保持稳定，且制备方法成本低、实用性强。

Description

可拉伸的层状热伪装材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电化学和新能源材料技术领域，具体涉及一种可拉伸的层状热伪装材料及其制备方法。
背景技术
随着红外监控技术的发展，热隐身和伪装已经引起广泛关注。最近，寻找更有效的主动热伪装材料和装置的热潮再次兴起，其中，操纵改变物体表面发射率的方法是热伪装技术的典范。根据斯特凡-波尔兹曼定律，一个发射率较低的表面在较低的温度下会有与黑色背景相同的发射功率。因此，低辐射率（low-e）涂层或薄膜可以用来屏蔽温度高于背景的物体的热信号。这种方法被进一步扩展到可动态调整表面发射率，因此热信号可以与背景实时匹配，即自适应红外伪装。例如，物体的辐射热可以在不改变其实际温度的情况下，通过贴上具有可调谐红外辐射的薄膜进行动态控制。在此方法的基础上，通过设计和制备，各种红外调制系统已经被开发出来。为了应对或配合红外探测，可以采用该材料动态控制人体和各类物件发出的辐射热，使之与背景相匹配或错配，从而达到热隐身、热伪装或者热识别的目的。因此，该红外调制系统可用于智能窗、路标、安全服等场景。例如，为了提高在完全黑暗和困难天气条件下（如雨或烟）的驾驶安全，现代汽车中安装了热成像摄像机和显示器，以便于用户轻松识别行人、动物和路标，但是当一些重要路标和周围环境没有温度差异时，使得它们在显示器中无区别特征，这时，如果在其外层安装智能红外调制系统，即可有选择地改变其表面红外发射率，保障出行安全。
红外调制系统的核心是热伪装材料，即电致变色（发射率）材料，一般包括电致变色层、离子导电层和电极层等多层单元。其中，电致变色层的材质可分为无机材料和有机材料，无机材料通常有无机金属氧化物（如三氧化钨，二氧化钛），这类材料主要利用过渡金属氧化物在一定条件下其金属离子价态发生转变而变色或变发射率，该类材料脆性较大，且电致变色或变发射率响应时间长。
有机电致变色材料通常有氧化还原型化合物、导电聚合物（如聚吡咯、聚噻吩以及聚苯胺）等，这类材料主要利用其价带和导带的能量差来进行变色或通过与离子导电层中的离子发生相互作用而改变发射率。这类膜层通常采用旋涂、蒸镀等方式将电致变色材料涂覆在玻璃、塑料或弹性基底上，干燥或热处理后形成硬质膜，由于该有机电致变色材料本身脆性较大，附着在基底表层后，一旦基底发生形变或受到外部力学冲击（如拉应力或剪应力等），就会从基底表层脱落甚至发生断裂破坏，力学稳定性和形变后的功能完整性无法保证，严重限制了其在可穿戴和其它种类变形热伪装场景下的应用。
因此，开发一种力学拉伸性能优异且拉伸形变恢复后功能仍保持稳定的热伪装材料非常关键。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，特别针对现有热伪装材料易变形破坏、拉伸循环稳定性较差、拉伸形变恢复后无法稳定发挥功能完整性等技术问题，提供一种具有优异的拉伸性能、在一定形变条件下恢复后仍然可以发挥完整功能且具有较强的拉伸力学循环稳定性的可拉伸的层状热伪装材料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。
一种可拉伸的层状热伪装材料，包括由下至上依次设置的碳材料电极层、离子导电凝胶层和电致变色功能层，所述碳材料电极层为掺杂有炭黑颗粒和羧基化碳纳米管的静电纺丝多孔热塑性聚氨酯纤维膜层，所述离子导电凝胶层为水性聚氨酯和离子液体的混合干燥膜层，所述电致变色功能层为掺杂有聚3, 4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸的静电纺丝多孔热塑性聚氨酯纤维膜层。
上述的可拉伸的层状热伪装材料，优选的，所述可拉伸的层状热伪装材料的厚度为200μm～230μm，所述碳材料电极层的厚度为50μm～60μm，所述离子导电凝胶层的厚度为90μm～100μm，所述电致变色功能层的厚度为60μm～70μm。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的可拉伸的层状热伪装材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备多孔热塑性聚氨酯纤维膜：将热塑性聚氨酯颗粒加入到混合溶剂中，所述混合溶剂由二甲基亚砜、N, N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃组成，搅拌后进行静电纺丝，得到预制热塑性聚氨酯纤维膜，经空气等离子体表面处理和干燥后，得到多孔热塑性聚氨酯纤维膜；
S2、制备碳材料电极层：将炭黑颗粒与羧基化碳纳米管加入水中混合，经超声处理后，得到混合分散液，采用步骤S1制备的多孔热塑性聚氨酯纤维膜放至混合分散液中浸泡，取出后干燥，得到碳材料电极层；
S3、制备离子导电凝胶层：将水性聚氨酯水溶液、离子液体加入水中搅拌溶解，得到混合液，将混合液通过流延法均匀涂覆于步骤S2制得的碳材料电极层表面，经干燥后，形成离子导电凝胶层，其中，所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐或1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈；
S4、制备可拉伸的层状热伪装材料：采用步骤S1制备的多孔热塑性聚氨酯纤维膜在混合溶液中浸泡，所述混合溶液由聚3, 4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸水溶液、二甲基亚砜和水组成，浸泡后取出干燥，得到电致变色功能层，将电致变色功能层附着于所述离子导电凝胶层上，经真空贴合封装，得到可拉伸的层状热伪装材料。
上述的可拉伸的层状热伪装材料的制备方法，优选的，步骤S1中，所述热塑性聚氨酯颗粒、二甲基亚砜、N, N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃的质量比为2.5～3∶1∶15∶1，所述搅拌的温度为60℃～80℃，所述搅拌的时间为1h～2.5h。
上述的可拉伸的层状热伪装材料的制备方法，优选的，步骤S1中，所述静电纺丝的工艺条件为：温度为25℃～30℃，湿度为20%～30%，正极电压为8kV，负极电压为-1kV，纺丝针头的直径为20G，液体流速为1.5mL/h～2.0mL/h，纺丝针头距收集滚筒的直线距离为14cm～16cm，收集滚筒的转速为180rad/min～210rad/min，收集时间为8h～8.5h。
上述的可拉伸的层状热伪装材料的制备方法，优选的，步骤S2中，炭黑颗粒、羧基化碳纳米管和水的质量比为1∶5～20∶2000，所述炭黑颗粒的粒径为20nm～23nm，所述羧基化碳纳米管的外径为10nm～20nm，所述羧基化碳纳米管的内径为5nm～10nm，所述羧基化碳纳米管的长度为10μm～30μm，所述羧基化碳纳米管中羧基的质量分数为2%～3%。
上述的可拉伸的层状热伪装材料的制备方法，优选的，步骤S3中，水性聚氨酯水溶液中的水性聚氨酯、离子液体、水的质量比为1～6∶1～1.5∶12～14，所述水性聚氨酯水溶液中水性聚氨酯的质量浓度为400mg/g，所述干燥的温度为40℃～50℃，所述干燥的时间为3h～4h。
上述的可拉伸的层状热伪装材料的制备方法，优选的，步骤S4中，所述聚3, 4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸水溶液中聚3, 4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸的质量分数为1.3%～1.7%，所述混合溶液中，聚3, 4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸水溶液的质量分数为35%～45%，二甲基亚砜的质量分数为5%～8%；聚3, 4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸与多孔热塑性聚氨酯纤维膜的质量比为1∶20～40。
上述的可拉伸的层状热伪装材料的制备方法，优选的，步骤S1中，所述空气等离子体表面处理的功率为29.6W～40W、真空度为0.05MPa～0.07MPa、处理时间为3min～5min，所述干燥的温度为40℃～50℃，所述干燥的时间为3h～5h。
上述的可拉伸的层状热伪装材料的制备方法，优选的，步骤S2中，所述超声处理的时间为40min～50min，所述浸泡的时间为2h～3h，所述干燥的温度为60℃～80℃，所述干燥的时间为2h～3h。
上述的可拉伸的层状热伪装材料的制备方法，优选的，步骤S4中，所述浸泡的时间为4h～5h，所述干燥的温度为60℃～80℃，所述干燥的时间为4h～6h。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的可拉伸的层状热伪装材料包括由下至上依次设置的碳材料电极层、离子导电凝胶层和电致变色功能层，这三层材料均具有拉伸特性，且结合紧密，组成了一种“多孔状碳材料电极层-致密离子导电凝胶层-多孔状电致变色功能层”独特的“三明治”结构。其中，多孔状碳材料电极层和多孔状电致变色功能层基底是以热塑性聚氨酯颗粒为原料通过静电纺丝工艺制备的多孔热塑性聚氨酯纤维膜，该多孔膜的纤维“骨架”可充分保证炭黑颗粒与羧基化碳纳米管以及聚3, 4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸的浸泡，该“骨架”变形性极好，可充分承担拉伸载荷，其孔隙中填充的功能材料又能确保在“骨架”发生变形时的紧密接触，从而使碳材料电极层和电致变色功能层发挥完整功能。此外，为了使多孔碳材料电极层和电致变色功能层的多孔“骨架”结构更加强韧，在该两层中间又设计了由离子液体和水性聚氨酯制备而成的致密离子导电凝胶层，充分对两个多孔“骨架”层进行支撑，将以上三层真空自贴合后得到结构独特的具有优异拉伸性能的层状热伪装材料。本发明的可拉伸的层状热伪装材料的拉伸应变可高达460%，其热伪装性能在60%拉伸应变下进行5000次循环拉伸恢复后仍保持稳定，该可拉伸的层状热伪装材料在-3V～+4V电位下能够实现发射率的可逆变化，且变发射率响应时间较短（5s～10s），明显优于目前采用其它材料体系制备的热伪装材料（20s～30s）。
2、本发明的制备方法中，将炭黑颗粒与羧基化碳纳米管加入水中混合并浸泡由静电纺丝工艺制成的多孔热塑性聚氨酯纤维膜内部和表层，不仅可以防止离子导电凝胶层中离子电化学反应对电极层的腐蚀，还可增强该电极层的力学拉伸性能和循环拉伸稳定性能；将水性聚氨酯与离子液体混合制成离子导电凝胶层，其中离子液体作为助溶剂，可以将水性聚氨酯的分子链段排布更加柔顺，减小分子链段刚度，从而使得离子导电凝胶层拉伸模量降低，拉伸应变增大；将聚3, 4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸嵌入由静电纺丝工艺制成的拉伸性能优异的多孔热塑性聚氨酯纤维膜中，可使其有效依托热塑性聚氨酯纤维多孔“骨架”承载，避免PEDOT:PSS发生断裂，从而保证其功能在拉伸条件下的完整实现。将以上功能层、离子导电层和电极层通过真空自贴合进行封装后，可制备得到拉伸性能优异、形变恢复后功能完整、拉伸循环稳定性强的层状热伪装材料，在涉及到人体智能穿戴等领域、物件循环往复变形条件下都有较好的应用前景。
现有技术中制备可以拉伸的功能材料常用方法分为两种：第一种是层合包覆法，即分别制备出发挥主要功能的功能层和辅助功能层变形的可拉伸基底层，采用可拉伸基底层将制备好的功能层全包覆或半包覆，该功能层通常拉伸力学性能较差，因此需要可拉伸基底保护，这样二者在外力作用下，首先发生形变的是外层的可拉伸基底层，该层承担了主要载荷，从而保护功能层不受破坏，最终达到预设的性能指标，但是，该方法在发生形变时，功能层会由于基底层挤压或伸展受到局部应力，从而其局部性能发生改变，破坏信号输出的均一性。第二种方法是溶液混合法，即将功能层和可拉伸基底层对应的原料溶于特定溶剂中，充分搅拌均匀，之后采用浇铸法制备出相应的薄膜，从而实现复合材料可拉伸的目的，但是，由于可拉伸基底原料通常为绝缘的高分子材料，因此在与功能层原料混合后，会使得功能层的导电性等严重下降，从而削弱复合材料薄膜整体的性能。因此，为了解决现有技术的缺陷，本发明不仅创造性地采用上述本发明的设计方式先通过静电纺丝工艺制备可拉伸基底层，即多孔热塑性聚氨酯纤维膜，还将多孔热塑性聚氨酯纤维膜进行空气等离子体表面处理，不仅能将纤维膜表面和内部孔隙中的杂质清除，还可对纤维膜进行“刻蚀”，增加纤维膜表面粗糙度，从而增大纤维膜与所需要结合的功能层之间的结合度。之后，通过浸泡渗透方法，将作为基底的该纤维膜浸泡功能层分散液（包括包覆纤维膜外层和渗透于其内部孔隙），充分干燥后得到具有所需功能的可拉伸功能材料。本发明工艺设计巧妙，制备得到的材料功能层和基底结合紧密，不仅能充分发挥纤维膜基底层优异的拉伸性能，还可充分保证功能层在拉伸条件下本征性能的实现，如完整的导电性、导热性等，最终制得理想的复合材料。
3、本发明的制备方法中，针对离子导电凝胶层的制备进行了严格筛选。首先，离子液体具有良好的亲水性，充分保证了其与水性聚氨酯的均匀互溶；其次，本发明所选用的两种离子液体电导率优异，制得的导电凝胶层导电性较好，离子传输速率较快，从而与电致变色层的相互作用加强，充分保证了层状热伪装材料的变发射率性能的实现，减少了响应时间；再者，本发明通过控制离子液体和水性聚氨酯的用量比例，保证了制得的离子导电凝胶层粘度适中，从而作为中间层将多孔状碳材料电极层和多孔状电致变色功能层紧密结合，可提升可拉伸的层状热伪装材料整体的机械强度和拉伸性能。
4、本发明的制备方法中，步骤S2中多孔热塑性聚氨酯纤维膜的浸泡时间为2h～3h，步骤S4中多孔热塑性聚氨酯纤维膜的浸泡时间为4h～5h，可保证充分浸泡，最终使渗入其中的物质组分质量恒定，有利于增强制备工艺的可重复性和复合材料性能的稳定性。
5、本发明的制备方法原料简单易得、无毒性，且工艺操作简单。
附图说明
图1为本发明实施例1的可拉伸的层状热伪装材料的结构示意图。
图2为本发明实施例1制备得到的可拉伸的层状热伪装材料的碳材料电极层在0%应变条件下的扫描电镜（SEM）照片。
图3为本发明实施例1制备得到的可拉伸的层状热伪装材料的碳材料电极层在60%应变条件下的扫描电镜照片。
图4为本发明实施例1制备得到的可拉伸的层状热伪装材料和对比例1制备得到的层状热伪装材料的拉伸断裂曲线对比图。
图5为本发明实施例1制备得到的可拉伸的层状热伪装材料中碳材料电极层在20%-100%应变下电阻相对变化值曲线图。
图6为本发明实施例1制备得到的可拉伸的层状热伪装材料中碳材料电极层在60%拉伸应变下的5000次循环稳定性测试曲线图。
图7为本发明实施例1制备得到的可拉伸的层状热伪装材料在60%拉伸应变下进行5000次循环往复拉伸最终恢复后电致变色功能层在-3V～+4V电压范围内电导率和红外相机观测温度变化曲线图。
图8为本发明实施例1-8制备得到的可拉伸的层状热伪装材料离子导电凝胶层在不同WPU/离子液体质量比下的离子电导率曲线图。
图9为本发明对比例2制备得到的层状热伪装材料的碳材料电极层在60%应变下电阻相对变化值曲线图。
图例说明：
1、碳材料电极层；2、离子导电凝胶层；3、电致变色功能层；4、铜导线。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。以下实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可通过商业途径获得。
以下实施例中，所用热塑性聚氨酯（TPU）颗粒，欧宝迪树脂有限公司有售。
以下实施例中，所用二甲基亚砜（DMSO）、N, N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃，阿拉丁试剂有限公司有售。
以下实施例中，所用炭黑颗粒，南京先丰纳米科技有限公司有售。
以下实施例中，所用羧基化碳纳米管，苏州碳丰石墨烯科技有限公司有售。
以下实施例中，所用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐（EMIM:TFSI）和1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈（EMIM:DCA），Sigma Aldrich公司有售。
以下实施例中，所用水性聚氨酯（WPU）水溶液，水性聚氨酯的质量浓度为400mg/g，欧宝迪树脂有限公司有售。
以下实施例中，所用聚3, 4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）水溶液的溶质质量分数为1.3%～1.7%，贺利氏公司有售。
以下实施例中，采用万能拉伸试验机TSMT EM2.501表征可拉伸的层状热伪装材料的力学性能。
以下实施例中，采用源表Keithley 2450对可拉伸的层状热伪装材料提供驱动电压，配合四探针方法测试电致变色功能层3的电导率，采用热红外相机FLIR T420探测电致变色功能层3的温度，验证可拉伸的层状热伪装材料的变发射率性能。
以下实施例中，采用电化学工作站普林斯顿 ParStat4000测试可拉伸的层状热伪装材料的离子导电凝胶层2的电化学阻抗，经过计算后得到离子电导率。
实施例1
一种本发明的可拉伸的层状热伪装材料，结构示意如图1所示，包括由下至上依次设置的碳材料电极层1、离子导电凝胶层2和电致变色功能层3，碳材料电极层1为掺杂有炭黑颗粒和羧基化碳纳米管的静电纺丝多孔热塑性聚氨酯纤维膜层，离子导电凝胶层2为水性聚氨酯和离子液体的混合干燥膜层，电致变色功能层3为掺杂（表面涂覆及内部渗透）有聚3, 4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸的静电纺丝多孔热塑性聚氨酯纤维膜层。在应用时，如图1所示，可以分别在电致变色功能层3和碳材料电极层1表面焊接铜导线4，分别作为正、负极，在正、负极两端采用源表输出电压，该电压方向可以进行设置，从而达到输出正或者负电压的目的。
本实施例中，可拉伸的层状热伪装材料的厚度为220μm，碳材料电极层1的厚度为60μm，离子导电凝胶层2的厚度为100μm，电致变色功能层3的厚度为60μm。
一种本实施例的可拉伸的层状热伪装材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将3g 热塑性聚氨酯颗粒加入到由1g二甲基亚砜、15g N, N-二甲基甲酰胺和1g四氢呋喃组成的混合溶剂中，70℃搅拌2h，得到均匀的质量分数为15%的热塑性聚氨酯的有机溶液，进行静电纺丝，静电纺丝工艺条件为：温度25℃，湿度20%，正极电压8 kV，负极电压-1 kV，纺丝针头直径20 G（国际通用标准，对应内径0.60mm），热塑性聚氨酯的有机溶液流速1.5 mL/h，针头距收集滚筒直线距离14 cm，收集滚筒转速180 rad/min，收集时间8h，得到预制热塑性聚氨酯纤维膜，将预制热塑性聚氨酯纤维膜置于等离子体清洗机中利用空气等离子体对其进行3min空气等离子体表面处理，功率为29.6W，真空度为0.05MPa，45℃下干燥3h，得到多孔热塑性聚氨酯纤维膜。采用S1中的步骤制备两张同样的多孔热塑性聚氨酯纤维膜，待用。
S2、将0.1g炭黑颗粒与2g羧基化碳纳米管加入200g去离子水中混合，利用细胞粉碎机超声处理40min，配置炭黑颗粒/羧基化碳纳米管混合分散液，即CB/CNT混合分散液，其中，炭黑颗粒的粒径为20nm～23nm，羧基化碳纳米管的外径为10nm～20nm、内径为5nm～10nm、长度为10μm～30μm，羧基化碳纳米管中羧基的质量分数为2.00%。将按照步骤S1制备得到的其中一张多孔热塑性聚氨酯纤维膜置于CB/CNT混合分散液中充分浸泡2h，取出后在烘箱60℃条件下干燥2h，得到碳材料电极层1。
S3、将15g 水性聚氨酯原液（水性聚氨酯质量为6g）和1.5g离子液体1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐EMIM:TFSI在12.5g去离子水中搅拌溶解，其中水性聚氨酯原液为从厂家购置的初始水性聚氨酯水溶液，水性聚氨酯质量浓度为400mg/g，混合液通过流延法均匀涂覆在步骤S2制得的碳材料电极层1表面，45℃下干燥4h，在碳材料电极层1上形成离子导电凝胶层2，厚度控制在100μm。
S4、将1.5g 步骤S1中制得的多孔热塑性聚氨酯纤维膜浸泡在10g混合溶液中4h，混合溶液由4g聚3, 4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸水溶液（PEDOT:PSS水溶液）、0.5g二甲基亚砜和5.5g去离子水组成，其中，PEDOT:PSS水溶液中PEDOT:PSS的质量分数为1.5%，浸泡后取出于80℃下干燥6h，得到电致变色功能层3，该层总重量为1.56g，PEDOT:PSS充分浸泡多孔热塑性聚氨酯纤维膜后，多孔热塑性聚氨酯纤维膜中含PEDOT:PSS质量为0.06g，即PEDOT:PSS与多孔热塑性聚氨酯纤维膜的质量比为1∶25。将电致变色功能层3附着在步骤S3制得的离子导电凝胶层2上方，利用真空自贴合机将碳材料电极层1、离子导电凝胶层2、电致变色功能层3进行真空贴合封装，得到可拉伸的层状热伪装材料。
本实施例制备得到的可拉伸的层状热伪装材料的碳材料电极层1在0%应变条件下的SEM图如图2所示，从图2中局部放大图可以看出，其中的炭黑颗粒（图中记为C）、碳纳米管（图中记为B）和TPU纤维（图中记为A）接触紧密，能够很好地组成网络状导电通路。本实施例中，电致变色功能层3由于和碳材料电极层1同样含有TPU纤维，且制备方法类似，因此二者未发生形变时结构相似，导电通路的形成原理相似。
本实施例制备得到的可拉伸的层状热伪装材料的碳材料电极层1在60%应变条件下的SEM图如图3所示，从图3可以看出，尽管拉伸应变达到60%，该碳材料电极层1中炭黑颗粒、碳纳米管和TPU纤维三者之间仅仅出现了微小的裂痕，这是由于TPU纤维膜不仅自身为多孔网状结构，在拉伸过程中承担大部分变形载荷，从而变细变长，使得整体导电网络受到的影响很小。更重要的是，由于对TPU纤维膜进行了空气等离子体表面处理，不仅清除了纤维膜表面和内部孔隙中的杂质，还对纤维膜进行“刻蚀”，增加纤维膜表面粗糙度，从而增大纤维膜与炭黑颗粒、碳纳米管之间的结合度，这种结合使得各组分协同配合良好，更降低了拉伸对导电通路的影响。本实施例中，电致变色功能层3由于和碳材料电极层1同样含有TPU纤维，且制备方法类似，因此二者在60%应变条件下导电通路的变化相似。
本实施例制备得到的可拉伸的层状热伪装材料的拉伸力学性能采用万能拉伸试验机来表征，其拉伸断裂曲线如图4所示，从图4可以看出，最大断裂应变可达460%，显示出优异的拉伸性能。
本实施例制备得到的可拉伸的层状热伪装材料的碳材料电极层1在20%-100%应变下电阻相对变化值曲线如图5所示，从图5可以看出，在20%、40%、60%、80%和100%的拉伸应变下，碳材料电极层1的电阻变化率R/R0分别为2.8、7.5、11.6、20.2和59.5，R/R0中R为拉伸状态下的电阻，R0为未拉伸状态下的初始电阻，当拉伸后恢复到初始未拉伸状态时，即应变恢复到0%时，R/R0的值约为1，即R和R0几乎相等，说明即使经过拉伸，该层恢复到初始状态后，电阻仍然保持稳定，几乎和初始电阻R0一致，仍然可以正常稳定发挥其功能。同理，可拉伸的层状热伪装材料的电致变色功能层3在20%-100%的拉伸应变下，其电阻变化率R’/R0’分别为3.2、8.7、14.1、24.5和66.8，R’/R0’中R’为拉伸状态下的电阻，R0’为未拉伸状态下的初始电阻，且经过拉伸恢复到初始状态后，即应变恢复到0%时，电阻R’仍然保持稳定，几乎和初始电阻R0’一致，功能保持正常。可拉伸的层状热伪装材料的离子导电凝胶层2在20%-100%的拉伸应变下，其电化学阻抗变化率R”/R0”分别为8.1、15.6、24.6、36.2和83.3，R”/R0”中R”为拉伸状态下的电化学阻抗，R0”为未拉伸状态下的初始电化学阻抗，且经过拉伸恢复到初始状态后，即应变恢复到0%时，电阻R”仍然保持稳定，几乎和初始电阻R0”一致，功能保持正常。从以上结果得知，各层在应变恢复到0%时，电阻或阻抗都与未拉伸状态下各自对应的初始电阻或初始阻抗几乎相等。在此需要说明，以上三层电阻或阻抗在不同拉伸应变下的变化率曲线形式与图5基本一致，在此仅以图5为例进行说明。这表明本实施例制备的可拉伸的层状热伪装材料在不同应变条件下展现出电阻稳定变化的可靠性，且形变恢复后，其电学性能几乎不受影响。
本实施例制备得到的可拉伸的层状热伪装材料的碳材料电极层1在60%拉伸应变下的5000次循环稳定性测试曲线如图6所示，从图6可以看出，碳材料电极层1的电阻在5000次循环拉伸过程中可始终保持稳定，且形变恢复后，其电学性能几乎不变，其中，平均约8s完成一次完整的循环拉伸测试，即一个拉伸-释放恢复过程，整个拉伸循环过程持续时间为40000s，即5000次循环拉伸测试过程。类似地，电致变色功能层3的电阻和离子导电凝胶层2的阻抗在60%拉伸应变下均可达到此力学循环稳定性能，本发明设计制备的这三层材料的循环拉伸稳定性测试曲线形式几乎一致，即图6中展示出的稳定循环往复的曲线形式，当应变达到60%时，电阻增大，曲线上升，当恢复到未拉伸状态时，电阻减小，电阻曲线下降至初始水平，且电阻从增大至恢复到初始状态这一轮循环后曲线变化幅度固定，在多次循环后电阻变化幅度仍然固定，显现出良好的力学循环稳定性能，因此，在本实施例中仅以碳材料电极层1表征后得到的结果图6为例进行说明，表明可拉伸的层状热伪装材料具备长期使用的能力。
本实施例制备得到的可拉伸的层状热伪装材料在60%拉伸应变下进行5000次循环往复拉伸，最终恢复后电致变色功能层3在-3V～+4V电压范围内电导率和红外相机观测温度变化曲线如图7所示，从图7可以看出，经过循环往复拉伸之后的层状热伪装材料电致变色功能层3在电压从0至-3V改变过程中，电导率σ逐渐提高，红外相机显示的观测温度T逐渐降低。由于红外相机观测显示温度和电致变色层的发射率成正比，因此，观测温度T的降低说明电致变色功能层3的发射率降低，这一点也可由电导率σ的提高来证明，因为发射率和电导率的变化成反比。因此，电导率和红外相机观测温度曲线充分印证了该电致变色功能层3可以稳定发挥良好的变发射率效果。同理，从图中可以看出，经过循环往复拉伸后的层状热伪装材料电致变色功能层3在电压从0至+4V改变过程中，电导率σ快速提升，红外相机显示的观测温度T大幅降低，充分表明了发射率的降低，展现出了良好的变发射率效果。因此，无论施加正电压或负电压，经过循环往复拉伸之后的层状热伪装材料的电致变色功能层3仍然可以稳定发挥其变发射率功能，实现良好的热伪装功能。
实施例2
一种本发明的可拉伸的层状热伪装材料，包括由下至上依次叠层设置的碳材料电极层1、离子导电凝胶层2和电致变色功能层3，碳材料电极层1为掺杂有炭黑颗粒和羧基化碳纳米管的静电纺丝多孔热塑性聚氨酯纤维膜层，离子导电凝胶层2为水性聚氨酯和离子液体的混合干燥膜层，电致变色功能层3为表面涂覆及内部渗透有聚3, 4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸的静电纺丝多孔热塑性聚氨酯纤维膜层。
本实施例中，可拉伸的层状热伪装材料的厚度为220μm，碳材料电极层1的厚度为60μm，离子导电凝胶层2的厚度为100μm，电致变色功能层3的厚度为60μm。
一种本实施例的可拉伸的层状热伪装材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将3g热塑性聚氨酯颗粒加入到由1g二甲基亚砜、15g N, N-二甲基甲酰胺和1g四氢呋喃组成的混合溶剂中，70℃搅拌2h，得到均匀的质量分数为15%的热塑性聚氨酯的有机溶液，进行静电纺丝，静电纺丝工艺制备收集TPU纤维膜所用条件为：温度25℃，湿度20%，正极电压8 kV，负极电压-1 kV，纺丝针头直径20 G（国际通用标准，对应内径0.60mm），热塑性聚氨酯的有机溶液流速1.5 mL/h，针头距收集滚筒直线距离14 cm，收集滚筒转速180rad/min，收集时间8h，得到预制热塑性聚氨酯纤维膜，将预制热塑性聚氨酯纤维膜置于等离子体清洗机中利用空气等离子体对其进行3min表面处理，功率为29.6W，真空度为0.05MPa，45℃下干燥3h，得到一张后处理完成的多孔热塑性聚氨酯纤维膜。采用S1中的步骤制备两张同样的后处理完成的多孔热塑性聚氨酯纤维膜，待用。
S2、将0.1g炭黑颗粒与2g羧基化碳纳米管在200g去离子水中混合，利用细胞粉碎机超声40min，配置炭黑颗粒/羧基化碳纳米管混合分散液，即CB/CNT混合分散液，其中，炭黑颗粒的粒径为20nm～23nm，羧基化碳纳米管的外径为10nm～20nm、内径为5nm～10nm、长度为10μm～30μm，羧基化碳纳米管中羧基的质量百分含量为2.00%。将按照步骤S1制备得到的其中一张多孔热塑性聚氨酯纤维膜置于CB/CNT混合分散液中浸泡2h，将纤维膜从溶液中取出，在烘箱60℃条件下干燥2h，得到碳材料电极层1。
S3、将7.5g水性聚氨酯原液（水性聚氨酯质量为3g）和1.5g离子液体1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐EMIM:TFSI在12.5g去离子水中搅拌溶解，其中水性聚氨酯原液为从厂家购置的初始水性聚氨酯水溶液，水性聚氨酯质量浓度为400mg/g，混合液通过流延法均匀涂覆在步骤S2制得的碳材料电极层1表面，45℃下干燥4h，在碳材料电极层1上形成离子导电凝胶层2，厚度控制在100μm。
S4、将1.5g 步骤S1中制得的多孔热塑性聚氨酯纤维膜浸泡在10g混合溶液中4h，混合溶液由4g聚3, 4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸水溶液、0.5g二甲基亚砜和5.5g去离子水组成，其中，PEDOT:PSS水溶液中PEDOT:PSS的质量分数为1.5%，浸泡后取出于80℃下干燥6h，得到电致变色功能层3，该层总重量为1.56g，PEDOT:PSS浸泡多孔热塑性聚氨酯纤维膜后，多孔热塑性聚氨酯纤维膜中含PEDOT:PSS质量为0.06g，即PEDOT:PSS与多孔热塑性聚氨酯纤维膜的质量比为1∶25。将电致变色功能层3附着在步骤S3制得的离子导电凝胶层2上方，利用真空自贴合机将碳材料电极层1、离子导电凝胶层2、电致变色功能层3进行真空贴合封装，得到可拉伸的层状热伪装材料。
实施例3
一种本发明的可拉伸的层状热伪装材料，包括由下至上依次叠层设置的碳材料电极层1、离子导电凝胶层2和电致变色功能层3，碳材料电极层1为掺杂有炭黑颗粒和羧基化碳纳米管的静电纺丝多孔热塑性聚氨酯纤维膜层，离子导电凝胶层2为水性聚氨酯和离子液体的混合干燥膜层，电致变色功能层3为表面涂覆及内部渗透有聚3, 4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸的静电纺丝多孔热塑性聚氨酯纤维膜。
本实施例中，可拉伸的层状热伪装材料的厚度为220μm ，碳材料电极层1的厚度为60μm，离子导电凝胶层2的厚度为100μm，电致变色功能层3的厚度为60μm。
一种本实施例的可拉伸的层状热伪装材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将3g热塑性聚氨酯颗粒加入到由1g二甲基亚砜，15g N, N-二甲基甲酰胺和1g四氢呋喃组成的混合溶剂中，70℃搅拌2h，得到均匀的质量分数为15%的热塑性聚氨酯的有机溶液，进行静电纺丝，静电纺丝工艺所用条件为：温度25℃，湿度20%，正极电压8 kV，负极电压-1 kV，纺丝针头直径20 G，热塑性聚氨酯的有机溶液流速1.5 mL/h，针头距收集滚筒直线距离14 cm，收集滚筒转速180 rad/min，收集时间8h，得到预制热塑性聚氨酯纤维膜，将预制热塑性聚氨酯纤维膜置于等离子体清洗机中利用空气等离子体对其进行3min表面处理，功率为29.6W，真空度为0.05MPa，45℃下干燥3h，得到一张后处理完成的多孔热塑性聚氨酯纤维膜。采用S1中的步骤制备两张同样的后处理完成的多孔热塑性聚氨酯纤维膜，待用。
S2、将0.1g炭黑颗粒与2g羧基化碳纳米管在200g去离子水中混合，利用细胞粉碎机超声40min，配置炭黑颗粒/羧基化碳纳米管混合分散液，即CB/CNT混合分散液，其中，炭黑颗粒的粒径为20nm～23nm，羧基化碳纳米管的外径为10nm～20nm、内径为5nm～10nm、长度为10μm～30μm，羧基化碳纳米管中羧基的质量百分含量为2.00%。将按照步骤S1制备得到的其中一张多孔热塑性聚氨酯纤维膜置于CB/CNT混合分散液中浸泡2h，然后将纤维膜从溶液中取出，在烘箱60℃条件下干燥2h，得到碳材料电极层1。
S3、将3.75g水性聚氨酯原液（水性聚氨酯质量为1.5g）和1.5g离子液体1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐EMIM:TFSI在12.5g去离子水中搅拌溶解，其中水性聚氨酯原液为从厂家购置的初始水性聚氨酯水溶液，水性聚氨酯质量浓度为400mg/g，混合液通过流延法均匀涂覆在步骤S2制得的碳材料电极层1表面，45℃下干燥4h，在碳材料电极层1上形成离子导电凝胶层2，厚度控制在100μm。
S4、将1.5g 步骤S1中制得的多孔热塑性聚氨酯纤维膜浸泡在10g混合溶液中4h，混合溶液由4g聚3, 4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸水溶液、0.5g二甲基亚砜和5.5g去离子水组成，其中，PEDOT:PSS水溶液中PEDOT:PSS的质量分数为1.5%，浸泡后取出于80℃下干燥6h，得到电致变色功能层3，该层总重量为1.56g，PEDOT:PSS浸泡多孔热塑性聚氨酯纤维膜后，多孔热塑性聚氨酯纤维膜中含PEDOT:PSS质量为0.06g，即PEDOT:PSS与多孔热塑性聚氨酯纤维膜的质量比为1∶25。将电致变色功能层3附着在步骤S3制得的离子导电凝胶层2上方，利用真空自贴合机将碳材料电极层1、离子导电凝胶层2、电致变色功能层3进行真空贴合封装，得到可拉伸的层状热伪装材料。
实施例4
一种本发明的可拉伸的层状热伪装材料，包括由下至上依次叠层设置的碳材料电极层1、离子导电凝胶层2和电致变色功能层3，碳材料电极层1为掺杂有炭黑颗粒和羧基化碳纳米管的静电纺丝多孔热塑性聚氨酯纤维膜层，离子导电凝胶层2为水性聚氨酯和离子液体的混合干燥膜层，电致变色功能层3为表面涂覆及内部渗透有聚3, 4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸的静电纺丝多孔热塑性聚氨酯纤维膜。
本实施例中，可拉伸的层状热伪装材料的厚度为220μm ，碳材料电极层1的厚度为60μm，离子导电凝胶层2的厚度为100μm，电致变色功能层3的厚度为60μm。
一种本实施例的可拉伸的层状热伪装材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将3g热塑性聚氨酯颗粒加入到由1g二甲基亚砜，15g N, N-二甲基甲酰胺和1g四氢呋喃组成的混合溶剂中，70℃搅拌2h，得到均匀的质量分数为15%的热塑性聚氨酯的有机溶液，进行静电纺丝，静电纺丝工艺所用条件为：温度25℃，湿度20%，正极电压8 kV，负极电压-1 kV，纺丝针头直径20 G，热塑性聚氨酯的有机溶液流速1.5 mL/h，针头距收集滚筒直线距离14 cm，收集滚筒转速180 rad/min，收集时间8h，得到预制热塑性聚氨酯纤维膜，将预制热塑性聚氨酯纤维膜置于等离子体清洗机中利用空气等离子体对其进行3min表面处理，功率为29.6W，真空度为0.05MPa，45℃下干燥3h，得到一张后处理完成的多孔热塑性聚氨酯纤维膜。采用S1中的步骤制备两张同样的后处理完成的多孔热塑性聚氨酯纤维膜，待用。
S2、将0.1g炭黑颗粒与2g羧基化碳纳米管在200g去离子水中混合，利用细胞粉碎机超声40min，配置炭黑颗粒/羧基化碳纳米管混合分散液，即CB/CNT混合分散液，其中，炭黑颗粒的粒径为20nm～23nm，羧基化碳纳米管的外径为10nm～20nm、内径为5nm～10nm、长度为10μm～30μm，羧基化碳纳米管中羧基的质量百分含量为2.00%。将按照步骤S1制备得到的其中一张多孔热塑性聚氨酯纤维膜置于CB/CNT混合分散液中浸泡2h，然后将纤维膜从溶液中取出，在烘箱60℃条件下干燥2h，得到碳材料电极层1。
S3、将2.5g水性聚氨酯原液（水性聚氨酯质量为1g）和1.5g离子液体1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐EMIM:TFSI在12.5g去离子水中混合，其中水性聚氨酯原液为从厂家购置的初始水性聚氨酯水溶液，水性聚氨酯质量浓度为400mg/g，混合液通过流延法均匀涂覆在步骤S2制得的碳材料电极层1表面，45℃下干燥4h，在碳材料电极层1上形成离子导电凝胶层2，厚度控制在100μm。
S4、将1.5g 步骤S1中制得的多孔热塑性聚氨酯纤维膜浸泡在10g混合溶液中4h，混合溶液由4g聚3, 4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸水溶液、0.5g二甲基亚砜和5.5g去离子水组成，其中，PEDOT:PSS水溶液中PEDOT:PSS的质量分数为1.5%，浸泡后取出于80℃下干燥6h，得到电致变色功能层3，该层总重量为1.56g，PEDOT:PSS浸泡多孔热塑性聚氨酯纤维膜后，多孔热塑性聚氨酯纤维膜中含PEDOT:PSS质量为0.06g，即PEDOT:PSS与多孔热塑性聚氨酯纤维膜的质量比为1∶25。将电致变色功能层3附着在步骤S3制得的离子导电凝胶层2上方，利用真空自贴合机将碳材料电极层1、离子导电凝胶层2、电致变色功能层3进行真空贴合封装，得到可拉伸的层状热伪装材料。
实施例5
一种本发明的可拉伸的层状热伪装材料及其制备方法，与实施例1基本相同，区别仅在于：步骤S3中，离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈EMIM:DCA。
实施例6
一种本发明的可拉伸的层状热伪装材料及其制备方法，与实施例2基本相同，区别仅在于：步骤S3中，离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈EMIM:DCA。
实施例7
一种本发明的可拉伸的层状热伪装材料及其制备方法，与实施例3基本相同，区别仅在于：步骤S3中，离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈EMIM:DCA。
实施例8
一种本发明的可拉伸的层状热伪装材料及其制备方法，与实施例4基本相同，区别仅在于：步骤S3中，离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈EMIM:DCA。
本实施例1-8制备得到的可拉伸的层状热伪装材料的离子导电凝胶层2在离子液体分别为EMIM:TFSI和EMIM:DCA时不同WPU/离子液体质量比下的离子电导率曲线如图8所示，从图8可以看出，随着离子液体含量增加，两种离子导电层的电导率均大幅提高，虽然水性聚氨酯WPU与EMIM:DCA的质量比为1∶1时，离子电导率和同质量比例下WPU与EMIM:TFSI的混合体系有所区别，但二者整体电导率差别不大，所能达到的效果都很好。总体来说，当WPU与离子液体的质量比为4∶1，2∶1及4∶6时，这两种离子导电凝胶层2的离子电导率基本持平，在WPU与离子液体质量比达到4∶6时，两种离子导电凝胶层2的离子电导率均可达到5×10-3S/cm。
对比例1
一种层状热伪装材料的制备方法，制备过程与实施例1基本相同，区别仅在于：步骤S4中不使用多孔热塑性聚氨酯纤维膜，而是将4g导电高分子PEDOT:PSS的水溶液，0.5g二甲基亚砜和5.5g去离子水充分混合后倒入固定尺寸，与实施例1中步骤S4所用纤维膜尺寸保持一致模具中，80℃下干燥6h，脱模取出后得到电致变色层。
本对比例制备得到的层状热伪装材料的拉伸力学性能采用万能拉伸试验机来表征，其拉伸断裂曲线如图4所示，从图4可以看出，该层状热伪装材料最大断裂应变仅为2.5%。这里需要说明，由于制备的层状热伪装材料由电致变色层、离子导电凝胶层2和碳材料电极层1构成，需要三者共同配合才可正常发挥热伪装功能，因此，层状热伪装材料受制于其中任何一层的功能限制，在本对比例中，由于电致变色层为PEDOT:PSS，脆性较大，其断裂应变仅为2.5%，断裂后即认定失效，所以可以认为整个层状热伪装材料的断裂应变仅为2.5%，远低于本发明实施例1。
对比例2
一种层状热伪装材料的制备方法，制备过程与实施例1基本相同，区别仅在于：步骤S1中，在得到质量分数为15%的热塑性聚氨酯的有机溶液后，不采用静电纺丝工艺得到预制热塑性聚氨酯纤维膜，而是采用简单浇铸法得到预制TPU浇铸膜，之后将其置于等离子体清洗机中利用空气等离子体对其进行3min表面处理，45℃下干燥3h，得到后处理完成的TPU浇铸膜。
该对比例制备得到的层状热伪装材料的碳材料电极层1在60%应变下电阻相对变化值曲线如图9所示，从图9可以看出，在60%的拉伸应变下，碳材料电极层1的电阻变化率并不固定，而是随着时间的增加而增大；同理，该层状热伪装材料的电致变色层在60%的拉伸应变下，其电阻变化率也不固定，各层在应变恢复到0%时，电阻均明显高于未拉伸状态下各自对应的初始电阻R0，这表明该对比例制备得到的层状热伪装材料在不同应变条件下不具备电阻稳定变化的可靠性。因此，该对比例制备得到的层状热伪装材料形变恢复后，其电学性能会发生明显改变，进而破坏其热伪装性能，所以对于该对比例制备得到的层状热伪装材料，在不同应变条件下其碳材料电极层1和电致变色层电阻稳定变化的可靠性远低于发明实施例1，即不同应变恢复后热伪装性能的稳定性远低于本发明。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种可拉伸的层状热伪装材料，其特征在于，包括由下至上依次设置的碳材料电极层（1）、离子导电凝胶层（2）和电致变色功能层（3），所述碳材料电极层（1）为掺杂有炭黑颗粒和羧基化碳纳米管的静电纺丝多孔热塑性聚氨酯纤维膜层，所述离子导电凝胶层（2）为水性聚氨酯和离子液体的混合干燥膜层，所述电致变色功能层（3）为掺杂有聚3, 4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸的静电纺丝多孔热塑性聚氨酯纤维膜层。
2.根据权利要求1所述的可拉伸的层状热伪装材料，其特征在于，所述可拉伸的层状热伪装材料的厚度为200μm～230μm，所述碳材料电极层（1）的厚度为50μm～60μm，所述离子导电凝胶层（2）的厚度为90μm～100μm，所述电致变色功能层（3）的厚度为60μm～70μm。
3.一种如权利要求1或2所述的可拉伸的层状热伪装材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备多孔热塑性聚氨酯纤维膜：将热塑性聚氨酯颗粒加入到混合溶剂中，所述混合溶剂由二甲基亚砜、N, N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃组成，搅拌后进行静电纺丝，得到预制热塑性聚氨酯纤维膜，经空气等离子体表面处理和干燥后，得到多孔热塑性聚氨酯纤维膜；
S2、制备碳材料电极层（1）：将炭黑颗粒与羧基化碳纳米管加入水中混合，经超声处理后，得到混合分散液，采用步骤S1制备的多孔热塑性聚氨酯纤维膜放至混合分散液中浸泡，取出后干燥，得到碳材料电极层（1）；
S3、制备离子导电凝胶层（2）：将水性聚氨酯水溶液、离子液体加入水中搅拌溶解，得到混合液，将混合液通过流延法均匀涂覆于步骤S2制得的碳材料电极层（1）表面，经干燥后，形成离子导电凝胶层（2），其中，所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐或1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈；
S4、制备可拉伸的层状热伪装材料：采用步骤S1制备的多孔热塑性聚氨酯纤维膜在混合溶液中浸泡，所述混合溶液由聚3, 4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸水溶液、二甲基亚砜和水组成，浸泡后取出干燥，得到电致变色功能层（3），将电致变色功能层（3）附着于所述离子导电凝胶层（2）上，经真空贴合封装，得到可拉伸的层状热伪装材料。
4.根据权利要求3所述的可拉伸的层状热伪装材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述热塑性聚氨酯颗粒、二甲基亚砜、N, N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃的质量比为2.5～3∶1∶15∶1，所述搅拌的温度为60℃～80℃，所述搅拌的时间为1h～2.5h。
5.根据权利要求3所述的可拉伸的层状热伪装材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述静电纺丝的工艺条件为：温度为25℃～30℃，湿度为20%～30%，正极电压为8kV，负极电压为-1kV，纺丝针头的直径为20G，液体流速为1.5mL/h～2.0mL/h，纺丝针头距收集滚筒的直线距离为14cm～16cm，收集滚筒的转速为180rad/min～210rad/min，收集时间为8h～8.5h。
6.根据权利要求3所述的可拉伸的层状热伪装材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，炭黑颗粒、羧基化碳纳米管和水的质量比为1∶5～20∶2000，所述炭黑颗粒的粒径为20nm～23nm，所述羧基化碳纳米管的外径为10nm～20nm，所述羧基化碳纳米管的内径为5nm～10nm，所述羧基化碳纳米管的长度为10μm～30μm，所述羧基化碳纳米管中羧基的质量分数为2%～3%。
7.根据权利要求3所述的可拉伸的层状热伪装材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，水性聚氨酯水溶液中的水性聚氨酯、离子液体、水的质量比为1～6∶1～1.5∶12～14，所述水性聚氨酯水溶液中水性聚氨酯的质量浓度为400mg/g，所述干燥的温度为40℃～50℃，所述干燥的时间为3h～4h。
8.根据权利要求3～7中任一项所述的可拉伸的层状热伪装材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述聚3, 4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸水溶液中聚3, 4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸的质量分数为1.3%～1.7%，所述混合溶液中，聚3, 4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸水溶液的质量分数为35%～45%，二甲基亚砜的质量分数为5%～8%；聚3, 4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸与多孔热塑性聚氨酯纤维膜的质量比为1∶20～40。
9.根据权利要求3～7中任一项所述的可拉伸的层状热伪装材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述空气等离子体表面处理的功率为29.6W～40W、真空度为0.05MPa～0.07MPa、处理时间为3min～5min，所述干燥的温度为40℃～50℃，所述干燥的时间为3h～5h。
10.根据权利要求3～7中任一项和所述的可拉伸的层状热伪装材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述超声处理的时间为40min～50min，所述浸泡的时间为2h～3h，所述干燥的温度为60℃～80℃，所述干燥的时间为2h～3h；
步骤S4中，所述浸泡的时间为4h～5h，所述干燥的温度为60℃～80℃，所述干燥的时间为4h～6h。
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