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详细信息

　　技巧范畴本公然的方面涉及导电防冰涂层体例及其创设和运用格式。 【后台技巧】

　　[0002] 严寒的气象条目煽动冰正在车辆外外上的积攒。 为了除冰,冰广泛会喷洒多量化学物质以煽动熔解。 附加地或代替地,车辆外外的电加热以熔解冰涉及多量能量消磨以煽动充塞除冰。 多量的化学品和/或能源消磨对车辆用户来说都是腾贵的。

　　[0003] 除冰对待诸如直升机的旋翼遨游器的旋翼叶片的机翼卓殊贫乏。 利用于旋翼遨游器的现有技巧除冰观念席卷电热除冰体例。 该体例照旧是联邦航空管制局和邦防部容许用于实行转子叶片的独一体例。

　　[0004] 虽然加热器策画持续取得矫正,但很众转子叶片原料不具备足够的机器强度以集成到当代高应变策画中。

　　[0005] 转子叶片技巧的另一个挑拨是有用且牢靠地去除配置正在转子叶片外外上(附近)的相容的边沿腐蚀制止层(比方,钛、镍和聚氨酯)。这是策画冰原料。 腐蚀涂层广泛是隔热的,这必要高能量消磨才力对转子叶片外外举办充塞除冰。 是以,古代的除冰原料不具备足够的电气本能以及正在阴恶境遇下的历久腐蚀障碍爱戴。 遨游器的车辆部件,更加是旋翼叶片上的老例一层或众层外外涂层广泛导电性不强而且具罕有百千欧至数十兆欧的薄层电阻率。 是以,飞机上的老例外外涂层会导致电荷正在飞机外外(和其他部件)上堆集。 除了无法消失电荷堆集除外,古代涂层还可能进一步矫正。 比方,耐雨水腐蚀、耐紫外光、耐高温、耐低温、柔韧性亏折、抗风沙和冰雹摧毁等耐久性参数的本能受到异常条目的影响。信托进一步可能对用于车辆(比方飞机)外外的古代外外涂层举办矫正。

　　[0006] 必要的是导电并供应其他矫正性情的原料。 还必要创设和运用此类原料的格式。 【出现概要】

　　[0007] 正在极少实行例中,涂覆衬底的格式席卷正在衬底上浸积包罗导电原料的导电涂层以具有约10欧姆/平方至约1000欧姆/平方的薄层电阻率,造成导电层。 该格式席卷正在导电层上浸积包罗纳米原料的防冰层以造成涂层体例。

　　[0008] 正在极少实行例中,供应具有导电层的涂层体例,该导电层席卷导电原料。 导电层具有约100欧姆/平方至约1000欧姆/平方的薄层电阻率。 该涂层体例席卷具有纳米原料的防冰层,该防冰层配置正在导电层之上。

　　[0009] 正在极少实行例中,供应具有包罗导电原料的导电层的涂层体例。 导电层席卷约100欧姆/平方至约1000欧姆/平方的薄层电阻率。 该涂层体例席卷具有低界面自正在能疏水原料的防冰层。 防冰层配置正在导电层之上。

　　[0010] 正在极少实行例中,供应席卷第一外外的根部、席卷第一外外并正在第一端相联到根部的中央部、第一外外和第一复合翼型件,其具有相联正在一端到中段的第二端。 涂层体例配置正在根部的第一外外、中央局限的第一外外、尖端局限的第一外外或其组合上。 涂层体例席卷含有导电原料的导电层。 涂层体例席卷具有安顿正在导电层上的纳米原料的防冰层。

　　[0011] 为了可能仔细阐明上述特点,现正在将参照阐发性实行例更详细地形容上面扼要轮廓的形容,此中极少正在附图中示出。 然而,附图仅阐发本公然的模范方面,是以不应被视为限度本公然的畛域,由于本公然可以招认其他一概有用的方面。请预防, 【图纸扼要阐发】

　　[图1A]附图阐发图1是依据本公然的极少方面的转子叶片的透视图;[图1B]

　　图1B是依据本公然的极少方面的图1A的转子叶片的截面了解图;[图1C]

　　附图阐发图1是依据本公然的极少方面的示例性导电防冰涂层体例的侧视图;[图3]

　　附图阐发图1是阐发依据本公然的极少方面造成涂层体例的格式的流程图;【图4】

　　图4是描画依据本公然的极少方面的种种涂层所需的总功率的比拟图; [0013]

　　为了便于阐明,正在可以的境况下运用了沟通的附图符号来指示众幅图有的沟通元件。 附图未按比例绘制而且可以为了理会起睹被简化。 据信,一个方面的因素和特点可能有利地并入其他方面而无需进一步报告。 [实行出现的方法] [0014]

　　本公然的方面普通涉及众层导电防冰涂层体例和造成众层导电防冰涂层体例的格式。 该原料具有高导电性和抗冰性情。 导电防冰涂层体例可用于涂覆机翼部件。 如本文所用,“机翼”席卷机翼或叶片(螺旋桨、转子或涡轮机)形式的基底。 机翼席卷旋翼叶片,旋翼叶片是盘旋翼或固定翼飞机的固定机翼外外。 机翼,比方转子叶片,席卷一个或众个外外,比方外面面,以及一个或众个部件(比方,下文进一步仔细形容的那些)。 如本文所述的“翼型部件”席卷适于造成与一个或众个其他翼型部件组合的翼型的任何适当的组织。 [0015]

　　本公然的转子叶片席卷一个或众个转子叶片部件。 如本文所述的“转子叶片部件”席卷适于造成与一个或众个其他转子叶片部件组合的转子叶片的任何适当的组织。 附图阐发图1A是依据本公然的极少方面的转子叶片的透视图; 如图 1A 所示,主旋翼组件(未显示)的转子叶片 100 由根部局限 102、中央局限 104 和尖端局限构成。 区段102、104、106中的每一个都具有适于治疗转子叶片的氛围动力学性情以推广转子叶片翼展上的速率的任何形式。 局限102、104、106的长度根本上沟通或正在互相长度的10%以内。 端头局限 106 席卷成角度的形式,比方上反角形、大教堂形、加尔形和弯曲形等。 转子叶片局限 102、104、106 沿纵向轴线 P 定位正在第一边沿 112 和第二边沿 114 之间以及盘旋轴线 之间。它限度了叶片 100 的翼展。 [0016]

　　图1B是图1A的转子叶片的剖视了解图。 如图1B所示,转子叶片100由上蒙皮116、芯118、翼梁120(比方,主翼梁)、下蒙皮122和前缘组件124构成。 芯118席卷轻质泡沫原料、蜂窝原料或它们的组合。 外皮116和122席卷一层或众层预浸复合原料,比方嵌入任何适当的树脂基体原料中的编织玻璃纤维原料。 树脂基体原料席卷环氧树脂、聚酰亚胺齐集物基复合原料、双马来酰亚胺高温齐集物基复合原料、无机齐集物、聚苯并恶唑、聚苯并恶嗪、聚醚醚酮或其组合。 备选地或附加地,本公然的众层导电防冰涂层体例150可能利用于转子叶片的一个或众个部件,比方和/或可能配置正在(比方,附近于)106的外外上,蒙皮116和122、芯118、边沿组件124、配重组件126和/或翼梁120。 翼梁120、芯部118和蒙皮116和122广泛被称为袋组件,其前部被前缘组件124笼罩。 翼梁120可席卷钛、其他金属、复合原料或它们的组合。 正在起码一方面,翼梁120、芯118、蒙皮116和122以及前缘组件124是可席卷展向长度(与弦向长度相反)的种种组合的众个区段。 [0017]

　　图1C、1D和1E是图1A的转子叶片的放大剖视图。 如图1C所示,边沿组件124可能由一层耐磨原料130制成,比方钛腐蚀层或镍腐蚀层,以制止磨损。 耐磨原料层130仅是可选的而且可能配置(比方,粘合)到导电防冰涂层体例150。 如本文所用,“耐磨性”由一种或众种格式界说,比方依据 ASTM G73-10 的雨水腐蚀、依据 STP 474 的原料正在超音速下的腐蚀率-速率依赖性,以及 ASTM 运用一种或众种磨损丈量依据 D968-17 对有机涂层的耐磨性。 如图1D所示,本公然的边沿组件124席卷导电防冰涂层体例150而且不席卷非常的耐磨原料层130。 如图1D所示,正在极少实行例中,导电防冰涂层体例150席卷淘汰或消亡对附加耐磨原料层130的必要的耐磨性。 正在极少实行例中,图 1C 或 1D 的导电防冰涂层体例 150 席卷二氧化硅、碳化硅、氧化铝云母、铝片或此中一种或众种的组合以供应非常的耐磨性。 通过调度装载浓度和粒径来蜕化防冰结果。 导电防冰涂层体例150被安置(比方,粘合)到翼梁120和/或配重组件126。 边沿组件124可能席卷任何非常的适当的耐磨和静电耗散原料。 粘合剂可能是聚酯胶和/或环氧树脂胶。 图1E显示了被图案化成部件的电极152,每个电极耦合到引线,电压被施加到该引线具有大于一的长宽比(比方纵横比)。 导电防冰涂层体例150涂覆正在一个或众个电极152上。 依然浮现导电防冰涂层体例150供应纵横比大于1的电极152的运用,比方1.5至20,比方2至10,比方5至7。 通过可以运用纵横比大于1的电极,必要更少的引线,从而减轻了通盘部件的重量。 [0018]

　　配重组件126由填充原料136制成,配重138位于此中。 填料136席卷一层或众层预浸复合原料,比方编织玻璃纤维原料,嵌入适当的树脂基体原料中,此中席卷配重138。 树脂基原料可为环氧树脂、聚酰亚胺高温齐集物基复合原料、双马来酰亚胺高温齐集物基复合原料、无机齐集物、聚苯并恶唑、聚苯并恶嗪、聚醚醚酮或其组合。 配重组件126粘合到翼梁120的边沿,使得它定位正在导电防冰涂层体例150和翼梁120的边沿之间。 配重组件126为转子叶片100供应重量均衡。 正在起码一方面,配重组件126从根部局限102沿展向延长至末梢局限106以供应均衡转子叶片100的重量的重量分散而且由泡沫、钨、铅或任何其他原料制成。由重量 138 制成,它是以下物质的同化物 [0019]

　　本公然的原料供应转子叶片外外和/或转子叶片部件的敏捷外外加热(比方,至约100°C的温度,诸践约150°C或更高的温度),从而用于符合脱除的能量消磨淘汰了一个或众个转子叶片部件的结冰。 如本文所用,术语“除冰”是指从外外去除雪、冰或霜。 敏捷外外加热是理思且有利的,由于与模范的转子叶片比拟,它淘汰了转子叶片加热器的总能量需求。 古代的加热器只可熔解冰界面,盘旋叶片固有的离心力可能将冰从外外移除。 若是加热速度太低,或者若是对薄冰层举办加热,则冰不会分层,由于离心力的巨细亏折以摧毁冰/转子的连系。 正在这种境况下,冰会个别熔解,液态水会流到叶片的后部并再次冻结。 这种称为回流的进程是晦气的,由于再冷冻场所广泛正在受加热器影响的区域除外,而且不行用非常的加热器脉冲去除冰。 别的,最大叶片厚度相近的再冻结场所广泛位于显着低浸机翼本能的区域。 外外加热越速,积冰熔解得越速。 施加的更高功率基于冰厚度和冰温度。 功率越高,现有的冰熔解得越速,制止结冰的可以性就越大。 本文所述的导电防冰涂层体例150具有胜过冰堆集速率的加热速度。 [0020]

　　正在起码一方面,正在本公然的转子叶片内没有加热器。 别的,与模范的转子叶片加热器区别,本公然的原料可能配置正在转子叶片翼梁120之上或之上。 这容许正在根本上不拆卸转子叶片的境况下容易地补缀转子叶片的部件,比方补缀加热器。 [0021]

　　图2是示例性导电防冰涂层体例150的侧视图,比方,双层导电防冰涂层体例。 导电防冰涂层体例150席卷配置正在基底204上的导电层206。 衬底204可能席卷配置正在部件204A的外外上的一个或众个绝缘层204B。 绝缘层204B可由树脂原料制成。 示例性树脂原料席卷环氧树脂、热塑性塑料、酚醛树脂或硅树脂,其特点正在于正在高温下耐用且可操作。 正在极少方面,树脂原料席卷耐热树脂原料,比方热固性或热塑性齐集物,比方聚氨酯。 部件204A可能是图1A、1B和1C中形容的机翼部件。 正在极少实行例中,部件204A是转子。 铝箔通过轮毂嵌入转子中并电相联到本文所述的导电防冰涂层体例150以供电。 正在极少实行例中,用于对基板204除冰的功率央浼是大约5瓦特/英寸。

　　是。 正在极少实行例中,部件204A和绝缘层204B各自具有约12.7μm至约127μm的厚度。 该厚度可能是任何适当的厚度,这取决于供应电远离的部件的类型。 [0022]

　　导电层206中导电原料的重量百分比为约0.1wt%至约80wt%,例践约20wt%至约60wt%,例践约10wt%至约10wt%,基于席卷导电原料的导电层的总重量,25wt%。 导电原料可能是聚苯胺(PANI)、聚(乙烯二氧噻吩)(PEDOT)或其组合。 导电原料可能掺杂一种或众种磺酸。 导电原料可能是聚苯乙烯磺酸(PSS)、二壬基萘磺酸(DNNSA)、十二烷基苯磺酸(DDBSA)中的一种或众种掺杂的PANI或PEDOT。 导电原料供应雷击爱戴,比方静电荷耗散和电磁屏障。 采用导电原料以供应与导电防冰涂层体例150的其他部件的相容性。 相容性席卷融解度、混溶性和整个加工容易度等性情。 别的,导电原料供应了用于除冰的高导电性和宁静性。 [0023]

　　导电层206还席卷粘合原料。 粘合剂原料可能是聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸酯、环氧树脂、含缩水甘油基-Si-Zr的溶胶-凝胶、热塑性塑料如聚酯、树脂如苯氧基树脂、密封剂如众硫化物,或其同化物。 用于导电层206的粘合剂原料是基于其与下面的外外(比方,基板、电极、绝缘层)以及与防冰层的相容性来采用的。 导电层206可能席卷热宁静剂,比方金属氧化物,比方氧化锌。 基于导电层206的总重量,导电层206中热宁静剂的重量百分比可为约0.1wt%至约10wt%,例践约1wt%至约2wt%,或约3wt% % 至约 5 wt%。 导电层206可能不含热宁静剂。 热宁静剂供应热宁静性和紫外线 (UV) 宁静性。 热宁静剂可能起到热宁静剂和纳米原料的影响。 热宁静效力可以次于本文所述的纳米原料效力。 [0024]

　　导电层206的厚度可介于约0.1μm与约100μm之间,例践约1μm至约8μm,例践约2μm至约6μm,或约15μm至约35μm。 导电层206的厚度基于部件的效力、预期的结冰条目kb官网、预期的磨损和扯破条目表露以及部件的结冰倾从来确定。 较厚的导电层206更耐磨损和巩固的除冰本能。 本公然的原料的电性情使得可以对翼面除冰,比方,转子叶片外外和/或转子叶片部件。 与具有较低电导率的原料比拟,原料的较高电导率容许原料层的厚度减小。 减小厚度可能减轻通盘部件的重量。 厚度支配导电防冰涂层体例150的电阻。 较厚的涂层更具导电性并供应更高的功率。 小于约 1 微米的薄原料层有利于受限组织(比方转子叶片的翼梁)中的导电外外利用。 比方,安置正在翼梁上的老例原料具罕有千英寸的厚度而且会骚扰原料与防侵蚀层的连系。 附出力受到与腐蚀爱戴层不相容或与腐蚀爱戴层粘附不良的基材的影响。 正在起码一实行例中,用于本出现的导电层206的原料的薄层电阻率(比方欧姆每平方(Ω/□)为薄层电阻的单元)为10

　　约 1 至约 10000 欧姆/平方,例践约 10 欧姆/平方至约 100 欧姆/平方,或约 50 欧姆/平方至约 150 欧姆/平方,例践约 200 欧姆/平方,通过 ASTM B193-20 丈量对待小于欧姆(每平方)□ 至约 500Ω/□。 [0025]

　　电导率与薄层电阻率的倒数成正比,并供应静电耗散和除冰效力。 正在必要耐用涂层的航空航天利用中,薄层导电层 206 自己可以亏折以耐用,而且导电涂层可以运用高能量来操作。 依然浮现可能将防冰层208安置正在薄导电层206上以淘汰操作导电涂层的能量。 正在没有防冰层208的境况下,必要必定量的功率(比方P)来制止冰堆集。 一个 100% 有用的完善防冰涂层(比方完善的防冰涂层)底子不必要动力。 若是防冰涂层有 50% 的有用性,则所需的功率将为 P/2。 防冰层208淘汰了电力需求。 导电防冰涂层体例150正在运用老例涂层的区域卓殊有效,此中依然调查到大畛域腐蚀,比方前缘机翼或转子叶片外外。 固然不希冀受任何外面的牵制,但据信防冰层208有助于正在过冷水蒸气接触部件外外时淘汰冰的堆集。 导电层206被电加热以熔解任何堆集的冰。 双层导电防冰涂层体例150比独自运用每个独自的层更有用而且运用更少的能量。 导电防冰涂层体例150的每一层的构成和厚度可能依据待涂覆的部件举办调度。 正在没有防冰层208的境况下,如正在老例涂层体例中那样,导电层206将运用更众的能量来符合地熔解堆集的冰。 老例的除冰体例对衬底204的某些局限除冰而且冰可以堆集正在衬底204的其他局限上。 当积冰搬动到外外的区别局限时,可以会展示不均衡。 本文所述的除冰体例因为其疏水性情而实用于通盘外外的温度转变,而且传导层供应了正在基底外外区别局限上堆集的冰的搬动。跟着加热进一步搬动。 [0026]

　　防冰层208席卷衬底。 正在极少实行例中,基材是选自聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸酯、环氧树脂、含缩水甘油基-Si-Zr的溶胶-凝胶、聚酯、苯氧基树脂、众硫化物、含氟齐集物、聚硅氧烷或其同化物的齐集物。 正在极少实行例中,基材是基于含氟齐集物(比方,聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯)或聚硅氧烷(比方,聚二甲基硅氧烷)的齐集物。 正在极少方面,基材是溶胶-凝胶、硅基原料、聚酯或其同化物。 正在极少实行例中,基材是疏水原料,比方依据ASTM D7334-08 (2013)接触角大于90度的原料。 基材可能是含氟齐集物或聚硅氧烷。 防冰层208还可能席卷纳米原料。 纳米原料席卷二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锌、含氟齐集物、硅树脂、氟衍生物、聚四氟乙烯 (PTFE)(比方特氟龙

　　)、乙二醇基砌块(如防冻剂)如单乙二醇、单丙二醇、乙二醇、丙二醇、丙二醇甲醚等,碳基纳米原料、碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、效力化石墨烯或其组合。 正在某些方面,纳米原料是二氧化硅或金属氧化物,比方铝

　　可 正在极少方面,纳米原料是纳米颗粒、纳米棒、纳米纤维、纳米片及其组合。 纳米原料如纳米棒具有随机形式和种种纵横比,如大于约1.0,践约1.5至约2.0,或大于约2.5,如大于100,如大于1000,如它具有纵横比大于 1,000,000。 正在极少实行例中,纳米原料举动填料或用于授予防冰层208的外外粗疏度的效力而并入基底中。 运用工业中已知的任何格式丈量外外粗疏度,比方依据 ISO 3274:1996 的几何产物类型 (GPS)、外外纹理:剖面法、接触(触笔)仪器的标称性情。 还运用激光轮廓仪格式丈量外外粗疏度。 如本文所用,术语“纵横比”是指最大长度标准与最小长度标准之比。 纳米原料的均匀长度畛域为约10nm至约500nm,例践约100nm至约200nm,或约250nm至约350nm。 正在极少实行例中,纳米原料是10nm至10cm,例践约1000nm至约3cm的碳纳米管。 [0027]

　　防冰层208的基材席卷与导电层206的粘合原料沟通的原料或众种原料。 正在导电层206和防冰层208中席卷沟通的一种或众种原料正在防冰层208和导电层206之间的涂层界面212处供应了精良的界面粘附。 巩固的界面粘协力是可以的,由于两层中包罗的沟通原料会彼此粘合。 正在极少实行例中,防冰层208中的纳米原料由与导电层206中的热宁静剂沟通的一种或众种原料构成。 正在极少实行例中,导电层206和防冰层208各自正在两个层中都包罗聚氨酯和ZnO以供应精良的界面粘同意淘汰的热膨胀/缩小(比方,矫正的原料相容性)。 防冰层208供应精良的电绝缘,比方零外外薄层电阻率。 防冰层208可席卷低外外能增添剂或吸湿增添剂。 防冰层208满意老例航空航天叠层的雨水腐蚀央浼。 腐蚀央浼依据 ASTM G73-10 通过盘旋臂腐蚀丈量。 正在极少方面,纳米原料席卷用选自烷基硅烷、烷基二硅氮烷、含氟齐集物及其组合的疏水原料外外改性的纳米颗粒。 防冰层208具有疏水性(排斥液体)、防冰(防冻)和耐用性。 如本文所用,耐久性是指陆续起码一次旋翼遨游器运用或众次贸易遨游。 安顿正在防冰层208内的纳米原料贬抑导电防冰涂层体例150的外外上的冰核化。 卓殊地,该外外可能排斥水,淘汰和/或延缓冰正在零下温度和压力下的堆集。 基于防冰层的总重量,防冰层208中基材的重量百分比可为约5wt%至约90wt%,例践约10wt%至约40wt%。 208. 与由导电层206或防冰层208构成的涂层比拟,导电层206和防冰层208一同供应矫正的耐久性和防冰本能,同时减小厚度。已浮现造成防冰涂层体例150。 因为存正在防冰层208,导电层206和防冰层208的组合容许更薄的涂层体例和/或更低的功率央浼。 纳米原料正在防冰层208中的重量百分比为约0.5wt%至约25wt%,例践约10wt%至约20wt%,或约5wt%至约10wt%。 正在极少实行例中,防冰层 208 的厚度可为约 0.1 μm 至约 1500 μm,例践约 100 μm 至约 1020 μm,例践约 200 μm 至约 600 μm,或约 300 μm 至约500 微米。 正在极少实行例中,防冰层208的厚度与导电层沟通,或者正在导电层厚度的约10%以内。 正在极少实行例中,导电层厚度与防冰层厚度的比率为约1:1至约1:100,例践约1:10至1:40。 正在极少实行例中,防冰层208推广了薄导电层利用的非常耐久性,比方,从大约0.1μm到大约1μm。 依据耐久性央浼,与导电层比拟,防冰层的厚度推广。 独自的导电层206对待航空航天利用来说不足耐用。 增添防冰层208为体例供应整个耐久性并淘汰导电涂层运转所需的能量。 老例导电涂层运用推广的厚度来适宜耐久性利用,而进一步推广老例导电涂层以到达相同的防冰本能对待适航性来说倡导重量过大。 [0028]

　　环氧树脂席卷局限固化的环氧树脂、某些增添的环氧树脂、含有催化剂的双组分环氧树脂(比方,可从加利福尼亚州贝波因特的 Henkel Corporation 取得的 HYSOL® EA 956 环氧树脂)、树脂和含有固化剂(比方,可从 Struers A/S, Ballerup, Denmark 取得的 EPOFIX 树脂),氨基酚的三缩水甘油醚(比方,来自 Huntsman Advanced Materials, Monthly, Switzerland 的 Araldite MY 0500 或 MY 0510),N,N,N,N -四缩水甘油基-间苯二甲胺(例*自瑞士月刊Huntsman Advanced Materials 的Araldite MY0720 或MY0721)及其同化物。 环氧树脂还席卷双官能环氧树脂,比方基于双酚-A (Bis-A) 或双双酚-F (Bis-F) 的环氧树脂。 Bis-A 环氧树脂可举动 Araldite GY6010 (Huntsman Advanced Materials) 或 DER 331 购自 Dow Chemical Company (Midland, Michigan)。 Bis-F 环氧树脂可举动 Araldite GY281 和 GY285 (Huntsman Advanced Materials) 商购。 比方,环氧树脂适合举动飞机外部的热固性原料,由于它们正在比方转子叶片的防侵蚀原料的前缘外外后方或下方经久耐用。 [0029]

　　聚苯胺比方具有式(I): TIFF1.tif29170,此中 x 是正整数,比方介于约 10 和约 10,000 之间的整数、聚苯胺、无色翡翠亚胺、翡翠亚胺和 (per)nigraniline、它们的同化物、它们的盐,或者是碱。 聚苯胺是未代替的、单代替的或众代替的(比方,二代替的、三代替的或四代替的),此中每个代替实例独随即是烷基(比方,C1-C20烷基)、芳基、氨基、硝基或卤素(-F、- Cl, -Br, -I); [0030]

　　聚(乙烯二氧噻吩)比方具有式(II): TIFF2.tif60170,此中 x 是正整数,比方介于约 10 和约 10,000 之间的整数,聚(乙烯二氧噻吩)和/或其盐。 聚(乙烯二氧噻吩)是未代替的、单代替的或众代替的(比方,二代替的、三代替的或四代替的),此中每个代替实例独随即是烷基(比方,C1-C20烷基)、芳基、氨基、硝基和卤素(-F , -Cl, -Br, -I)。 [0031]

　　聚(苯乙烯磺酸盐)比方具有式(III): TIFF3.tif59170,此中 x 是正整数,比方介于约 10 和约 10,000 之间的整数,聚(苯乙烯磺酸盐)和/或其盐。 聚(苯乙烯磺酸盐)是未代替的、单代替的或众代替的(比方,二代替的、三代替的或四代替的),此中每个代替实例独随即是烷基(比方,C1-C20烷基)、芳基、氨基、硝基和卤素(- F、-Cl、-Br、-I)。 [0032]

　　(此中x是正整数,比方介于约10和约10,000之间的整数)和/或其盐。 R。

　　独随即是C1-C20烷基或C1-C20羟烷基。 正在起码一个实行例中,R

　　是甲基。 丙烯酸酯席卷羟烷基聚丙烯酸酯、羟烷基聚甲基丙烯酸酯、烷基聚丙烯酸酯和烷基聚甲基丙烯酸酯。 适当的聚丙烯酸羟烷基酯或聚甲基丙烯酸羟烷基酯的实例席卷聚(2-羟乙基丙烯酸酯)、聚(2-羟-1-甲基乙基丙烯酸酯)、聚(2-羟丙基丙烯酸酯)、聚(3-羟丙基丙烯酸酯)、聚(2-羟丁基丙烯酸酯)丙烯酸酯),聚(4-羟基丁基丙烯酸酯),聚(2-羟基乙基甲基丙烯酸酯),聚(2-羟基-1-甲基乙基甲基丙烯酸酯),聚(2-羟基丙基甲基丙烯酸酯),聚(3-羟基丙基丙烯酸酯),聚(2-羟基-1-甲基丙烯酸乙酯)席卷-甲基丙烯酸羟丁酯)和聚(甲基丙烯酸4-羟丁酯),以及乙二醇和丙二醇的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,比方聚(二乙二醇丙烯酸酯)等。 也有效的是不饱和酸如马来酸、富马酸和衣康酸的含羟基的酯和/或酰胺。 正在起码一个实行例中,羟基丙烯酸齐集物由基于丙烯酸酯总重量的5重量%至35重量%,而且正在某些实行例中为10重量%至25重量%的单烯键式不饱和含羟基单体系成。 适当的聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸烷基酯席卷聚(丙烯酸甲酯)、聚(丙烯酸乙酯)、聚(丙烯酸丙酯)、聚(丙烯酸异丙酯)、聚(丙烯酸丁酯)、聚(丙烯酸异丁酯)、聚(丙烯酸己酯)、聚(丙烯酸 2-乙基己酯)、聚(丙烯酸壬酯)、聚(丙烯酸月桂酯)、聚(丙烯酸硬脂酯)、聚(丙烯酸环己酯)、聚(丙烯酸异癸酯)、聚(丙烯酸苯酯)、聚(丙烯酸异龙脑酯)、聚(甲基丙烯酸甲酯),聚(甲基丙烯酸乙酯),聚(甲基丙烯酸丙酯),聚(甲基丙烯酸异丙酯),聚(甲基丙烯酸丁酯),聚(甲基丙烯酸异丁酯),聚(甲基丙烯酸己酯),聚(甲基丙烯酸2-乙基己酯),聚(甲基丙烯酸壬酯)、聚(甲基丙烯酸月桂酯)、聚(甲基丙烯酸十八酯)、聚(甲基丙烯酸环己酯)、聚(甲基丙烯酸异癸酯)、聚(甲基丙烯酸苯酯)、聚(甲基丙烯酸异龙脑酯)等。 [0033]

　　聚氨酯具有比方式(V): TIFF5.tif40170,此中 x 是介于约 10 和约 10,000 聚氨酯之间的整数。 R。

　　每个实例独随即是氢或C1-C20烷基。 聚氨酯席卷 Aptek 2100A/B 和 Aerodur 3002(可从 Argosy International, Inc. 取得)。 聚氨酯是未代替的、单代替的或众代替的(比方,双代替、三代替或四代替的),此中每个代替实例独随即是烷基(比方,C1-C20 烷基)、芳基、氨基、硝基或卤素(-F、- Cl, -Br, -I); [0034]

　　图3是阐发造成导电防冰涂层体例150的格式的流程图。 格式300席卷正在衬底上浸积302导电涂层以造成导电层206。 基底可能是翼型部件,比方转子叶片外外和/或转子叶片部件。 正在极少方面,基底是天线罩、唆使机进气口、机翼、容易结冰的其他部件,比方固定翼或风力涡轮机。 衬底204可能席卷配置正在部件204A的外外上的一个或众个绝缘层204B。 绝缘层204B可能通过众种格式浸积正在部件204A上,比方刷涂、涂漆、图案化、印刷、任何增材创设格式或这些格式中的一种或众种的任何组合。 基于厚度支配央浼浸积每一层。 详细而言,对待较薄的体例,喷涂每次通过可将浸积物厚度从 0.4 密耳推广到约 2 密耳,而刷涂每次可将浸积物厚度推广约 2-3 密耳。 绝缘层204B可能通过热或化学增添剂以及其他工艺来固化。 固化可能是局限的或一律的,这取决于利用和实行。 绝缘层204B的外外210被修设为收受导电层206,比方本文所述的导电层206。 [0035]

　　浸积导电层206可能席卷正在浸积之前将导电涂层的导电原料和/或粘合原料融解正在溶剂中。 溶剂可能是二甲苯、苯、甲苯、二甲亚砜、水及其同化物。 浸积可席卷幕涂、滴铸、浸涂、喷涂、丝网印刷、缝模涂布、幕涂、模内成型、共固化和/或喷墨印刷。 该格式还可能席卷正在导电原料和粘合原料之一或两者上浸积热宁静剂,比方氧化锌。 或者,可将热宁静剂悬浮(比方,运用溶剂)正在导电原料和粘合剂原料中的一者或两者内。 导电层206可能起码局限或一律固化。 导电层经受约10°C至约200°C的温度,例践约10°C至约40°C,约3托至约760托的压力,例践约500托至约 760 托,以及小于约 50% 的相对湿度,例践约 20% 相对湿度至约 40% 相对湿度,或约 60% 相对湿度至约 90% 相对湿度。 正在极少实行例中,界面层配置正在导电层206和防冰层208之间或者导电层206与防冰层208直接接触。 [0036]

　　格式300还席卷正在起码局限固化的导电层206上浸积304防冰层208以造成导电防冰涂层体例150。 防冰层208可能通过将纳米原料分裂正在齐集物内部来造成。 纳米原料可能化学和/或物理相联到齐集物层。 基于防冰层208的重量,纳米原料的重量百分比可为约5wt%至约25wt%,而且防冰层208根本上不含导电原料。 防冰层 208 的浸积可能通过幕涂、滴涂、浸涂、喷涂、刷涂、旋涂、辊涂、共固化、电泳、丝网印刷、槽模涂布、幕涂、直喷来告竣。可能运用模塑、共固化、喷墨印刷或这些工艺中的一种或众种的组合。 防冰层208处于约10°C至约200°C的温度,例践约10°C至约40°C,约3托至约760托的压力,例践约 500 Torr 至约 760 Torr,以及低于约 50% 的温度,它可能正在相对湿度下起码局限固化,例践约 20% 相对湿度至约 40% 相对湿度,或约 60% 相对湿度湿度至约 90% 的相对湿度。 [0037]

　　为了比拟涂层体例属性,比方薄层电阻率、功率密度和总功率,举动变量(比方涂层厚度、导电层电导率和下方电极纵横比)的函数,天生(比方,模仿)涂层数据示例体例。 对宽度为 12.7 cm 的电极施加 150 V 电压的数据汇总正在外 1 中,对宽度为 12.7 cm 的电极施加 190 V 电压的数据汇总正在外 2 中。 每个电极的长度是依据齐集纵横比确定的。 对待两个外,区别涂层厚度(25 μm、50 μm 和 75 μm)所需的总功率、电极纵横比以及涂层体例总厚度(即防冰层 208 与厚度的百分比)模仿了席卷防冰层208和导电层206的涂层体例的组织。 详细地,图4示出了不具有防冰层的涂层体例402、具有50%的防冰层厚度(比方,也暗示为50%的防冰成果)的涂层体例404以及涂层体例404具有90%的防冰成果供应涂层体例406所需的总功率与防冰层的厚度(比方,90%的防冰成果)的比拟。 如图所示,涂层体例406所需的功率低浸,这容许为了沟通的除冰才智而低浸下面的导电层的规格。 总涂层厚度、电极纵横比和防冰层厚度均可依据涂层体例的利用和除冰央浼举办调度。 除冰需求可分为轻度、中度、吃紧和异常的结冰强度。 轻度冻结强度对应于0.6 cm/hr至2.5 cm/hr的累积速度,中度冻结强度对应于2.5 cm / hr至7.5 cm / hr的累积速度,吃紧冻结强度对应于,对应于7.5的累积cm/hr 或更众,最吃紧的结冰强度广泛对应于古代除冰体例无法支配的结冰条目。 冻结强度可能通过适当的冻结速率计来丈量。 0.6 cm/hr 的累积速度约为 3 W/cm 以熔解冰。

　　必要的功率密度 是以,功率密度方向用于特意针对所需利用和冰强度策画涂层体例和电极组织。 功率密度是电极面积上的总功率。 比方下图0.08W/cm

　　功率密度可能用电流(比方0.78A)和电压(150V)的乘积除以电极面积来筹算。 薄层电阻率是电导率 (2S/cm) 与涂层体例厚度的乘积的倒数。 [0038]

　　外 1 - 150V 电压 TIFF6.tif137170 [0039]

　　第 1 条. 一种涂覆基板的格式,席卷正在基板上浸积包罗导电原料的导电层,该导电层的薄层电阻率为约 10 欧姆/平方至约 1000 欧姆/平方;浸积导电层;和正在导电层上浸积一层包罗纳米原料的防冰层,造成导电防冰涂层系统。 [0041]

　　第2条.依据第1条所述的格式,还席卷正在将防冰层浸积正在导电层上之前起码局限地固化导电层。 [0042]

　　第 3 条. 正在约 10°C 至约 40°C、约 500 Torr 至约 760 Torr 和小于约 50% 的相对湿度下起码局限固化导电层。第 2 条的格式席卷: [0043]

　　条件4.条件1-3中任一项的格式,此中导电原料选自正在聚苯胺、聚(亚乙基二氧噻吩)、聚(苯乙烯磺酸盐)及其同化物构成的组。 [0044]

　　条件 5. 将导电原料与选自聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸酯、环氧树脂、含缩水甘油基-Si-Zr 的溶胶-凝胶、聚酯、苯氧基树脂、众硫化物及其同化物的粘合剂原料连系。任何格式条件 1 至 4,进一步席卷。 [0045]

　　第6条.依据第1-5条中任一项所述的格式,此中将导电原料与粘合剂原料组合席卷正在将粘合剂原料与导电原料组合之前将导电原料融解正在溶剂中。 [0046]

　　条件 7. 防冰层包罗选自聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸酯、环氧树脂、含缩水甘油基-Si-Zr 的溶胶-凝胶、聚酯、苯氧基树脂、众硫化物及其同化物的齐集物条件 1 6 any方法。 [0047]

　　条件 8. 导电层进一步包罗选自聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸酯、环氧树脂、含缩水甘油基-Si-Zr的溶胶-凝胶、聚酯、苯氧基树脂、众硫化物及其同化物的粘合原料;以及粘合原料沟通,第 1 至 7 条的任何格式。 [0048]

　　第 9 条。基于防冰层的重量,防冰层包罗约 5 wt% 至约 25 wt% 的纳米原料,而且防冰层根本上不含导电原料,第 1 条-8. 两种格式。 [0049]

　　第 10 条.依据第 1-9 条中任一项所述的格式,还席卷将热宁静剂与导电原料组合,此中导电层包罗的热宁静剂的量基于导电层的重量小于 5 重量%导电层。 [0050]

　　第11条.依据第1至10条中任一项所述的格式,此中涂覆基底席卷涂覆配置正在基底上的一个或众个电极。 [0051]

　　第 12 条。第 1 至 11 条中的任一项,此中通过幕涂、滴铸、浸涂、喷涂、刷涂、旋涂、辊涂、模内涂布、共固化浸积防冰层,或电镀.格式. [0052]

　　第 13 条依据第 1-12 条中任一项所述的格式,还席卷正在约 10°C 至约 40°C、约 500 托至约 760 托和小于约 50% 的相对湿度下固化防冰层。 [0053]

　　条件14.条件1-3中任一项的格式,还席卷将导电原料融解正在选自二甲苯、苯、甲苯、二甲基亚砜、水及其同化物的溶剂中。 [0054]

　　第 15 条。第 1 至 14 条中的任一项,此中导电层通过流涂、滴铸、浸涂、喷涂、刷涂、旋涂、辊涂、模内涂敷、共固化或电涂来浸积.的格式。 [0055]

　　第 16 条. 包罗导电原料的导电层,导电层具有约 100 Ω/square 至约 1000 Ω/square 的薄层电阻率;以及配置正在导电层上的包罗纳米原料的防冰层席卷一个防冰层,它是 [0056]

　　第 17 条.依据第 16 条所述的涂层体例,此中所述导电原料选自正在聚苯胺、聚(乙烯二氧噻吩)、聚(苯乙烯磺酸盐)及其同化物构成的组。 [0057]

　　条件 18. 导电层包罗选自聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸酯、环氧树脂、含缩水甘油基-Si-Zr 的溶胶-凝胶、聚酯、苯氧基树脂、众硫化物及其同化物的粘合剂原料条件 16。或17个涂层体例。 [0058]

　　条件 19. 纳米原料选自二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锌、含氟齐集物、硅树脂、碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、效力化石墨烯及其组合。条件 16 中的任何涂层体例到 18 岁。 [0059]

　　条件20.条件16-19中任一项的涂层体例,此中纳米原料用选自烷基硅烷、烷基二硅氮烷、含氟齐集物及其组合的疏水原料举办外外改性。 [0060]

　　条件21.条件16-20中任一项的涂层体例,此中纳米原料选自正在纳米粒子、纳米棒、纳米纤维、纳米片及其组合构成的组。 [0061]

　　条件22.条件1至21中任一项的涂层体例,此中导电层包罗热宁静剂。 [0062]

　　条件24.条件22的涂层体例,此中导电层具有约15微米至约35微米的厚度。 [0064]

　　条件25.条件1至24中任一项的涂层体例,还席卷位于导电层下方的绝缘层。 [0065]

　　条件26.条件1-25中任一项的涂层体例,此中防冰层包罗选自溶胶-凝胶、聚硅氧烷、聚酯、含氟齐集物、聚硅氧烷及其组合的齐集物。 [0066]

　　条件 27. 条件 1 至 26 中任一项的涂层体例,此中防冰层还包罗低外外能增添剂或吸湿增添剂。 [0067]

　　条件 28. 条件 1 至 27 中任一项的涂层体例,此中防冰层包罗聚四氟乙烯 (PTFE) 和/或乙二醇基组分。 [0068]

　　第 29 条. 一种涂层体例,席卷含有导电原料的导电层,依据 ASTM D7334,该导电层具有约 100 欧姆/平方至约 1000 欧姆/平方的薄层电阻率和大于 90 度的接触角。涂层体例席卷: 防冰层,其包罗的原料席卷: 配置正在导电层上的防冰层; [0069]

　　第 30 条 根部席卷第一外外;中央局限席卷第一外外并正在第一端相联到根部;中央局限席卷第一外外并正在第一端相联到中央局限的第二端 A复合机翼,席卷配置正在铰接尖端局限、根部第一外外、中央局限第一外外、尖端局限第一外外或其组合上的涂层体例。复合机翼,此中该涂层体例席卷导电层,该导电层席卷导电原料和配置正在导电层上的防冰层。 [0070]

　　条件31.涂层体例配置正在根部的第一外外上,导电层的厚度为约0.1μm至约100μm,防冰层的厚度为约500μm至约1000μm。第 30 条复合翼型,具有 [0071]

　　条件32.条件30或31的复合机翼,此中防冰层包罗纳米棒。 [0072]

　　条件33.条件30-32中任一项的复合机翼,此中基于防冰层的重量,防冰层包罗约0.5wt%至约10wt%的量的纳米棒。 [0073]

　　第34条.依据第30-33条中任一项所述的复合机翼,此中导电层包罗的导电原料的量基于导电层的重量为约10wt%至约25wt%。 [0074]

　　正在本公然中,参考了各个方面。 然而,应该阐明,本公然不限于详细形容的方面。 相反,下文形容的特点和元素的任何组合,无论是否与各个方面闭连,都被预期实行和实验本文供应的领导。 别的,当实行例的元素以“A和B中的起码一个”的样子书写时,排他性席卷元素A的实行例、排他性席卷元素B的实行例以及元素A和B的实行例各自被设思为席卷: 别的,固然极少方面可能达成优于其他可以的管理计划和/或现有技巧的上风,可是给定的方面是否达成特定上风可以超越本公然的畛域,没有限度。 是以,仿单中公然的方面、特点和甜头仅是示例性的而且不应被以为是权益央浼的因素或限度,除非正在权益央浼中昭彰阐发。 [0075]

　　正在此参照依据本公然的各方面的格式、装配(体例)和筹算机序次产物的流程图图示和/或框图来形容本公然的各方面。 应该阐明,流程图和/或框图的每个块以及流程图和/或框图中的块的组合可能由筹算机序次指令来达成。 这些筹算机序次指令可能供应给通用筹算机、专用筹算机或其他可编程数据解决设置的解决器以爆发气器,从而惹起筹算机或其他可编程数据解决设置的解决器施行。创修达成流程图和/或框图的一个或众个块中标识的效力/活动的格式。 [0076]

　　这些筹算机序次指令也可能存储正在筹算机可读介质上,该介质可以指示筹算机、其他可编程数据解决装配或其他设置以特定方法运转,从而供应筹算机可读介质上存储的指令爆发创设品,席卷达成流程图和/或框图的一个或众个块中标识的效力/行动的指令。 [0077]

　　别的,筹算机序次指令可能加载到筹算机、其他可编程数据解决设置或其他设置中,以正在筹算机、其他可编程设置或其他设置上施行的一系列操作次序中产糊口算机施行的进程。由此,正在筹算机、其他可编程数据解决设置或其他设置上施行的指令可能施行流程图和/或框图的一个或众个块中标识的效力。/供应用于实行该行动的进程。 [0078]

　　附图中的流程图和框图图示了依据本公然的各个方面的体例、格式和筹算机序次产物的可以达成的架构、效力和操作。 就这一点而言,流程图或框图中的每个块可能暗示席卷用于达成一个或众个特定逻辑效力的一个或众个可施行指令的模块、段或代码的一局限。 还应该预防的是,正在极少代替实行方法中,块中标注的效力可能不按附图中标注的挨次展示。 比方,连结显示的两个块现实上可能根本上同时施行,或者可能以相反挨次或乱序施行,这取决于所涉及的效力。 框图和/或流程图中的每个块,以及框图和/或流程图中的块的组合,可能由基于专用硬件的体例或施行特定效力或行动的硬件和筹算机指令来暗示. [0079]

　　固然前述实质针对本公然的方面,但正在不脱节其由权益央浼确定的根本畛域的境况下构想本公然的其他和进一步的方面。