[实用新型]含电加热除冰层的复合材料

说明书

本实用新型公开了一种含电加热除冰层的复合材料，该含电加热除冰层的复合材料包括：碳纤维复合材料层，金属面板；石墨烯纸层，该石墨烯纸层位于所述碳纤维复合材料层与所述金属面板之间，其上连接有接线端子；以及玻璃纤维复合材料层；该玻璃纤维复合材料层分别粘结于所述碳纤维复合材料层和所述石墨烯纸层之间，以及所述石墨烯纸层和所述金属面板之间，从而将采用石墨烯纸作为加热单元，使得复合材料结构降低重量，并具备电加热除冰功能。

技术领域

本实用新型涉及复合材料应用领域，具体涉及一种含电加热除冰层的复合材料。

背景技术

目前，在工程应用层面，广泛应用于飞机复合材料结构的电加热除冰层的主体材料是金属加热片，金属加热片与复合材料融为一体，利用其通电加热的特性，从而实现复合材料结构的除冰功能，采用金属加热片是复合材料电加热除冰有效可靠的方案，但是金属加热片面密度大，从而对民机结构设计的减重指标带来不利影响。

具有高导电、导热性能的石墨烯材料有望成为复合材料电加热除冰层的金属加热片的替代材料，目前商品化的石墨烯膜结构极易损坏，为保证其结构完整性通常附着在基材上，而基材与复合材料兼容差，导致两者粘接质量差；另外，采用大面积整体化石墨烯纸与复合材料进行胶接，表面上看两者已粘接成一个整体，然而实际上石墨烯纸片层之间的范德华力较弱，容易导致两者从石墨烯纸片层间分离，整个结构的稳定性很差，为长期安全使用埋下隐患。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种含电加热除冰层的复合材料，从而将采用石墨烯纸作为加热单元，使得复合材料结构降低重量，并具备电加热除冰功能。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种含电加热除冰层的复合材料，包括：碳纤维复合材料层；金属面板；石墨烯纸层，该石墨烯纸层位于所述碳纤维复合材料层与所述金属面板之间，其上连接有接线端子；以及玻璃纤维复合材料层，该玻璃纤维复合材料层分别粘结于所述碳纤维复合材料层和所述石墨烯纸层之间，以及所述石墨烯纸层和所述金属面板之间，该石墨烯纸层是整体的一层，其可以制成不同的厚度。

优选地，所述石墨烯纸层上分布有通孔，所述通孔直径越小越好，从而可以有效保证石墨烯纸的导电性能。

优选地，所述通孔在所述石墨烯纸层上均匀分布。

优选地，所述含电加热除冰层的复合材料还包括胶层。

优选地，所述胶层分布于所述通孔中及所述石墨烯纸层表面。

优选地，所述胶层所使用的材料选自环氧树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂以及双马来酰亚胺树脂中的一种，胶层的选择与树脂基复合材料的树脂兼容匹配。

优选地，所述金属面板为铝合金面板。

优选地，所述接线端子连接于所述石墨烯纸层的端部，该端部伸出所述玻璃纤维复合材料层与所述石墨烯纸层的粘结面之外，所述端部未粘结所述玻璃纤维复合材料层。

本实用新型还提供了一种含电加热除冰层的复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)铺贴：将金属面板铺贴在模具表面，然后将玻璃纤维复合材料预浸料铺贴在金属面板上，然后依次将石墨烯纸层、玻璃纤维复合材料预浸料及碳纤维复合材料预浸料进行铺贴；以及(2)固化成型：在外加压力的作用下，各部分形成一体结构，完成固化，在石墨烯纸层的端部连接接线端子，以制备出上述含电加热除冰层的复合材料。

优选地，在步骤(1)中，在将玻璃纤维复合材料预浸料铺贴在金属面板上后，接着铺贴胶膜，然后将石墨烯纸层铺贴在胶膜上，利用胶膜的粘性固定石墨烯纸层，然后依次再铺贴胶膜、玻璃纤维复合材料预浸料及碳纤维复合材料预浸料，直至完成铺贴。