[发明专利]一种飞机防除冰复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种防除冰复合材料及其制备方法，该复合材料为多层结构，多层结构自上而下依次为基材、片材、永磁体；基材由阳极氧化铝单通多孔材料吸附磁流体组成，片材为聚甲基丙烯酸甲酯板或铝板中的一种，基材底面与片材通过粘连剂粘连，永磁体与片材底面通过粘连剂粘连。本发明提供的复合材料防冰性能优异，冰几乎不会与基底发生粘附，结冰后冰极易从表面脱除，而且防冰寿命长，足以应对近70次的结冰除冰循环，而且具有复合方法简单便捷，成本低，实用性强等优点，可有效、长效的应用在飞机上，防止由于结冰事故发生。

技术领域

本发明涉及航空化学领域，尤其涉及一种飞机防除冰复合材料及其制备方法。

背景技术

结冰是自然界的普遍现象，除少数情况外，人们经受的更多是结冰带来的各类危害。在风力发电领域，建设于寒冷、潮湿地区的风力发电场，在风力发电机叶片与机组表面的结冰问题也造成诸多不利影响。叶片表面的结冰现象会导致叶片载荷增大甚至变形，降低叶片使用寿命，还会影响到风力发电机组的平衡性，降低发电效率，对机组造成损害。有报道表明，因风力发电机叶片表面结冰会导致机组年发电率下降高达50％。在户外输电设施与通讯线路方面，结冰现象同样能造成不可忽视的危害。2008年，我国南方地区遭遇了罕见的冰灾。持续低温引起的降水和结冰造成大范围、长时间的输电网络与通讯线路的瘫痪以及公路、铁路等运输大动脉的中断。对于安全系数要求更高的飞机来说，由于常在云层中飞行或穿越，因而即使不是处于常冰冻的冬季也会经常在空中碰到低温、高湿度的过冷环境，结冰现象对其的危害也最为直接和明显。据资料统计，由于结冰而导致空难事故的概率超过了15％。2006年6月3日，我国空军一架军用运输机执行任务中，在安徽某地失事坠毁，机上40人全部遇难，后经查证造成这起事故的直接原因是由于曾多次穿越结冰区域，飞机空中结冰而失控坠毁。因此，飞机对于高效的防除冰材料的需求十分紧迫。

例如公开号为CN106521465A、公开号为CN106520074A的中国专利，均公开了一种飞机上使用的防除冰材料，但是在大过冷度和结霜的条件下防冰性能堪忧，绝对寿命还是不尽人意，尤其在反复的结冰除冰循环后很难保证表面的微纳结构不被破坏，无法实现长效的防除冰效果，应用在飞机上还有很大的不足。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种可以运用在飞机上的，可高效、长效防除冰的材料。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的是目前运用在飞机上的防除冰材料在长期反复使用后性能不佳的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种飞机防除冰复合材料，所述复合材料为多层结构，所述多层结构自上而下依次为基材、片材、永磁体；所述基材由阳极氧化铝单通多孔材料吸附磁流体组成，所述片材为聚甲基丙烯酸甲酯板或铝板中的一种，所述基材底面与所述片材通过粘连剂粘连，所述永磁体与所述片材底面通过粘连剂粘连。

进一步地，所述磁流体由基液和悬浮磁性颗粒组成，所述基液由重量百分比为80％的石蜡油和重量百分比为20％的Ⅲ级清洁环保航空煤油组成，所述悬浮磁性颗粒为经表面活性剂处理过的球形四氧化三铁。

上述基液可从市场上购置得到，本申请中对此不做赘述。

进一步地，所述球形四氧化三铁的直径为5-20nm，所述表面活性剂为油酸钠或平均分子量为2000的聚乙二醇(Polyethylene Glycol 2000，PEG2000)。

进一步地，所述阳极氧化铝单通多孔材料表面由若干个六角形柱体氧化铝原胞组成，所述阳极氧化铝单通多孔材料表面为蜂窝状结构，所述原胞内部设置有圆形孔，所述圆形孔下端设置有半圆形的阻挡层，所述阻挡层下方为铝层。

进一步地，所述圆形孔的孔径为40-200nm，孔深30-80um，孔间距300-500nm。

进一步地，所述片材的厚度为2-5mm。

进一步地，所述基材、所述片材、所述永磁体的面积相同。