[发明专利]一种自控温电加热膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种自控温电加热膜，包括绝缘隔离层，设置于所述绝缘隔离层表面的叉指电极，覆盖于所述叉指电极的副电极表面的正温度系数涂层，以及覆盖于所述叉指电极的主电极表面的绝缘保护层；所述正温度系数涂层不与叉指电极的主电极接触；所述绝缘保护层与正温度系数涂层搭接。本发明提供的电加热膜，在施加外部电压时，通过叉指电极将电能传递给正温度系数(PTC)涂层，利用其PTC效应，使涂层在加热达到一定温度后会由于电阻变大发热功率降低而自动限温，实现自控温，从而达到防除冰的目的。实施例的结果显示，本发明的电加热膜在电阻率为0.01Ω·m时，PTC效应可达25倍以上，自控温效应和液滴滑移性能好。

技术领域

本发明属于电加热膜技术领域，具体涉及一种自控温电加热膜及其制备方法和应用。

背景技术

电加热膜目前已经广泛应用于多种领域，例如设备或空间的保温加热、飞行器等装备表面的防除冰。电加热膜的原理是基于焦耳定律，通过施加一定电压实现电致发热，能够将飞行器表面与冰的“固-固”接触转变为“固-液”接触，从而降低了表面结冰粘附力，达到防除冰效果。目前的电加热膜主要是在绝缘基体的表面喷涂电加热膜涂层，形成一种一体化的结构功能件。绝缘基体一般为玻璃纤维复合层或聚醚醚酮等高分子材料组成的结构层，喷涂的电加热膜涂层是金属类涂层，在通电发热时，如果局部有覆盖物，容易引起局部热量聚集导致局部温度过高，这种热量的积累会损坏电加热膜，更严重会引起覆盖物燃烧而发生火灾事故，进而无法实现防除冰效果。因此，有必要提供对电加热膜进行改进实现自控温加热，从而实现优异的防除冰效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自控温加电加热膜及其制备方法和应用。本发明提供的电加热膜的PTC效应强，在外加适当电压时，能达到电热自控温防除冰的目的。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种自控温电加热膜，包括绝缘隔离层，设置于所述绝缘隔离层表面的叉指电极，覆盖于所述叉指电极的副电极表面的正温度系数涂层，以及覆盖于所述叉指电极的主电极表面的绝缘保护层；

所述正温度系数涂层不与叉指电极的主电极接触；

所述绝缘保护层与正温度系数涂层搭接。

优选地，所述正温度系数涂层包括以下组分：20～40wt％纳米导电填料、10～30wt％正温度系数热敏填料、10～30wt％聚合物和余量相变型材料。

优选地，所述纳米导电填料包括石墨烯、导电炭黑、碳纳米管、纳米石墨粉、纳米金属粉和纳米金属线中的至少一种。

优选地，所述正温度系数热敏填料包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、正温度系数陶瓷粉末、聚己内酯、生物切片石蜡和热塑性聚氨酯弹性体中的至少一种。

优选地，所述相变型材料包括低温润滑油、低温润滑脂和石蜡中的至少一种。

优选地，所述绝缘保护层与正温度系数涂层搭接部分的宽度不低于5mm。

优选地，所述绝缘保护层在覆盖叉指电极的主电极时同时覆盖部分绝缘隔离层。

优选地，所述绝缘隔离层的厚度为10～30μm；所述正温度系数涂层的厚度为30～90μm；所述绝缘保护层的厚度为10～30μm。

本发明还提供了上述技术方案所述自控温电加热膜的制备方法，所述绝缘隔离层、正温度系数涂层和绝缘保护层独立地采用喷涂方式制备得到。

本发明还提供了上述技术方案所述自控温电加热膜或上述技术方案制备得到的自控温电加热膜在防除冰领域中的应用。