[发明专利]碳纳米管膜电热防除冰的复合材料蒙皮结构及其制备方法

权利要求书

1.一种碳纳米管膜电热防除冰的复合材料蒙皮结构，其特征在于：该结构是将电加热件固化在飞机蒙皮内部，位于外蒙皮(1)和内蒙皮(2)之间，该电加热件为层状“三明治”结构，由两侧的绝缘层(3)和中间的导电加热层(4)构成，该绝缘层(3)是一种聚酰亚胺、聚酰胺或聚砜非对称膜，包括致密皮层(5)和多孔支撑层(6)，该绝缘层(3)是用沉浸凝胶法制备的，其制备步骤如下：

步骤一、将聚酰亚胺、聚酰胺或聚砜溶于N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺溶剂中，配置成质量百分比浓度为25～40％的聚合物溶液；

步骤二、将聚合物溶液刮涂在洁净的玻璃板上，刮涂的聚合物溶液的厚度为50～1000μm，并在室温下，相对湿度为0～40％的空气中静置5～300s；

步骤三、将刮涂有聚合物溶液的玻璃板浸入5～70℃的非溶剂浴中，非溶剂是水、乙醇或二者的混合溶液。于是，非溶剂和溶剂将在聚合物溶液与凝胶浴的界面处相互扩散，使聚合物溶液发生相分离，从而固化成膜。将固化后的膜从玻璃板上揭下来，置于流动水中除去残余溶剂，干燥处理后即得到绝缘层(3)。该绝缘层(3)沿厚度方向与玻璃板接触面形成多孔支撑层(6)，该绝缘层(3)沿厚度方向与凝胶浴接触面形成致密层(5)。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管膜电热防除冰的复合材料蒙皮结构，其特征在于：所述导电加热层(4)为碳纳米管薄膜，两端连接电极。

3.根据权利要求2所述的碳纳米管膜电热防除冰的复合材料蒙皮结构，其特征在于：所述碳纳米管薄膜的厚度为5-50μm，所述电极为铜电极，并用导电银浆粘连碳纳米管薄膜与铜电极。

4.根据权利要求1所述的碳纳米管膜电热防除冰的复合材料蒙皮结构，其特征在于：所述绝缘层(3)的面密度为5～100g/m²，厚度为50～5000μm。

5.根据权利要求1所述的碳纳米管膜电热防除冰的复合材料蒙皮结构，其特征在于：所述绝缘层(3)的致密皮层(5)的厚度为0.01～100μm。

6.根据权利要求1所述的碳纳米管膜电热防除冰的复合材料蒙皮结构，其特征在于：所述绝缘层(3)的多孔支撑层(6)的孔隙率为10％-90％。

7.根据权利要求1所述的碳纳米管膜电热防除冰的复合材料蒙皮结构，其特征在于：所述绝缘层(3)的玻璃化转变温度高于180℃。

8.制备权利要求1所述碳纳米管膜电热防除冰的复合材料蒙皮结构的方法，其特征在于：该方法的步骤：

步骤一、将碳纳米管膜切割成长条状，在其两端涂上导电银浆，然后铺设铜电极，使铜电极埋卷在碳纳米管膜两端，待导电银浆固化后得到导电加热层(4)；

步骤二、将导电加热层(4)铺贴并夹装在两个绝缘层(3)致密皮层(5)之间，热压封装处理后得到电加热件；

步骤三、将电加热件铺贴在外蒙皮(1)和内蒙皮(2)之间，热压罐固化成型，在固化成型的高温高压作用下，蒙皮中的部分树脂能够渗入绝缘层(3)的多孔支撑层(6)的孔隙中，而不能透过绝缘层(3)的致密皮层(5)。