[实用新型]具有冷负载感知及定向加热除冰功能的除冰膜

说明书

本实用新型公开一种具有冷负载感知及定向加热除冰功能的除冰膜，涉及功能性膜材料技术领域，包括基底和依次层叠设置在基底上的底电极层、PTC加热层、顶电极层、绝缘封装层；PTC加热层包括至少一个加热单元，各加热单元彼此间隔设置且上下两端分别与顶电极层和底电极层导通。本实用新型实现了面向冷负载的定向加热除冰，并且节能增效。

技术领域

本实用新型涉及功能性膜材料技术领域，特别是涉及一种具有冷负载感知及定向加热除冰功能的除冰膜。

背景技术

飞行器、风电叶片和高铁等表面结冰会严重影响其正常工作，甚至危害人们的生命和财产安全。其中飞机结冰是指飞机在低温条件下降雨积冰或飞行过程中由空气中的过冷液滴撞击飞机表面后凝固结冰，可能发生在机翼、尾翼、发动机进气道前缘、风挡玻璃、仪器传感器探头等部位，严重影响飞机飞行安全。

传统的加热防除冰方法通过在基板内侧布置电阻丝，广泛应用于飞行器防除冰，因飞行器上大量采用低热导率的复合材料，大大降低了能量利用率，同时传统电加热防除冰方法将消耗大量能量，无法满足无人机全天候工作的需求。同时，基于仿生学的超滑、超疏水结构虽然在户外静态环境下有较好的防冰效果，但难以抵挡飞行过程中液滴微粒和高速气流等带来的冲击。电加热防冰涂层作为一种新型的主动防除冰方法，将加热元件转移到结冰区域表面，大幅减少了由内向外传热产生的能量损耗。

飞机机翼和风力涡轮机叶片等表面通常为快速运转的复杂曲面，在该类复杂曲面上的积冰分布通常是不均匀的，受流场影响而显著变化。目前成熟的主动防除冰技术通常为固定不变的设计，无法随外界条件的变化进行调整，这就导致主动防除冰的能量输出与积冰分布不匹配，在积冰少甚至无冰的区域导致大量能量浪费。基于此，亟需一种具有自控温和自动分配能量输出功能的材料，以适用于飞机表面的精准防除冰。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有冷负载感知及定向加热除冰功能的除冰膜，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现膜上冷负载位置及形状的自感知，在自动增大冷负载接触区域的加热功率输出的同时，保持非接触区的低功率输出，从而实现了面向冷负载的定向加热除冰并且节能增效。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种具有冷负载感知及定向加热除冰功能的除冰膜，包括基底和依次层叠设置在所述基底上的底电极层、PTC加热层、顶电极层、绝缘封装层；所述PTC加热层包括至少一个加热单元，各所述加热单元彼此间隔设置且上下两端分别与所述顶电极层和所述底电极层导通。

优选地，所述底电极层包括至少一个底电极条，各所述底电极条互相平行并等间距设置，所述顶电极层包括至少一个顶电极条，各所述顶电极条互相平行并等间距设置，所述顶电极条的长度方向垂直于所述底电极条的长度方向，所述加热单元的上下表面分别与所述顶电极条的底面和所述底电极条的顶面接触。

优选地，所述底电极条和所述顶电极条的宽度相等，相邻两个所述底电极条的间距与相邻两个所述顶电极条的间距相等，所述底电极条和所述顶电极条的相互重叠的各个区域中均设有一个所述加热单元。

优选地，所述基底为硬质基底或柔性基底，所述硬质基底为复合材料板、金属板或漆膜，所述柔性基底为聚酰亚胺膜、PET基底、PVC基底或橡胶基底；所述底电极层和所述顶电极层由铜箔胶带、导电银胶、导电聚合物、溅射金属层或化学镀金属层制作而成；所述绝缘封装层由聚氨酯、环氧树脂、聚酰亚胺或橡胶制作而成。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：