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　　本事范围本公然的方面涉及导电防冰涂层体系及其创制和行使措施。 【布景本事】

　　[0002] 严寒的气候前提煽动冰正在车辆外观上的积蓄。 为了除冰,冰平常会喷洒大方化学物质以煽动熔解。 附加地或替换地,车辆外观的电加热以熔解冰涉及大方能量消磨以煽动弥漫除冰。 大方的化学品和/或能源消磨对车辆用户来说都是高贵的。

　　[0003] 除冰对待诸如直升机的旋翼飞舞器的旋翼叶片的机翼异常困穷。 行使于旋翼飞舞器的现有本事除冰观念席卷电热除冰体系。 该体系照旧是联邦航空经管局和邦防部答应用于推行转子叶片的独一体系。

　　[0004] 假使加热器策画继续获得修正,但很众转子叶片资料不具备足够的呆板强度以集成到新颖高应变策画中。

　　[0005] 转子叶片本事的另一个离间是有用且牢靠地去除树立正在转子叶片外观上(相近)的相容的周围腐蚀提防层(比方,钛、镍和聚氨酯)。这是策画冰资料。 腐蚀涂层平常是隔热的,这需求高能量消磨才调对转子叶片外观实行弥漫除冰。 所以,守旧的除冰资料不具备足够的电气机能以及正在阴恶境遇下的经久腐蚀膺惩掩护。 飞舞器的车辆部件,更加是旋翼叶片上的惯例一层或众层外观涂层平常导电性不强而且具少有百千欧至数十兆欧的薄层电阻率。 所以,飞机上的惯例外观涂层会导致电荷正在飞机外观(和其他部件)上堆积。 除了无法散失电荷堆积以外,守旧涂层还可能进一步修正。 比方,耐雨水腐蚀、耐紫外光、耐高温、耐低温、柔韧性亏空、抗风沙和冰雹伤害等耐久性参数的机能受到十分前提的影响。自信进一步可能对用于车辆(比方飞机)外观的守旧外观涂层实行修正。

　　[0006] 需求的是导电并供给其他修正个性的资料。 还需求创制和行使此类资料的措施。 【发觉概要】

　　[0007] 正在少许推行例中,涂覆衬底的措施席卷正在衬底上浸积包括导电资料的导电涂层以具有约10欧姆/平方至约1000欧姆/平方的薄层电阻率,造成导电层。 该措施席卷正在导电层上浸积包括纳米资料的防冰层以造成涂层体系。

　　[0008] 正在少许推行例中,供给具有导电层的涂层体系,该导电层席卷导电资料。 导电层具有约100欧姆/平方至约1000欧姆/平方的薄层电阻率。 该涂层体系席卷具有纳米资料的防冰层,该防冰层树立正在导电层之上。

　　[0009] 正在少许推行例中,供给具有包括导电资料的导电层的涂层体系。 导电层席卷约100欧姆/平方至约1000欧姆/平方的薄层电阻率。 该涂层体系席卷具有低界面自正在能疏水资料的防冰层。 防冰层树立正在导电层之上。

　　[0010] 正在少许推行例中,供给席卷第一外观的根部、席卷第一外观并正在第一端毗邻到根部的中央部、第一外观和第一复合翼型件,其具有毗邻正在一端到中段的第二端。 涂层体系树立正在根部的第一外观、中央片面的第一外观、尖端片面的第一外观或其组合上。 涂层体系席卷含有导电资料的导电层。 涂层体系席卷具有铺排正在导电层上的纳米资料的防冰层。

　　[0011] 为了可能详尽知道上述特质,现正在将参照证明性推行例更整个地描绘上面扼要详细的描绘,个中少许正在附图中示出。 然而,附图仅证明本公然的模范方面,所以不应被视为限度本公然的界限,由于本公然大概招认其他平等有用的方面。请留神, 【图纸扼要证明】

　　[图1A]附图证明图1是依照本公然的少许方面的转子叶片的透视图;[图1B]

　　图1B是依照本公然的少许方面的图1A的转子叶片的截面了解图;[图1C]

　　附图证明图1是依照本公然的少许方面的示例性导电防冰涂层体系的侧视图;[图3]

　　附图证明图1是证明依照本公然的少许方面造成涂层体系的措施的流程图;【图4】

　　图4是形容依照本公然的少许方面的各样涂层所需的总功率的对比图; [0013]

　　为了便于知道,正在大概的处境下行使了肖似的附图标识来指示众幅图有的肖似元件。 附图未按比例绘制而且大概为了明晰起睹被简化。 据信,一个方面的因素和特质可能有利地并入其他方面而无需进一步阐发。 [推行发觉的体例] [0014]

　　本公然的方面通常涉及众层导电防冰涂层体系和造成众层导电防冰涂层体系的措施。 该资料具有高导电性和抗冰个性。 导电防冰涂层体系可用于涂覆机翼部件。 如本文所用,“机翼”席卷机翼或叶片(螺旋桨、转子或涡轮机)形式的基底。 机翼席卷旋翼叶片,旋翼叶片是盘旋翼或固定翼飞机的固定机翼外观。 机翼,比方转子叶片,席卷一个或众个外观,比方皮相面,以及一个或众个部件(比方,下文进一步详尽描绘的那些)。 如本文所述的“翼型部件”席卷适于造成与一个或众个其他翼型部件组合的翼型的任何适合的构造。 [0015]

　　本公然的转子叶片席卷一个或众个转子叶片部件。 如本文所述的“转子叶片部件”席卷适于造成与一个或众个其他转子叶片部件组合的转子叶片的任何适合的构造。 附图证明图1A是依照本公然的少许方面的转子叶片的透视图; 如图 1A 所示,主旋翼组件(未显示)的转子叶片 100 由根部片面 102、中央片面 104 和尖端片面构成。 区段102、104、106中的每一个都具有适于调整转子叶片的气氛动力学个性以弥补转子叶片翼展上的速率的任何形式。 片面102、104、106的长度根本上肖似或正在互相长度的10%以内。 端头片面 106 席卷成角度的形式,比方上反角形、大教堂形、加尔形和弯曲形等。 转子叶片片面 102、104AG九游会网站、106 沿纵向轴线 P 定位正在第一周围 112 和第二周围 114 之间以及盘旋轴线 之间。它限度了叶片 100 的翼展。 [0016]

　　图1B是图1A的转子叶片的剖视了解图。 如图1B所示,转子叶片100由上蒙皮116、芯118、翼梁120(比方,主翼梁)、下蒙皮122和前缘组件124构成。 芯118席卷轻质泡沫资料、蜂窝资料或它们的组合。 外皮116和122席卷一层或众层预浸复合资料,比方嵌入任何适合的树脂基体资料中的编织玻璃纤维资料。 树脂基体资料席卷环氧树脂、聚酰亚胺蚁合物基复合资料、双马来酰亚胺高温蚁合物基复合资料、无机蚁合物、聚苯并恶唑、聚苯并恶嗪、聚醚醚酮或其组合。 备选地或附加地,本公然的众层导电防冰涂层体系150可能行使于转子叶片的一个或众个部件,比方和/或可能树立正在(比方,相近于)106的外观上,蒙皮116和122、芯118、周围组件124、配重组件126和/或翼梁120。 翼梁120、芯部118和蒙皮116和122平常被称为袋组件,其前部被前缘组件124遮盖。 翼梁120可席卷钛、其他金属、复合资料或它们的组合。 正在起码一方面,翼梁120、芯118、蒙皮116和122以及前缘组件124是可席卷展向长度(与弦向长度相反)的各样组合的众个区段。 [0017]

　　图1C、1D和1E是图1A的转子叶片的放大剖视图。 如图1C所示,周围组件124可能由一层耐磨资料130制成,比方钛腐蚀层或镍腐蚀层,以提防磨损。 耐磨资料层130仅是可选的而且可能树立(比方,粘合)到导电防冰涂层体系150。 如本文所用,“耐磨性”由一种或众种措施界说,比方依照 ASTM G73-10 的雨水腐蚀、依照 STP 474 的资料正在超音速下的腐蚀率-速率依赖性,以及 ASTM 行使一种或众种磨损衡量依照 D968-17 对有机涂层的耐磨性。 如图1D所示,本公然的周围组件124席卷导电防冰涂层体系150而且不席卷特地的耐磨资料层130。 如图1D所示,正在少许推行例中,导电防冰涂层体系150席卷裁减或消灭对附加耐磨资料层130的需求的耐磨性。 正在少许推行例中,图 1C 或 1D 的导电防冰涂层体系 150 席卷二氧化硅、碳化硅、氧化铝云母、铝片或个中一种或众种的组合以供给特地的耐磨性。 通过调度装载浓度和粒径来改革防冰成绩。 导电防冰涂层体系150被安排(比方,粘合)到翼梁120和/或配重组件126。 周围组件124可能席卷任何特地的适合的耐磨和静电耗散资料。 粘合剂可能是聚酯胶和/或环氧树脂胶。 图1E显示了被图案化成部件的电极152,每个电极耦合到引线,电压被施加到该引线具有大于一的长宽比(比方纵横比)。 导电防冰涂层体系150涂覆正在一个或众个电极152上。 仍然挖掘导电防冰涂层体系150供给纵横比大于1的电极152的行使,比方1.5至20,比方2至10,比方5至7。 通过不妨行使纵横比大于1的电极,需求更少的引线,从而减轻了所有部件的重量。 [0018]

　　配重组件126由填充资料136制成,配重138位于个中。 填料136席卷一层或众层预浸复合资料,比方编织玻璃纤维资料,嵌入适合的树脂基体资料中,个中席卷配重138。 树脂基资料可为环氧树脂、聚酰亚胺高温蚁合物基复合资料、双马来酰亚胺高温蚁合物基复合资料、无机蚁合物、聚苯并恶唑、聚苯并恶嗪、聚醚醚酮或其组合。 配重组件126粘合到翼梁120的周围,使得它定位正在导电防冰涂层体系150和翼梁120的周围之间。 配重组件126为转子叶片100供给重量均衡。 正在起码一方面,配重组件126从根部片面102沿展向延长至终局片面106以供给均衡转子叶片100的重量的重量分散而且由泡沫、钨、铅或任何其他资料制成。由重量 138 制成,它是以下物质的夹杂物 [0019]

　　本公然的资料供给转子叶片外观和/或转子叶片部件的火速外观加热(比方,至约100°C的温度,诸履约150°C或更高的温度),从而用于适应脱除的能量消磨裁减了一个或众个转子叶片部件的结冰。 如本文所用,术语“除冰”是指从外观去除雪、冰或霜。 火速外观加热是理思且有利的,由于与模范的转子叶片比拟,它裁减了转子叶片加热器的总能量需求。 守旧的加热器只可熔解冰界面,盘旋叶片固有的离心力可能将冰从外观移除。 借使加热速度太低,或者借使对薄冰层实行加热,则冰不会分层,由于离心力的巨细亏空以伤害冰/转子的连系。 正在这种处境下,冰会部分熔解,液态水会流到叶片的后部并再次冻结。 这种称为回流的历程是晦气的,由于再冷冻地位平常正在受加热器影响的区域以外,而且不行用特地的加热器脉冲去除冰。 其它,最大叶片厚度左近的再冻结地位平常位于显着低落机翼机能的区域。 外观加热越疾,积冰熔解得越疾。 施加的更高功率基于冰厚度和冰温度。 功率越高,现有的冰熔解得越疾,提防结冰的大概性就越大。 本文所述的导电防冰涂层体系150具有高出冰堆积速率的加热速度。 [0020]

　　正在起码一方面,正在本公然的转子叶片内没有加热器。 其它,与模范的转子叶片加热器差别,本公然的资料可能树立正在转子叶片翼梁120之上或之上。 这许可正在根本上不拆卸转子叶片的处境下容易地修茸转子叶片的部件,比方修茸加热器。 [0021]

　　图2是示例性导电防冰涂层体系150的侧视图,比方,双层导电防冰涂层体系。 导电防冰涂层体系150席卷树立正在基底204上的导电层206。 衬底204可能席卷树立正在部件204A的外观上的一个或众个绝缘层204B。 绝缘层204B可由树脂资料制成。 示例性树脂资料席卷环氧树脂、热塑性塑料、酚醛树脂或硅树脂,其特质正在于正在高温下耐用且可操作。 正在少许方面,树脂资料席卷耐热树脂资料,比方热固性或热塑性蚁合物,比方聚氨酯。 部件204A可能是图1A、1B和1C中描绘的机翼部件。 正在少许推行例中,部件204A是转子。 铝箔通过轮毂嵌入转子中并电毗邻到本文所述的导电防冰涂层体系150以供电。 正在少许推行例中,用于对基板204除冰的功率请求是大约5瓦特/英寸。

　　是。 正在少许推行例中,部件204A和绝缘层204B各自具有约12.7μm至约127μm的厚度。 该厚度可能是任何适合的厚度,这取决于供给电分开的部件的类型。 [0022]

　　导电层206中导电资料的重量百分比为约0.1wt%至约80wt%,例履约20wt%至约60wt%,例履约10wt%至约10wt%,基于席卷导电资料的导电层的总重量,25wt%。 导电资料可能是聚苯胺(PANI)、聚(乙烯二氧噻吩)(PEDOT)或其组合。 导电资料可能掺杂一种或众种磺酸。 导电资料可能是聚苯乙烯磺酸(PSS)、二壬基萘磺酸(DNNSA)、十二烷基苯磺酸(DDBSA)中的一种或众种掺杂的PANI或PEDOT。 导电资料供给雷击掩护,比方静电荷耗散和电磁障蔽。 遴选导电资料以供给与导电防冰涂层体系150的其他部件的相容性。 相容性席卷消融度、混溶性和整个加工容易度等个性。 其它,导电资料供给了用于除冰的高导电性和安稳性。 [0023]

　　导电层206还席卷粘合资料。 粘合剂资料可能是聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸酯、环氧树脂、含缩水甘油基-Si-Zr的溶胶-凝胶、热塑性塑料如聚酯、树脂如苯氧基树脂、密封剂如众硫化物,或其夹杂物。 用于导电层206的粘合剂资料是基于其与下面的外观(比方,基板、电极、绝缘层)以及与防冰层的相容性来遴选的。 导电层206可能席卷热安稳剂,比方金属氧化物,比方氧化锌。 基于导电层206的总重量,导电层206中热安稳剂的重量百分比可为约0.1wt%至约10wt%,例履约1wt%至约2wt%,或约3wt% % 至约 5 wt%。 导电层206可能不含热安稳剂。 热安稳剂供给热安稳性和紫外线 (UV) 安稳性。 热安稳剂可能起到热安稳剂和纳米资料的效率。 热安稳性能大概次于本文所述的纳米资料性能。 [0024]

　　导电层206的厚度可介于约0.1μm与约100μm之间,例履约1μm至约8μm,例履约2μm至约6μm,或约15μm至约35μm。 导电层206的厚度基于部件的性能、预期的结冰前提、预期的磨损和扯破前提袒露以及部件的结冰倾平昔确定。 较厚的导电层206更耐磨损和巩固的除冰机能。 本公然的资料的电个性使得不妨对翼面除冰,比方,转子叶片外观和/或转子叶片部件。 与具有较低电导率的资料比拟,资料的较高电导率许可资料层的厚度减小。 减小厚度可能减轻所有部件的重量。 厚度限制导电防冰涂层体系150的电阻。 较厚的涂层更具导电性并供给更高的功率。 小于约 1 微米的薄资料层有利于受限构造(比方转子叶片的翼梁)中的导电外观行使。 比方,安排正在翼梁上的惯例资料具少有千英寸的厚度而且会滋扰资料与防侵蚀层的连系。 附效力受到与腐蚀掩护层不相容或与腐蚀掩护层粘附不良的基材的影响。 正在起码一推行例中,用于本发觉的导电层206的资料的薄层电阻率(比方欧姆每平方(Ω/□)为薄层电阻的单元)为10

　　约 1 至约 10000 欧姆/平方,例履约 10 欧姆/平方至约 100 欧姆/平方,或约 50 欧姆/平方至约 150 欧姆/平方,例履约 200 欧姆/平方,通过 ASTM B193-20 衡量对待小于欧姆(每平方)□ 至约 500Ω/□。 [0025]

　　电导率与薄层电阻率的倒数成正比,并供给静电耗散和除冰性能。 正在需求耐用涂层的航空航天行使中,薄层导电层 206 自身大概亏空以耐用,而且导电涂层大概行使高能量来操作。 仍然挖掘可能将防冰层208安排正在薄导电层206上以裁减操作导电涂层的能量。 正在没有防冰层208的处境下,需求肯定量的功率(比方P)来提防冰堆积。 一个 100% 有用的完好防冰涂层(比方完好的防冰涂层)基础不需求动力。 借使防冰涂层有 50% 的有用性,则所需的功率将为 P/2。 防冰层208裁减了电力需求。 导电防冰涂层体系150正在行使惯例涂层的区域异常有效,个中仍然观看到大界限腐蚀,比方前缘机翼或转子叶片外观。 固然不肯望受任何外面的羁绊,但据信防冰层208有助于正在过冷水蒸气接触部件外观时裁减冰的堆积。 导电层206被电加热以熔解任何堆积的冰。 双层导电防冰涂层体系150比独立行使每个独立的层更有用而且行使更少的能量。 导电防冰涂层体系150的每一层的构成和厚度可能依照待涂覆的部件实行调度。 正在没有防冰层208的处境下,如正在惯例涂层体系中那样,导电层206将行使更众的能量来适应地熔解堆积的冰。 惯例的除冰体系对衬底204的某些片面除冰而且冰大概堆积正在衬底204的其他片面上。 当积冰搬动到外观的差别片面时,大概会闪现不均衡。 本文所述的除冰体系因为其疏水个性而实用于所有外观的温度改变,而且传导层供给了正在基底外观差别片面上堆积的冰的搬动。跟着加热进一步搬动。 [0026]

　　防冰层208席卷衬底。 正在少许推行例中,基材是选自聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸酯、环氧树脂、含缩水甘油基-Si-Zr的溶胶-凝胶、聚酯、苯氧基树脂、众硫化物、含氟蚁合物、聚硅氧烷或其夹杂物的蚁合物。 正在少许推行例中,基材是基于含氟蚁合物(比方,聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯)或聚硅氧烷(比方,聚二甲基硅氧烷)的蚁合物。 正在少许方面,基材是溶胶-凝胶、硅基资料、聚酯或其夹杂物。 正在少许推行例中,基材是疏水资料,比方依照ASTM D7334-08 (2013)接触角大于90度的资料。 基材可能是含氟蚁合物或聚硅氧烷。 防冰层208还可能席卷纳米资料。 纳米资料席卷二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锌、含氟蚁合物、硅树脂、氟衍生物、聚四氟乙烯 (PTFE)(比方特氟龙

　　)、乙二醇基砌块(如防冻剂)如单乙二醇、单丙二醇、乙二醇、丙二醇、丙二醇甲醚等,碳基纳米资料、碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、性能化石墨烯或其组合。 正在某些方面,纳米资料是二氧化硅或金属氧化物,比方铝

　　可 正在少许方面,纳米资料是纳米颗粒、纳米棒、纳米纤维、纳米片及其组合。 纳米资料如纳米棒具有随机形式和各样纵横比,如大于约1.0,履约1.5至约2.0,或大于约2.5,如大于100,如大于1000,如它具有纵横比大于 1,000,000。 正在少许推行例中,纳米资料动作填料或用于付与防冰层208的外观粗略度的性能而并入基底中。 行使工业中已知的任何措施衡量外观粗略度,比方依照 ISO 3274:1996 的几何产物样板 (GPS)、外观纹理:剖面法、接触(触笔)仪器的标称个性。 还行使激光轮廓仪措施衡量外观粗略度。 如本文所用,术语“纵横比”是指最大长度标准与最小长度标准之比。 纳米资料的均匀长度界限为约10nm至约500nm,例履约100nm至约200nm,或约250nm至约350nm。 正在少许推行例中,纳米资料是10nm至10cm,例履约1000nm至约3cm的碳纳米管。 [0027]

　　防冰层208的基材席卷与导电层206的粘合资料肖似的资料或众种资料。 正在导电层206和防冰层208中席卷肖似的一种或众种资料正在防冰层208和导电层206之间的涂层界面212处供给了杰出的界面粘附。 巩固的界面粘协力是大概的,由于两层中包括的肖似资料会互相粘合。 正在少许推行例中,防冰层208中的纳米资料由与导电层206中的热安稳剂肖似的一种或众种资料构成。 正在少许推行例中,导电层206和防冰层208各自正在两个层中都包括聚氨酯和ZnO以供给杰出的界面粘拥护裁减的热膨胀/屈曲(比方,修正的资料相容性)。 防冰层208供给杰出的电绝缘,比方零外观薄层电阻率。 防冰层208可席卷低外观能增加剂或吸湿增加剂。 防冰层208餍足惯例航空航天叠层的雨水腐蚀请求。 腐蚀请求依照 ASTM G73-10 通过盘旋臂腐蚀衡量。 正在少许方面,纳米资料席卷用选自烷基硅烷、烷基二硅氮烷、含氟蚁合物及其组合的疏水资料外观改性的纳米颗粒。 防冰层208具有疏水性(排斥液体)、防冰(防冻)和耐用性。 如本文所用,耐久性是指一连起码一次旋翼飞舞器行使或众次贸易飞舞。 铺排正在防冰层208内的纳米资料控制导电防冰涂层体系150的外观上的冰核化。 异常地,该外观可能排斥水,裁减和/或延缓冰正在零下温度和压力下的堆积。 基于防冰层的总重量,防冰层208中基材的重量百分比可为约5wt%至约90wt%,例履约10wt%至约40wt%。 208. 与由导电层206或防冰层208构成的涂层比拟,导电层206和防冰层208一齐供给修正的耐久性和防冰机能,同时减小厚度。已挖掘造成防冰涂层体系150。 因为存正在防冰层208,导电层206和防冰层208的组合许可更薄的涂层体系和/或更低的功率请求。 纳米资料正在防冰层208中的重量百分比为约0.5wt%至约25wt%,例履约10wt%至约20wt%,或约5wt%至约10wt%。 正在少许推行例中,防冰层 208 的厚度可为约 0.1 μm 至约 1500 μm,例履约 100 μm 至约 1020 μm,例履约 200 μm 至约 600 μm,或约 300 μm 至约500 微米。 正在少许推行例中,防冰层208的厚度与导电层肖似,或者正在导电层厚度的约10%以内。 正在少许推行例中,导电层厚度与防冰层厚度的比率为约1:1至约1:100,例履约1:10至1:40。 正在少许推行例中,防冰层208弥补了薄导电层行使的特地耐久性,比方,从大约0.1μm到大约1μm。 依照耐久性请求,与导电层比拟,防冰层的厚度弥补。 独立的导电层206对待航空航天行使来说不敷耐用。 增加防冰层208为体系供给整个耐久性并裁减导电涂层运转所需的能量。 惯例导电涂层行使弥补的厚度来适合耐久性行使,而进一步弥补惯例导电涂层以到达好似的防冰机能对待适航性来说提倡重量过大。 [0028]

　　环氧树脂席卷片面固化的环氧树脂、某些增加的环氧树脂、含有催化剂的双组分环氧树脂(比方,可从加利福尼亚州贝波因特的 Henkel Corporation 获取的 HYSOL® EA 956 环氧树脂)、树脂和含有固化剂(比方,可从 Struers A/S, Ballerup, Denmark 获取的 EPOFIX 树脂),氨基酚的三缩水甘油醚(比方,来自 Huntsman Advanced Materials, Monthly, Switzerland 的 Araldite MY 0500 或 MY 0510),N,N,N,N -四缩水甘油基-间苯二甲胺(例*自瑞士月刊Huntsman Advanced Materials 的Araldite MY0720 或MY0721)及其夹杂物。 环氧树脂还席卷双官能环氧树脂,比方基于双酚-A (Bis-A) 或双双酚-F (Bis-F) 的环氧树脂。 Bis-A 环氧树脂可动作 Araldite GY6010 (Huntsman Advanced Materials) 或 DER 331 购自 Dow Chemical Company (Midland, Michigan)。 Bis-F 环氧树脂可动作 Araldite GY281 和 GY285 (Huntsman Advanced Materials) 商购。 比方,环氧树脂适合动作飞机外部的热固性资料,由于它们正在比方转子叶片的防侵蚀资料的前缘外观后方或下方经久耐用。 [0029]

　　聚苯胺比方具有式(I): TIFF1.tif29170,个中 x 是正整数,比方介于约 10 和约 10,000 之间的整数、聚苯胺、无色翡翠亚胺、翡翠亚胺和 (per)nigraniline、它们的夹杂物、它们的盐,或者是碱。 聚苯胺是未代替的、单代替的或众代替的(比方,二代替的、三代替的或四代替的),个中每个代替实例独即刻是烷基(比方,C1-C20烷基)、芳基、氨基、硝基或卤素(-F、- Cl, -Br, -I); [0030]

　　聚(乙烯二氧噻吩)比方具有式(II): TIFF2.tif60170,个中 x 是正整数,比方介于约 10 和约 10,000 之间的整数,聚(乙烯二氧噻吩)和/或其盐。 聚(乙烯二氧噻吩)是未代替的、单代替的或众代替的(比方,二代替的、三代替的或四代替的),个中每个代替实例独即刻是烷基(比方,C1-C20烷基)、芳基、氨基、硝基和卤素(-F , -Cl, -Br, -I)。 [0031]

　　聚(苯乙烯磺酸盐)比方具有式(III): TIFF3.tif59170,个中 x 是正整数,比方介于约 10 和约 10,000 之间的整数,聚(苯乙烯磺酸盐)和/或其盐。 聚(苯乙烯磺酸盐)是未代替的、单代替的或众代替的(比方,二代替的、三代替的或四代替的),个中每个代替实例独即刻是烷基(比方,C1-C20烷基)、芳基、氨基、硝基和卤素(- F、-Cl、-Br、-I)。 [0032]

　　(个中x是正整数,比方介于约10和约10,000之间的整数)和/或其盐。 R。

　　独即刻是C1-C20烷基或C1-C20羟烷基。 正在起码一个推行例中,R

　　是甲基。 丙烯酸酯席卷羟烷基聚丙烯酸酯、羟烷基聚甲基丙烯酸酯、烷基聚丙烯酸酯和烷基聚甲基丙烯酸酯。 适合的聚丙烯酸羟烷基酯或聚甲基丙烯酸羟烷基酯的实例席卷聚(2-羟乙基丙烯酸酯)、聚(2-羟-1-甲基乙基丙烯酸酯)、聚(2-羟丙基丙烯酸酯)、聚(3-羟丙基丙烯酸酯)、聚(2-羟丁基丙烯酸酯)丙烯酸酯),聚(4-羟基丁基丙烯酸酯),聚(2-羟基乙基甲基丙烯酸酯),聚(2-羟基-1-甲基乙基甲基丙烯酸酯),聚(2-羟基丙基甲基丙烯酸酯),聚(3-羟基丙基丙烯酸酯),聚(2-羟基-1-甲基丙烯酸乙酯)席卷-甲基丙烯酸羟丁酯)和聚(甲基丙烯酸4-羟丁酯),以及乙二醇和丙二醇的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,比方聚(二乙二醇丙烯酸酯)等。 也有效的是不饱和酸如马来酸、富马酸和衣康酸的含羟基的酯和/或酰胺。 正在起码一个推行例中,羟基丙烯酸蚁合物由基于丙烯酸酯总重量的5重量%至35重量%,而且正在某些推行例中为10重量%至25重量%的单烯键式不饱和含羟基单体例成。 适合的聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸烷基酯席卷聚(丙烯酸甲酯)、聚(丙烯酸乙酯)、聚(丙烯酸丙酯)、聚(丙烯酸异丙酯)、聚(丙烯酸丁酯)、聚(丙烯酸异丁酯)、聚(丙烯酸己酯)、聚(丙烯酸 2-乙基己酯)、聚(丙烯酸壬酯)、聚(丙烯酸月桂酯)、聚(丙烯酸硬脂酯)、聚(丙烯酸环己酯)、聚(丙烯酸异癸酯)、聚(丙烯酸苯酯)、聚(丙烯酸异龙脑酯)、聚(甲基丙烯酸甲酯),聚(甲基丙烯酸乙酯),聚(甲基丙烯酸丙酯),聚(甲基丙烯酸异丙酯),聚(甲基丙烯酸丁酯),聚(甲基丙烯酸异丁酯),聚(甲基丙烯酸己酯),聚(甲基丙烯酸2-乙基己酯),聚(甲基丙烯酸壬酯)、聚(甲基丙烯酸月桂酯)、聚(甲基丙烯酸十八酯)、聚(甲基丙烯酸环己酯)、聚(甲基丙烯酸异癸酯)、聚(甲基丙烯酸苯酯)、聚(甲基丙烯酸异龙脑酯)等。 [0033]

　　聚氨酯具有比方式(V): TIFF5.tif40170,个中 x 是介于约 10 和约 10,000 聚氨酯之间的整数。 R。

　　每个实例独即刻是氢或C1-C20烷基。 聚氨酯席卷 Aptek 2100A/B 和 Aerodur 3002(可从 Argosy International, Inc. 获取)。 聚氨酯是未代替的、单代替的或众代替的(比方,双代替、三代替或四代替的),个中每个代替实例独即刻是烷基(比方,C1-C20 烷基)、芳基、氨基、硝基或卤素(-F、- Cl, -Br, -I); [0034]

　　图3是证明造成导电防冰涂层体系150的措施的流程图。 措施300席卷正在衬底上浸积302导电涂层以造成导电层206。 基底可能是翼型部件,比方转子叶片外观和/或转子叶片部件。 正在少许方面,基底是天线罩、动员机进气口、机翼、容易结冰的其他部件,比方固定翼或风力涡轮机。 衬底204可能席卷树立正在部件204A的外观上的一个或众个绝缘层204B。 绝缘层204B可能通过众种措施浸积正在部件204A上,比方刷涂、涂漆、图案化、印刷、任何增材创制措施或这些措施中的一种或众种的任何组合。 基于厚度限制请求浸积每一层。 整个而言,对待较薄的体系,喷涂每次通过可将浸积物厚度从 0.4 密耳弥补到约 2 密耳,而刷涂每次可将浸积物厚度弥补约 2-3 密耳。 绝缘层204B可能通过热或化学增加剂以及其他工艺来固化。 固化可能是片面的或一律的,这取决于行使和推行。 绝缘层204B的外观210被装备为回收导电层206,比方本文所述的导电层206。 [0035]

　　浸积导电层206可能席卷正在浸积之前将导电涂层的导电资料和/或粘合资料消融正在溶剂中。 溶剂可能是二甲苯、苯、甲苯、二甲亚砜、水及其夹杂物。 浸积可席卷幕涂、滴铸、浸涂、喷涂、丝网印刷、缝模涂布、幕涂、模内成型、共固化和/或喷墨印刷。 该措施还可能席卷正在导电资料和粘合资料之一或两者上浸积热安稳剂,比方氧化锌。 或者,可将热安稳剂悬浮(比方,行使溶剂)正在导电资料和粘合剂资料中的一者或两者内。 导电层206可能起码片面或一律固化。 导电层经受约10°C至约200°C的温度,例履约10°C至约40°C,约3托至约760托的压力,例履约500托至约 760 托,以及小于约 50% 的相对湿度,例履约 20% 相对湿度至约 40% 相对湿度,或约 60% 相对湿度至约 90% 相对湿度。 正在少许推行例中,界面层树立正在导电层206和防冰层208之间或者导电层206与防冰层208直接接触。 [0036]

　　措施300还席卷正在起码片面固化的导电层206上浸积304防冰层208以造成导电防冰涂层体系150。 防冰层208可能通过将纳米资料阔别正在蚁合物内部来造成。 纳米资料可能化学和/或物理毗邻到蚁合物层。 基于防冰层208的重量,纳米资料的重量百分比可为约5wt%至约25wt%,而且防冰层208根本上不含导电资料。 防冰层 208 的浸积可能通过幕涂、滴涂、浸涂、喷涂、刷涂、旋涂、辊涂、共固化、电泳、丝网印刷、槽模涂布、幕涂、直喷来完工。可能行使模塑、共固化、喷墨印刷或这些工艺中的一种或众种的组合。 防冰层208处于约10°C至约200°C的温度,例履约10°C至约40°C,约3托至约760托的压力,例履约 500 Torr 至约 760 Torr,以及低于约 50% 的温度,它可能正在相对湿度下起码片面固化,例履约 20% 相对湿度至约 40% 相对湿度,或约 60% 相对湿度湿度至约 90% 的相对湿度。 [0037]

　　为了对比涂层体系属性,比方薄层电阻率、功率密度和总功率,动作变量(比方涂层厚度、导电层电导率和下方电极纵横比)的函数,天生(比方,模仿)涂层数据示例体系。 对宽度为 12.7 cm 的电极施加 150 V 电压的数据汇总正在外 1 中,对宽度为 12.7 cm 的电极施加 190 V 电压的数据汇总正在外 2 中。 每个电极的长度是依照蚁合纵横比确定的。 对待两个外,差别涂层厚度(25 μm、50 μm 和 75 μm)所需的总功率、电极纵横比以及涂层体系总厚度(即防冰层 208 与厚度的百分比)模仿了席卷防冰层208和导电层206的涂层体系的构造。 整个地,图4示出了不具有防冰层的涂层体系402、具有50%的防冰层厚度(比方,也默示为50%的防冰结果)的涂层体系404以及涂层体系404具有90%的防冰结果供给涂层体系406所需的总功率与防冰层的厚度(比方,90%的防冰结果)的对比。 如图所示,涂层体系406所需的功率低落,这许可为了肖似的除冰本领而低落下面的导电层的规格。 总涂层厚度、电极纵横比和防冰层厚度均可依照涂层体系的行使和除冰请求实行调度。 除冰需求可分为轻度、中度、紧要和十分的结冰强度。 轻度冻结强度对应于0.6 cm/hr至2.5 cm/hr的累积速度,中度冻结强度对应于2.5 cm / hr至7.5 cm / hr的累积速度,紧要冻结强度对应于,对应于7.5的累积cm/hr 或更众,最紧要的结冰强度平常对应于守旧除冰体系无法限制的结冰前提。 冻结强度可能通过适合的冻结速率计来衡量。 0.6 cm/hr 的累积速度约为 3 W/cm 以熔解冰。

　　需求的功率密度 所以,功率密度方向用于特意针对所需行使和冰强度策画涂层体系和电极构造。 功率密度是电极面积上的总功率。 比方下图0.08W/cm

　　功率密度可能用电流(比方0.78A)和电压(150V)的乘积除以电极面积来估计。 薄层电阻率是电导率 (2S/cm) 与涂层体系厚度的乘积的倒数。 [0038]

　　外 1 - 150V 电压 TIFF6.tif137170 [0039]

　　第 1 条. 一种涂覆基板的措施,席卷正在基板上浸积包括导电资料的导电层,该导电层的薄层电阻率为约 10 欧姆/平方至约 1000 欧姆/平方;浸积导电层;和正在导电层上浸积一层包括纳米资料的防冰层,造成导电防冰涂层编制。 [0041]

　　第2条.依照第1条所述的措施,还席卷正在将防冰层浸积正在导电层上之前起码片面地固化导电层。 [0042]

　　第 3 条. 正在约 10°C 至约 40°C、约 500 Torr 至约 760 Torr 和小于约 50% 的相对湿度下起码片面固化导电层。第 2 条的措施席卷: [0043]

　　条件4.条件1-3中任一项的措施,个中导电资料选自正在聚苯胺、聚(亚乙基二氧噻吩)、聚(苯乙烯磺酸盐)及其夹杂物构成的组。 [0044]

　　条件 5. 将导电资料与选自聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸酯、环氧树脂、含缩水甘油基-Si-Zr 的溶胶-凝胶、聚酯、苯氧基树脂、众硫化物及其夹杂物的粘合剂资料连系。任何措施条件 1 至 4,进一步席卷。 [0045]

　　第6条.依照第1-5条中任一项所述的措施,个中将导电资料与粘合剂资料组合席卷正在将粘合剂资料与导电资料组合之前将导电资料消融正在溶剂中。 [0046]

　　条件 7. 防冰层包括选自聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸酯、环氧树脂、含缩水甘油基-Si-Zr 的溶胶-凝胶、聚酯、苯氧基树脂、众硫化物及其夹杂物的蚁合物条件 1 6 any体例。 [0047]

　　条件 8. 导电层进一步包括选自聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸酯、环氧树脂、含缩水甘油基-Si-Zr的溶胶-凝胶、聚酯、苯氧基树脂、众硫化物及其夹杂物的粘合资料;以及粘合资料肖似,第 1 至 7 条的任何措施。 [0048]

　　第 9 条。基于防冰层的重量,防冰层包括约 5 wt% 至约 25 wt% 的纳米资料,而且防冰层根本上不含导电资料,第 1 条-8. 两种措施。 [0049]

　　第 10 条.依照第 1-9 条中任一项所述的措施,还席卷将热安稳剂与导电资料组合,个中导电层包括的热安稳剂的量基于导电层的重量小于 5 重量%导电层。 [0050]

　　第11条.依照第1至10条中任一项所述的措施,个中涂覆基底席卷涂覆树立正在基底上的一个或众个电极。 [0051]

　　第 12 条。第 1 至 11 条中的任一项,个中通过幕涂、滴铸、浸涂、喷涂、刷涂、旋涂、辊涂、模内涂布、共固化浸积防冰层,或电镀.措施. [0052]

　　第 13 条依照第 1-12 条中任一项所述的措施,还席卷正在约 10°C 至约 40°C、约 500 托至约 760 托和小于约 50% 的相对湿度下固化防冰层。 [0053]

　　条件14.条件1-3中任一项的措施,还席卷将导电资料消融正在选自二甲苯、苯、甲苯、二甲基亚砜、水及其夹杂物的溶剂中。 [0054]

　　第 15 条。第 1 至 14 条中的任一项,个中导电层通过流涂、滴铸、浸涂、喷涂、刷涂、旋涂、辊涂、模内涂敷、共固化或电涂来浸积.的措施。 [0055]

　　第 16 条. 包括导电资料的导电层,导电层具有约 100 Ω/square 至约 1000 Ω/square 的薄层电阻率;以及树立正在导电层上的包括纳米资料的防冰层席卷一个防冰层,它是 [0056]

　　第 17 条.依照第 16 条所述的涂层体系,个中所述导电资料选自正在聚苯胺、聚(乙烯二氧噻吩)、聚(苯乙烯磺酸盐)及其夹杂物构成的组。 [0057]

　　条件 18. 导电层包括选自聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸酯、环氧树脂、含缩水甘油基-Si-Zr 的溶胶-凝胶、聚酯、苯氧基树脂、众硫化物及其夹杂物的粘合剂资料条件 16。或17个涂层体系。 [0058]

　　条件 19. 纳米资料选自二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锌、含氟蚁合物、硅树脂、碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、性能化石墨烯及其组合。条件 16 中的任何涂层体系到 18 岁。 [0059]

　　条件20.条件16-19中任一项的涂层体系,个中纳米资料用选自烷基硅烷、烷基二硅氮烷、含氟蚁合物及其组合的疏水资料实行外观改性。 [0060]

　　条件21.条件16-20中任一项的涂层体系,个中纳米资料选自正在纳米粒子、纳米棒、纳米纤维、纳米片及其组合构成的组。 [0061]

　　条件22.条件1至21中任一项的涂层体系,个中导电层包括热安稳剂。 [0062]

　　条件24.条件22的涂层体系,个中导电层具有约15微米至约35微米的厚度。 [0064]

　　条件25.条件1至24中任一项的涂层体系,还席卷位于导电层下方的绝缘层。 [0065]

　　条件26.条件1-25中任一项的涂层体系,个中防冰层包括选自溶胶-凝胶、聚硅氧烷、聚酯、含氟蚁合物、聚硅氧烷及其组合的蚁合物。 [0066]

　　条件 27. 条件 1 至 26 中任一项的涂层体系,个中防冰层还包括低外观能增加剂或吸湿增加剂。 [0067]

　　条件 28. 条件 1 至 27 中任一项的涂层体系,个中防冰层包括聚四氟乙烯 (PTFE) 和/或乙二醇基组分。 [0068]

　　第 29 条. 一种涂层体系,席卷含有导电资料的导电层,依照 ASTM D7334,该导电层具有约 100 欧姆/平方至约 1000 欧姆/平方的薄层电阻率和大于 90 度的接触角。涂层体系席卷: 防冰层,其包括的资料席卷: 树立正在导电层上的防冰层; [0069]

　　第 30 条 根部席卷第一外观;中央片面席卷第一外观并正在第一端毗邻到根部;中央片面席卷第一外观并正在第一端毗邻到中央片面的第二端 A复合机翼,席卷树立正在铰接尖端片面、根部第一外观、中央片面第一外观、尖端片面第一外观或其组合上的涂层体系。复合机翼,个中该涂层体系席卷导电层,该导电层席卷导电资料和树立正在导电层上的防冰层。 [0070]

　　条件31.涂层体系树立正在根部的第一外观上,导电层的厚度为约0.1μm至约100μm,防冰层的厚度为约500μm至约1000μm。第 30 条复合翼型,具有 [0071]

　　条件32.条件30或31的复合机翼,个中防冰层包括纳米棒。 [0072]

　　条件33.条件30-32中任一项的复合机翼,个中基于防冰层的重量,防冰层包括约0.5wt%至约10wt%的量的纳米棒。 [0073]

　　第34条.依照第30-33条中任一项所述的复合机翼,个中导电层包括的导电资料的量基于导电层的重量为约10wt%至约25wt%。 [0074]

　　正在本公然中,参考了各个方面。 然而,该当知道,本公然不限于整个描绘的方面。 相反,下文描绘的特质和元素的任何组合,无论是否与各个方面相干,都被预期推行和实验本文供给的教学。 其它,当推行例的元素以“A和B中的起码一个”的体式书写时,排他性席卷元素A的推行例、排他性席卷元素B的推行例以及元素A和B的推行例各自被设思为席卷: 其它,固然少许方面可能告竣优于其他大概的管理计划和/或现有本事的上风,然则给定的方面是否告竣特定上风大概凌驾本公然的界限,没有限度。 所以,仿单中公然的方面、特质和甜头仅是示例性的而且不应被以为是权力请求的因素或限度,除非正在权力请求中显然证明。 [0075]

　　正在此参照依照本公然的各方面的措施、安装(体系)和估计机步骤产物的流程图图示和/或框图来描绘本公然的各方面。 该当知道,流程图和/或框图的每个块以及流程图和/或框图中的块的组合可能由估计机步骤指令来告竣。 这些估计机步骤指令可能供给给通用估计机、专用估计机或其他可编程数据打点配置的打点器以产活力器,从而惹起估计机或其他可编程数据打点配置的打点器奉行。创修告竣流程图和/或框图的一个或众个块中标识的性能/动作的措施。 [0076]

　　这些估计机步骤指令也可能存储正在估计机可读介质上,该介质不妨指示估计机、其他可编程数据打点安装或其他配置以特定体例运转,从而供给估计机可读介质上存储的指令爆发创制品,席卷告竣流程图和/或框图的一个或众个块中标识的性能/手脚的指令。 [0077]

　　其它,估计机步骤指令可能加载到估计机、其他可编程数据打点配置或其他配置中,以正在估计机、其他可编程配置或其他配置上奉行的一系列操作方法中产糊口算机奉行的历程。由此,正在估计机、其他可编程数据打点配置或其他配置上奉行的指令可能奉行流程图和/或框图的一个或众个块中标识的性能。/供给用于推行该手脚的历程。 [0078]

　　附图中的流程图和框图图示了依照本公然的各个方面的体系、措施和估计机步骤产物的大概告竣的架构、性能和操作。 就这一点而言,流程图或框图中的每个块可能默示席卷用于告竣一个或众个特定逻辑性能的一个或众个可奉行指令的模块、段或代码的一片面。 还该当留神的是,正在少许替换推行体例中,块中标注的性能可能不按附图中标注的依次闪现。 比方,陆续显示的两个块实践上可能根本上同时奉行,或者可能以相反依次或乱序奉行,这取决于所涉及的性能。 框图和/或流程图中的每个块,以及框图和/或流程图中的块的组合,可能由基于专用硬件的体系或奉行特定性能或手脚的硬件和估计机指令来默示. [0079]

　　固然前述实质针对本公然的方面,但正在不脱节其由权力请求确定的根本界限的处境下构想本公然的其他和进一步的方面。