[发明专利]防除冰用石墨烯复合膜、复合材料结构件和制备方法

权利要求书

1.一种防除冰用的石墨烯复合膜，其特征在于，包括：

绝缘导热层(10)、石墨烯电加热膜层(20)和绝缘隔热层(30)，其中：

石墨烯电加热膜层(20)设置在绝缘导热层(10)和绝缘隔热层(30)之间；

绝缘隔热层(10)包括耐热树脂材料中的一种或几种：

耐热橡胶、聚酰亚胺、芳纶、聚酯、聚乙烯、聚丙烯；

石墨烯电加热膜层(20)包括：石墨烯复合膜(21)和电极(22)，其中：

石墨烯复合膜(21)贴在石墨烯电加热膜层(20)的表面；

电极(22)设置在石墨烯电加热膜层(20)的两端；

绝缘导热层(30)是填充高导热陶瓷颗粒的耐热树脂。

2.如权利要求1所述的防除冰用石墨烯复合膜，其特征在于，其中：

绝缘隔热层的厚度为0.01-0.50mm；

石墨烯复合膜厚度为0.01-0.50mm；

电极的厚度为0.005-0.2mm；

绝缘导热层的厚度为0.01-0.50mm。

3.如权利要求1或2所述的防除冰用石墨烯复合膜，其特征在于，其中：

高导热陶瓷颗粒包括AlN、Al₂O₃、SiC、SiO₂、Si₃N₄、BN、钻石粉中的一种或几种；

耐热树脂包括聚酰亚胺、芳纶、聚酯、聚乙烯、聚丙烯中的一种或几种。

4.如权利要求1或2所述的防除冰用石墨烯复合膜，其特征在于，其中：

电极由银、铜、金、铝、镍等金属或合金经粘接、喷涂、电沉积、3D打印等方式制备而成。

5.如权利要求1或2所述的防除冰用石墨烯复合膜，其特征在于，其中：

绝缘导热层(10)中高导热陶瓷颗粒的含量为1-60vol％，

高导热陶瓷颗粒的粒径为0.1-100μm。

6.一种具有防除冰功能的复合材料结构件，其特征在于，包括：

复合材料基体(40)和如权利要求1-5任意一项所述的防除冰用的石墨烯复合膜，其中：

绝缘隔热层(30)与复合材料基体(40)相邻，以将石墨烯电加热膜层(20)和复合材料基体(40)隔开。

7.如权利要求6所述的复合材料结构件，其特征在于，其中：

石墨烯复合膜(21)通过胶膜或胶粘剂附着在复合材料基体(40)上，其中：胶膜或胶粘剂为环氧树脂胶膜或胶粘剂、聚氨酯胶膜或胶粘剂。

8.一种制备如权利要求7和8所述的具有防除冰功能的复合材料结构件的方法，其特征在于，包括以下步骤：

采用二次胶接成型法；

或者，

采用共固化一体成型法。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，采用二次胶接成型法包括：

步骤一：将绝缘隔热层、石墨烯电加热膜层、绝缘导热层按顺序依次叠加铺放，在绝缘隔热层与石墨烯电加热膜层间、石墨烯电加热膜层和绝缘导热层铺放胶膜或涂覆胶粘剂，升温至25-100℃固化，固化时间为1-24h；

步骤二：将固化后的防除冰用石墨烯复合膜用胶膜贴敷于复合材料结构表面，实现复合材料结构层和石墨烯复合膜的连接。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，采用共固化一体成型法包括：

步骤一：在复合材料结构预浸料完成铺贴后，在最外层依次铺放绝缘隔热层、石墨烯电加热膜层、绝缘导热层，在绝缘隔热层与石墨烯电加热膜层间、石墨烯电加热膜层和绝缘导热层层间涂覆胶粘剂；

步骤二：按照复合材料结构的固化工艺将复合材料结构层和石墨烯复合膜共固化一体成型，实现复合材料结构层和石墨烯复合膜的连接。