[發明專利]一種冰保護機頭前緣組件

有效

• 申請號: 201310520442.4
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103587207A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 張俊
• 申請（專利權）人: 溧陽市哈大成果轉化中心有限公司
• 主分類號: B32B33/00
• 分類號: B32B33/00;B32B27/06;B64C1/00;C09D151/08;C09D7/12;C08F283/12
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 黃明哲

技術領域

本發明涉及一種冰保護機頭前緣組件。

背景技術

????當今世界，飛機由于其快速、安全的特點而逐漸成為人們日益重視的交通工具。但是，當飛機以小于某一臨界馬赫數的亞音速在結冰氣象條件下飛行時，某些部件的迎風表面就會因大氣中的水滴撞擊、積聚而結冰，例如機頭前緣。大量的事故和研究都表明，飛機關鍵部位的積冰，即使是少量的，也會導致飛機的升力下降，飛行阻力增大，從而引起飛機的操縱性和穩定性等氣動品質的惡化。尤其是航空發動機在地面和空中一定的溫濕度下，進氣口整流罩和支板易出現結冰。由于結冰將會導致進氣流場畸變，使發動機性能惡化；冰脫落還可能造成發動機葉片斷裂，甚至導致機毀人亡的重大事故。尤其是大型飛機，如大型軍事運輸機具有大推力、大起飛總重、亞音速、強生存力（全天候飛行）等特點，這就決定了這一類飛機不可避免地存在飛行中的結冰問題。因此開展飛機結冰及其防護技術的研究是飛機、尤其是大型運輸機研制不可忽視的重要方面，對飛行安全具有重要意義。

針對飛機的不同部位，目前的防/除冰方法如下：⑴發動機壓氣機引氣的熱氣防冰系統：主要用于機翼、尾翼前緣和發動機進氣道唇口和進氣部件的防冰，通過熱氣的加熱使防護表面的溫度達到結冰條件下過冷水滴的蒸發溫度，從而避免過冷水滴在結冰表面凍結結冰。⑵周期氣囊式除冰系統：利用發動機引氣供給氣囊氣動通道，使之周期性地膨脹或收縮，破壞冰層與表面的結合力，再在氣動力的作用下達到除冰的目的。主要用于機翼、尾翼前緣的除冰，需要的引氣比起熱氣防冰系統小很多，當防冰熱氣供給不足時，可作為替代的結冰防護措施。⑶電熱防/除冰系統：既可持續加熱起防冰作用，又可周期加熱作為除冰系統。主要用于螺旋槳槳葉、整流帽罩和風擋的防/除冰。除上述電熱系統外，低能耗的電斥除冰、電脈沖除冰和其它新型防/除冰方法，如超聲波、形狀記憶合金和高頻電子除冰等也可作為引氣防冰的替代方案，這些方案的關鍵技術仍在開發和試驗階段，需要在使用中進一步驗證其可行性和可靠性。

除了上述這些主動除冰的方法外，目前國際上還廣泛采用在飛機易結冰部位涂裝低表面能疏水涂層的方法來起到被動防除冰的作用。涂在機體表面的低表面能涂層除了可以降低過冷水滴在機體表面的凝結程度，在飛機通過加熱主動除冰時，還可以使機體表面冰層融化形成的水滴盡快脫離機體，從而防止重結冰。這種涂裝低表面能疏水涂層的方法相對前述幾種方法具有成本低、耗能小、實現難度低等特點，是一種很重要的飛機表面防除冰輔助手段。但是，目前的大多數低表面能疏水涂層的性能尚不能完全滿足飛機表面防除冰的安全要求。

發明內容

本發明旨在提供一種機頭前緣組件，其基礎殼體外層包括有機氟硅改性丙烯酸樹脂防冰涂層，因此能夠有效減少冰層在機頭前緣上的形成，且有利于已經形成的冰層的脫落。

具體地，一種機頭前緣組件，包括機頭前緣殼體和位于殼體外部的防冰涂層，該防冰涂層包括底漆和面漆，所述底漆為環氧丙烯酸水性底漆、面漆為有機氟硅改性丙烯酸酯涂料；底漆和面漆的干膜厚度分別為26微米和47微米；所述有機氟硅改性丙烯酸酯涂料包括：按重量計，有機氟硅改性丙烯酸樹脂55-65%，顏色填料20-25%，納米氧化鋁3%，納米氧化鎂3%，流平劑1%，消泡劑0.8%，分散劑1.2%，催化劑0.5%，溶劑3-5%；其中的有機氟硅改性丙烯酸樹脂按如下方法制備：（1）準備原料：按重量計，有機硅單體24份，丙烯酸八氟戊酯30份，（甲基）丙烯酸酯單體100份，含羥基丙烯酸酯45份，丙烯腈5份，氨基硅油20份，溶劑55份，引發劑5份；（2）將總溶劑量75?wt%的溶劑加入到裝有回流冷凝管、溫度計、攪拌器和滴液漏斗的四口燒瓶中，通入氮氣排氧，放入油浴鍋中，加熱至115℃，開動攪拌器，使溶劑回流；將全部有機硅單體24份，丙烯酸八氟戊酯30份、（甲基）丙烯酸酯單體100份、含羥基丙烯酸酯45份、丙烯腈5份、氨基硅油20份、引發劑總量的95?wt%、溶劑總量的15?wt%組成的混合溶液在2小時內勻速地加入到反應器中，加完后，繼續保溫反應3小時；將剩余的引發劑和溶劑加入到反應器中，繼續保溫反應2.5小時停止，冷卻至室溫，出料；有機硅單體包括重量比為5：8的乙烯基三甲氧基硅烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷。

優選地，（甲基）丙烯酸酯單體包括重量比為5：8甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸。