航空器內(nèi)部組件的微孔泡沫模塑件的制作方法
【專利摘要】一種制品，它包括用于航空器的單片、單層硬質(zhì)熱塑性內(nèi)部組件，其中該熱塑性內(nèi)部組件具有微孔泡沫結(jié)構(gòu)，其中該熱塑性內(nèi)部組件具有小于或等于65kw-min/m2的平均2分鐘的放熱，當(dāng)根據(jù)FAR25.853(d)，附錄F，Part?IV至修訂25-116的要求測試時；和其中該熱塑性內(nèi)部組件具有小于或等于65kw/m2的平均峰值放熱，當(dāng)根據(jù)FAR25.853(d)，附錄F，Part?IV至修訂25-116的要求測試時。
【專利說明】航空器內(nèi)部組件的微孔泡沬模塑件
[0001]相關(guān)申請的交叉參考
[0002]本申請要求2011年8月4日提交的美國臨時申請N0.61/515，120的權(quán)益。
發(fā)明領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的公開內(nèi)容涉及航空器(aircraft)內(nèi)部組件和這種組件的微孔泡沫模塑件。
【背景技術(shù)】
[0004]熱塑性注塑航空器內(nèi)部組件具有超出其他注塑部件，例如一次性組件或者可隱藏看不見的組件典型地要求的需求和/或目的。例如，期望航空器內(nèi)部的部件輕質(zhì)，滿足或超過FAR25.853的安全要求和/或滿足或超過放熱標(biāo)準(zhǔn)0SU65/65。此外，可期望在沒有機械表面制備(超出清潔)的情況下，原樣模塑的表面罩面漆導(dǎo)致可接受的上漆罩面漆，因為可對模塑部件上漆，以匹配其他內(nèi)部組件。
[0005]減少部件重量的一種方法可包括發(fā)泡，同時形成該部件。盡管發(fā)泡工藝可改進加工過程中的流動特征，但發(fā)泡工藝存在許多缺點。例如，在本發(fā)明之前，沒有預(yù)期到通過發(fā)泡的(使用MUCELL?微孔發(fā)泡工藝)熱塑性部件將滿足FAR25.853的安全要求和0SU65/65的放熱標(biāo)準(zhǔn)，甚至當(dāng)在不發(fā)泡的結(jié)構(gòu)內(nèi)采用滿足以上技術(shù)規(guī)格的材料模塑時。特別地，預(yù)期與發(fā)泡材料有關(guān)的增加的表面與體積之比將增加可燃性和放熱。
[0006]此外，沒有預(yù)期到在本發(fā)明之前，發(fā)泡的部件，尤其由滿足上述安全要求的材料形成的發(fā)泡部件，也會提供內(nèi)部航空器應(yīng)用可接受的美學(xué)特征。使用微孔泡沫工藝生產(chǎn)的部件的表面罩面漆可顯示出表面缺陷，上述表面缺陷可通過在航空器內(nèi)部市場中使用的標(biāo)準(zhǔn)的打底和上漆工藝傳遞(transmit)。此外，在升高的溫度下油漆的固化工藝可導(dǎo)致額外的表面缺陷，因為在發(fā)泡結(jié)構(gòu)內(nèi)捕獲的氣體在固化工藝過程中膨脹。
[0007]發(fā)明概述
[0008]提供一種制品，它包括用于航空器的熱塑性內(nèi)部組件，其中該熱塑性內(nèi)部組件具有微孔發(fā)泡結(jié)構(gòu)，其中該熱塑性內(nèi)部組件具有小于或等于65kw-min/m2的平均2分鐘放熱，當(dāng)根據(jù)FAR25.853 (d)，附錄F，Part IV至修訂(Amendment) 25-116的要求測試時；和其中該熱塑性內(nèi)部組件的平均峰值放熱小于或等于65kw/m2,當(dāng)根據(jù)FAR25.853(d),附錄F，PartIV至修訂25-116的要求測試時。
[0009]可由熔體流動指數(shù)范圍為1.0g/10min至20.0g/10min的材料組合物形成熱塑性內(nèi)部組件，當(dāng)根據(jù)ASTM D-1238-10的要求，在295°C /6.6kgf下測量時。
[0010]可由熔體體積速率為60cm3/10min至70cm3/10min的材料組合物形成熱塑性內(nèi)部組件，當(dāng)根據(jù)ASTM D-1238-10的要求，在360°C /5kg下測量時。
[0011]可由玻璃化轉(zhuǎn)變溫度大于或等于50°C的材料組合物形成熱塑性內(nèi)部組件。
[0012]可由含至少一種聚合物的材料組合物形成熱塑性內(nèi)部組件，所述聚合物包括聚醚酰亞胺，聚醚醚銅，聚酰亞胺，聚苯硫，聚亞苯砜，聚苯砜，和聚碳酸酯。[0013]可由含至少一種共聚物，或者兩種或更多種聚合物，例如聚醚酰亞胺和聚碳酸酯的共混物的材料組合物形成熱塑性內(nèi)部組件。
[0014]該熱塑性內(nèi)部組件可顯示出5%_20%的重量減少，相對于由不具有微孔泡沫結(jié)構(gòu)的相同材料形成的相同幾何形狀的實心組件。
[0015]該熱塑性內(nèi)部組件可以是注塑組件或者擠出組件。
[0016]該熱塑性內(nèi)部組件可具有大于80秒達到峰值放熱的平均時間，當(dāng)根據(jù)FAR25.853 (d)，附錄F，Part IV至修訂25-116的要求測試時。
[0017]該熱塑性內(nèi)部組件可進一步具有小于或等于50，35，20或5kw_min/m2的平均2分鐘的放熱，當(dāng)根據(jù)FAR25.853 (d)，附錄F，PartIV至修訂25-116的要求測試時。
[0018]該熱塑性內(nèi)部組件可進一步具有小于或等于50，35或25kw/m2的平均峰值放熱，當(dāng)根據(jù)FAR25.853 (d)，附錄F，Part IV至修訂25-116的要求測試時。
[0019]提供形成制品的方法，該方法包括形成用于航空器的硬質(zhì)熱塑性內(nèi)部組件，其中該熱塑性內(nèi)部組件具有微孔泡沫結(jié)構(gòu)，其中該熱塑性內(nèi)部組件具有小于或等于65kw-min/m2的平均2分鐘的放熱，當(dāng)根據(jù)FAR25.853 (d)，附錄F，Part IV至修訂25_116的要求測試時；和其中該熱塑性內(nèi)部組件具有小于或等于65kw/m2的平均峰值放熱，當(dāng)根據(jù)FAR25.853 (d)，附錄F，Part IV至修訂25-116的要求測試時。
[0020]附圖簡述
[0021]通過結(jié)合附圖，參考本文描述的實施方案的下述說明，本發(fā)明公開內(nèi)容的以上提及的和其他的特征，以及實現(xiàn)它們的方式可變得更加顯而易見且更好理解，其中:
[0022]圖1闡述了注塑試驗部件的頂部透視圖；和
[0023]圖2闡述了注塑試驗部件的底部透視圖。
[0024]詳細(xì)說明
[0025]可理解，本發(fā)明的公開內(nèi)容不限于其應(yīng)用到下述說明中列出或者附圖中闡述的結(jié)構(gòu)和組件布局的細(xì)節(jié)上。本發(fā)明可以實施其他實施方案且可按照各種方式來實踐或進行。此外，可理解，本文所使用的措辭和術(shù)語為的是說明，且不應(yīng)當(dāng)被視為限制，因為它們可通過本領(lǐng)域的技術(shù)人員來理解。
[0026]本發(fā)明的公開內(nèi)容涉及航空器內(nèi)部組件，和使用微孔的泡沫模塑工藝，形成這種組件的方法。如上所述，熱塑性模塑的航空器內(nèi)部組件必須遭受超出在其中部件可保持避免看到的應(yīng)用中使用的其他注塑部件，例如一次性物品或部件典型地要求的需求和/或目的。這些需求可包括相對輕質(zhì)，滿足FAR25.853的安全要求，且滿足0SU65/65的放熱標(biāo)準(zhǔn)。進一步地，當(dāng)大多數(shù)部件可被上漆時，可期望在沒有機械表面制備(超出清潔)的情況下，原樣模塑的表面罩面漆導(dǎo)致可接受的上漆過的罩面漆，
[0027]本文形成航空器內(nèi)部組件所使用的材料可包括可在各種熱塑性模塑工藝，例如注塑或擠出中使用的熱塑性材料。另外，如上所述，這些材料可包括當(dāng)用超臨界流體發(fā)泡時，保持適合于滿足FAR25.853和0SU65/65的火焰-煙霧-毒性的材料。FAR25.853也可稱為14CFR25.853 (根據(jù)修訂25-83修訂),60FR6623,1995年2月2日(根據(jù)修訂25-116修訂)，69FR62788，2004年10月27日，在此通過參考將其全文引入。
[0028]可理解，包括在FAR25.853(d)內(nèi)的0SU65/65要求乘客容量大于或等于20人的航空器的一些內(nèi)部組件(非座位緩沖墊，它們包括在FAR25.853(c))內(nèi))滿足Part25的附錄F中的Parts IV和V的試驗要求。Part IV要求對于待測試的三個或更多個樣品的每一種來說，在頭2分鐘暴露內(nèi)總的正放熱取平均，且必須對每一樣品的峰值放熱取平均。平均總的放熱必須不超過65千瓦-分鐘/米2，和平均峰值放熱速率必須不超過65千瓦/米2。
[0029]該材料可優(yōu)選顯示出范圍為1.0g/10min.至20.0g/10min的熔體流動指數(shù),和更尤其范圍為1.0g/10min.至9.0g/10min，當(dāng)在295°C /6.6kgf下測量時，其中包括在其內(nèi)的所有數(shù)值或遞增量，和在360°C /5kg下的熔體體積速率為60-70cm3/10min，當(dāng)根據(jù)ASTMD-1238-10的要求測量時。候選的材料也可包括玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)大于或等于50°C，和更特別地大于或等于150°C的那些材料。這些材料因此可包括聚醚酰亞胺，芳族聚酮類聚合物，例如聚醚醚酮(PEEK)，聚酰亞胺，聚苯硫，聚亞苯砜，聚苯砜，它們的共混物和共聚物。在一個實施方案中，該材料可優(yōu)選包括聚醚酰亞胺和聚碳酸酯的共混物。在特別的實施方案中，可使用ULTEM9085，聚醚酰亞胺/聚碳酸酯的共混物(獲自SABIC InnovativePolymers)。前述材料也可理解為硬質(zhì)熱塑性材料，在23°C和50%相對濕度下，它處于彎曲或張緊時的彈性模量大于700MPa，當(dāng)根據(jù)ASTM方法D790或D638測試時。
[0030]獲自SABIC的ULTEM9085的性能如下所述:
[0031]
【權(quán)利要求】
1.一種制品，它包括: 用于航空器的硬質(zhì)熱塑性內(nèi)部組件，其中該熱塑性內(nèi)部組件具有微孔泡沫結(jié)構(gòu)， 其中當(dāng)根據(jù)FAR25.853(d)，附錄F，Part IV至修訂25-116的要求測試時，該熱塑性內(nèi)部組件具有小于或等于65kw-min/m2的平均2分鐘放熱；和 其中當(dāng)根據(jù)FAR25.853(d)，附錄F，Part IV至修訂25-116的要求測試時，該熱塑性內(nèi)部組件具有小于或等于65kw/m2的平均峰值放熱。
2.權(quán)利要求1的制品，其中: 當(dāng)根據(jù)ASTM D-1238-10的要求，在295°C /6.6kgf下測量時，由熔體流動指數(shù)范圍為1.0g/10min至20.0g/10min的材料組合物形成熱塑性內(nèi)部組件。
3.權(quán)利要求1的制品，其中: 當(dāng)根據(jù)ASTM D-1238-10的要求，在360 V /5kg下測量時，由熔體體積速率為60cm3/10min至70cm3/10min的材料組合物形成熱塑性內(nèi)部組件。
4.權(quán)利要求1的制品，其中: 由玻璃化轉(zhuǎn)變溫度大于或等于50°C的材料組合物形成熱塑性內(nèi)部組件。
5.權(quán)利要求1的制品，其中: 由包含包括聚醚酰亞胺、聚醚醚酮、聚酰亞胺、聚苯硫、聚亞苯砜、聚苯砜和聚碳酸酯在內(nèi)的至少一種聚合物的材料組合物形成熱塑性內(nèi)部組件。
6.權(quán)利要求1的制品，其中: 由含至少一種共聚物的材料組合物形成熱塑性內(nèi)部組件。
7.權(quán)利要求1的制品，其中: 由含兩種或更多種聚合物的共混物的材料組合物形成熱塑性內(nèi)部組件。
8.權(quán)利要求1的制品，其中: 由含聚醚酰亞胺和聚碳酸酯的共混物的材料組合物形成熱塑性內(nèi)部組件。
9.權(quán)利要求1的制品，其中: 該熱塑性內(nèi)部組件顯示出5%-20%的重量下降，相對于由不具有微孔泡沫結(jié)構(gòu)的相同材料形成的相同幾何形狀的實心組件。
10.權(quán)利要求1的制品，其中: 該熱塑性內(nèi)部組件是注塑組件。
11.權(quán)利要求1的制品，其中: 該熱塑性內(nèi)部組件是擠出組件。
12.權(quán)利要求1的制品，其中: 當(dāng)根據(jù)FAR25.853 (d)，附錄F，Part IV至修訂25-116的要求測試時，該熱塑性內(nèi)部組件具有大于80秒到達峰值放熱的平均時間。
13.權(quán)利要求1的制品，其中: 當(dāng)根據(jù)FAR25.853 (d)，附錄F，Part IV至修訂25-116的要求測試時，該熱塑性內(nèi)部組件具有小于或等于50kw-min/m2的平均2分鐘的放熱。
14.權(quán)利要求1的制品，其中: 當(dāng)根據(jù)FAR25.853 (d)，附錄F，Part IV至修訂25-116的要求測試時，該熱塑性內(nèi)部組件具有小于或等于35kw-min/m2的平均2分鐘的放熱。
15.權(quán)利要求1的制品，其中: 當(dāng)根據(jù)FAR25.853 (d)，附錄F，Part IV至修訂25-116的要求測試時，該熱塑性內(nèi)部組件具有小于或等于20kw-min/m2的平均2分鐘的放熱。
16.權(quán)利要求1的制品，其中: 當(dāng)根據(jù)FAR25.853 (d)，附錄F，Part IV至修訂25-116的要求測試時，該熱塑性內(nèi)部組件具有小于或等于5kw-min/m2的平均2分鐘的放熱。
17.權(quán)利要求1的制品，其中: 當(dāng)根據(jù)FAR25.853 (d)，附錄F，Part IV至修訂25-116的要求測試時，該熱塑性內(nèi)部組件具有小于或等于50kw/m2的平均峰值放熱。
18.權(quán)利要求1的制品，其中: 當(dāng)根據(jù)FAR25.853 (d)，附錄F，Part IV至修訂25-116的要求測試時，該熱塑性內(nèi)部組件具有小于或等于35kw/m2的平均峰值放熱。
19.權(quán)利要求1的制品，其中: 當(dāng)根據(jù)FAR25.853 (d)，附錄F，Part IV至修訂25-116的要求測試時，該熱塑性內(nèi)部組件具有小于或等于25kw/m2的平均峰值放熱。
20.一種形成制品的方法，該方法包括: 形成用于航空器的硬質(zhì)熱塑性內(nèi)部組件，其中該熱塑性內(nèi)部組件具有微孔泡沫結(jié)構(gòu)， 其中當(dāng)根據(jù)FAR25.853(d)，附錄F，Part IV至修訂25-116的要求測試時，該熱塑性內(nèi)部組件具有小于或等于65kw-min/m2的平均2分鐘的放熱；和 當(dāng)根據(jù)FAR25.853 (d)，附錄F，Part IV至修訂25-116的要求測試時，該熱塑性內(nèi)部組件具有小于或等于65kw/m2的平均峰值放熱。
【文檔編號】B32B5/18GK104023967SQ201280038044
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月4日
【發(fā)明者】S·R·斯特普爾頓, M·D·哈姆, J·D·斯科倫卡 申請人:沃佩爾控股股份有限公司