專利名稱：用于飛機(jī)機(jī)身的燒熔阻隔層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于飛機(jī)機(jī)身的燒熔阻隔層，及其生產(chǎn)方法。當(dāng)飛機(jī)墜毀起火時(shí)，也就是說(shuō)，當(dāng)飛機(jī)撞在地面并發(fā)生動(dòng)力燃油燃燒時(shí)，一個(gè)飛機(jī)由外向內(nèi)的燒熔(燒穿)時(shí)間僅僅是30至60秒。其中鋁的熔化點(diǎn)大約是640℃；燃燒的燃油產(chǎn)生超過(guò)1000℃的溫度。
目前不存在法定的關(guān)于飛機(jī)外殼體燃性能的規(guī)定。
DE—AS2605102公開了一種多層的絕緣材料，由使用一種可時(shí)效硬化的、或者一種已時(shí)效硬化的塑料粘結(jié)劑粘合的承載材料，云母紙和云母紙另一側(cè)面的覆蓋材料。因此該任務(wù)的解決方案應(yīng)當(dāng)是，提供一種高溫穩(wěn)定的絕熱材料。這種材料具有優(yōu)良的加工性和卷繞性，并且在卷繞狀態(tài)下可以進(jìn)行多個(gè)重疊層的均勻浸漬。由此可以使這種粘合材料安放在一個(gè)由點(diǎn)、菱形或帶形構(gòu)成的模型中。
最有利的是添加固化劑，并由此可進(jìn)行預(yù)先交聯(lián)的環(huán)氧樹脂的最后交聯(lián)，所用的交聯(lián)工序如下承載材料是一種帶有花紋的壓制粘合塊，在預(yù)先交聯(lián)的狀態(tài)下進(jìn)行干燥處理。因此，精細(xì)的云母紙和另一種纖維網(wǎng)材料制成的覆蓋層帶借助適合的粘結(jié)材料重疊壓合，并且其邊界在一個(gè)加熱的壓光機(jī)上緊密地粘合。
此時(shí)還未最后交聯(lián)的環(huán)氧樹脂，而是卷繞到一個(gè)制有空腔的絕熱體上，其中的云母薄片不會(huì)破碎。這個(gè)空心體用一種絕熱樹脂完全浸漬，該種絕熱樹脂是一種對(duì)粘結(jié)材料適宜的硬化劑。因此，當(dāng)絕熱樹脂全部交聯(lián)的同時(shí)，纖維網(wǎng)材料上的最后硬化形成了花紋形的環(huán)氧樹脂覆蓋層。
在另一種不卷繞的情況下，絕熱材料的塑料粘結(jié)劑已經(jīng)硬化。第一情況因卷繞體的幾何形狀不適于裝入飛機(jī)機(jī)身。第二種情況因硬的粘結(jié)劑而具有一定的剛性，致使飛機(jī)機(jī)身的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不平整性而不能完全平整地被覆蓋。
因此，這項(xiàng)現(xiàn)有技術(shù)不適于提高飛機(jī)機(jī)身的燒熔時(shí)間。
DE—OS2700608用一種不能燃燒的、由一個(gè)芯層A和兩個(gè)蓋層B構(gòu)成的粘合—絕熱材料。該芯層A包括無(wú)機(jī)的傳導(dǎo)粒子，它們是通過(guò)1—30重量％的溫度穩(wěn)定的高分子粘結(jié)劑材料，按照DIN53446高于100℃的使用溫度互相粘接的。兩個(gè)蓋層B由無(wú)機(jī)的纖維或金屬絲成型，它們同樣用3到30重量％的所述粘結(jié)劑材料粘接。
這種絕熱材料由于在所有的層中的高粘結(jié)劑材料含量而具有很高的剛度，并且不能完全平整地靠緊在輪廓相對(duì)的平面上，如它在飛機(jī)機(jī)身中大量存在的平面；這些完全硬化的粘結(jié)劑材料是為了提高粘結(jié)—絕熱材料的剛性。
飛機(jī)工業(yè)所期待的是，把燒熔時(shí)間提高到3至4分鐘，以便增加用于適應(yīng)救援的有利機(jī)會(huì)。這就可以把燒熔阻隔層的多層件裝入到飛機(jī)的外殼結(jié)構(gòu)中，其中，由于加工技術(shù)的原因，多層件必須是軟的和柔性的，以便使飛機(jī)的機(jī)身結(jié)構(gòu)的不平整性變?yōu)榭膳浜系摹?br> 這個(gè)任務(wù)的解決方案是生產(chǎn)如下一種燒熔阻隔層，它由一種100至600克/米2重的云母紙與在其一個(gè)或兩個(gè)側(cè)面上覆蓋的、30至300克/米2重的、由針狀的阻燃纖維制成的纖維網(wǎng)材料層聯(lián)結(jié)構(gòu)成，這種纖維具有從20至55的LOI；其中，云母紙/纖維網(wǎng)的材料粘合聯(lián)結(jié)總是借助于一種部分交聯(lián)和粘結(jié)劑的內(nèi)在粘結(jié)力來(lái)構(gòu)成，粘結(jié)劑就是云母紙本身的成份；其中，粘結(jié)劑具有按照DIN53446規(guī)定的高于100℃的持續(xù)使用溫度，云母紙的共計(jì)0至30重量％；其中，粘結(jié)劑在粘合作用下也存在于總是與纖維網(wǎng)聯(lián)結(jié)的云母紙的表面上，其中，云母成份的類型是金云母或白云母。它的生產(chǎn)過(guò)程及在生產(chǎn)中各個(gè)有利的設(shè)置的方法如下生產(chǎn)具有100至600克/米2的平面塊的云母紙，由金云母或白云母按已知的方式制成；其中，人們?yōu)榱嗽颇副∑恼辰Y(jié)，使用一種部分交聯(lián)的人造樹脂—粘結(jié)劑，在制成云母紙之后粘結(jié)劑在其表面上還有內(nèi)在的粘合能力，而不進(jìn)行最后交聯(lián)；其中，人們使用的粘結(jié)劑為云母紙重量的20至30％，該粘結(jié)劑具有按照DIN53446規(guī)定的高于100℃的持續(xù)使用溫度。具有30至300克/米2重量的針狀纖維網(wǎng)材料的云母紙，在其一側(cè)或兩側(cè)上粘合連結(jié)，該纖維網(wǎng)材料由阻燃的、具有由20至55的LOI的纖維構(gòu)成，在充分利用粘結(jié)劑的粘合作用的情況下，使用壓力和不導(dǎo)致粘結(jié)劑繼續(xù)交聯(lián)的溫度。
按照本發(fā)明的燒熔阻隔層也是一種多層的平面結(jié)構(gòu)，并由一種100至600克/米2重的云母紙與在一個(gè)或兩個(gè)側(cè)面上覆蓋的30至300克/米2的纖維網(wǎng)材料層粘合而成，其中，纖維網(wǎng)材料總是由阻燃纖維構(gòu)成，阻燃纖維具有一種20至55的LOI值。這種阻燃或者“難燃”的纖維均詳細(xì)敘述在Melloand紡織報(bào)導(dǎo)6/1987.396至401頁(yè)中。該報(bào)導(dǎo)包括大量有機(jī)的和無(wú)機(jī)的纖維材料和它們的所謂的LOI值。這種“限定氧的指數(shù)”按照ISO4589的可燃性確定塑料的可燃性，即“塑料—通過(guò)氧指數(shù)確定可燃性”，并且具有確切的限制，也可使用在紡織品上，只要該紡織品是由無(wú)機(jī)纖維材料構(gòu)成的。在我們的大氣中，有效的阻燃性能要求LOI值大約超過(guò)27。
云母紙是已知的，它由小的云母薄片構(gòu)成，該云母薄片相互之間，以及與由紙纖維成紡織纖維構(gòu)成的支承物之間使用一種粘結(jié)劑粘接。
按照本發(fā)明，部分交聯(lián)粘結(jié)劑并且還有其內(nèi)在的粘合性，也就是說(shuō)，它由一種聚合物構(gòu)成，這些聚合物在聚合作用的中間階段與云母薄片相互之間，以及與支承件之間粘合連接，盡管在使用能量作用之前所進(jìn)行的最后交聯(lián)仍具有粘合作用。
按照本發(fā)明，該粘結(jié)劑的重量具有20至30％的云母紙的重量，并因此在至少一個(gè)云母紙的平面上起粘合作用。
此外，這種粘結(jié)劑必需具有按照DIN53446的規(guī)定高于100℃，以便在燃燒的作用下不像第一種情況那樣被毀壞。
利用所述的部分交聯(lián)的粘結(jié)材料的粘合性，將云母紙的一個(gè)或兩個(gè)側(cè)面很牢固地固定具有30至300克/米2重的纖維網(wǎng)材料層。鑒于不同的云母類型，金云母和白云母被證實(shí)具有特特殊的抗熱材料。
按照需要選用的纖維網(wǎng)材料，例如由間和對(duì)芳基酰胺、苯酚、氧化聚丙烯、聚苯并咪唑、或蜜胺。
這些纖維的凝聚力單獨(dú)地通過(guò)針檢來(lái)保證。這就可以通過(guò)針座或者用高能量的水射來(lái)實(shí)現(xiàn)。
如果希望得到特別高的消音功能，或者當(dāng)具有很小的耐磨強(qiáng)度的云母紙層在粘合加工時(shí)，云母紙根據(jù)要求用纖維網(wǎng)材料的兩側(cè)分層堆疊。
有利的是，具有內(nèi)在粘合性的，用于按照發(fā)明的各涂層的粘結(jié)劑指出了已知的縮聚物、聚酯酰亞胺、聚酰胺—酰亞胺、或者堅(jiān)硬的交聯(lián)蜜胺/甲醛樹脂，或者苯酚/甲醛樹脂。只要求它們的持續(xù)使用溫度小于按照DIN53446的100℃，特別適合的是硅樹脂。
如果云母紙的一側(cè)面帶有纖維網(wǎng)材料。其另一側(cè)面帶有一種鋁涂層，這些涂層的阻燃功能還可以提高，這種涉及飛機(jī)外殼的鋁反射層根據(jù)需要朝向外面。
因此纖維網(wǎng)材料的阻燃功能還可以提高，即纖維網(wǎng)材料用蛭石浸漬，蛭石是一種古老的云母，也可將其涂敷在表面上。
有利的方法是，將安裝和定位在飛機(jī)機(jī)身中的燒熔阻隔層—粘合件配置在具有一種自行硬化的粘合材料的一個(gè)或兩個(gè)側(cè)面上，這種粘合材料的活性溫度至少相當(dāng)于所述疊層中的粘結(jié)劑的交聯(lián)溫度，這種粘結(jié)材料將在下面的實(shí)施例中加以說(shuō)明。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)還有一種可能，即對(duì)應(yīng)地使用一種有自行粘合功能的粘結(jié)材料，隨后它的活化作用可自燃地消除。
云母紙的生產(chǎn)是已知技術(shù)，并且是由特定的公司實(shí)施，在該過(guò)程中，人們按照規(guī)定用一個(gè)長(zhǎng)形的篩分機(jī)將一種云母漿放置在一個(gè)支承件上的云母紙上。云母的粒子相互之間并與支承件之間粘合，支承件在此是指一種薄的纖維材料，粘合是用一種人造樹脂—粘結(jié)劑實(shí)現(xiàn)的，這種人造樹脂—粘結(jié)劑被部分交聯(lián)，并根據(jù)本身可粘結(jié)的性質(zhì)粘合到云母紙的表面上。對(duì)于理想的粘結(jié)劑已經(jīng)在說(shuō)明書中提到。
已制成的云母紙是具有100至600克/米2的平面塊料，使用的云母可選擇金云母或白云母。
粘結(jié)劑的部分交聯(lián)通過(guò)加熱來(lái)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)提供了用于每種粘結(jié)劑的確切說(shuō)明的數(shù)據(jù)板，前述類型的阻燃纖維網(wǎng)材料在壓力下覆蓋在云母紙的一個(gè)或兩個(gè)側(cè)面上，此時(shí)該云母紙的粘結(jié)劑起粘結(jié)介質(zhì)的作用。此時(shí)必須注意，起作用的溫度不要導(dǎo)致粘結(jié)劑的完全交聯(lián)。按照本發(fā)明，這個(gè)工序可以首先在飛機(jī)機(jī)身中的疊層結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)。
與飛機(jī)機(jī)身的固定聯(lián)接最好是通過(guò)在粘接件的一個(gè)或兩個(gè)側(cè)面上所涂敷的自行硬化的粘結(jié)材料，例如，按照要求在硅樹脂、丙烯酸樹脂或者環(huán)氧樹脂的基底上進(jìn)行處理。
這種粘結(jié)材料在高溫中處理更具效果，要求的加熱作用同樣從相應(yīng)的數(shù)據(jù)板中得知，其中，不僅開始與飛機(jī)的外殼粘合，而且用粘結(jié)劑進(jìn)行最后交聯(lián)，該粘合劑保證了燒熔阻隔層的凝聚力，要求人們采取這樣一種選擇，即為活化作用所要求的溫度大于或等于粘結(jié)劑的最后交聯(lián)溫度。
對(duì)于這種情況，人們配備了一種自行粘合的粘結(jié)材料用以粘結(jié)一個(gè)或兩個(gè)側(cè)面，自然地取消了控溫程序。這種粘結(jié)材料不可能通過(guò)活化的高溫而毀壞。
特別是在按照發(fā)明的兩層的情況下，燒熔阻隔層的優(yōu)點(diǎn)是，在使用纖維網(wǎng)材料涂敷云母紙之后，云母紙層的空白平面用一種鋁層蒸汽處理。例如可以通過(guò)噴涂來(lái)實(shí)現(xiàn)。
人們還可以將纖維網(wǎng)材料按防火方式設(shè)置，也就是說(shuō)，用以延長(zhǎng)燒熔時(shí)間，人們可在疊層之前用一種蛭石懸浮液交聯(lián)，或者用它涂敷這些層。此時(shí)人們利用相當(dāng)于纖維網(wǎng)材料的重量大約百分之百的蛭石，然后這些交聯(lián)的纖維網(wǎng)材料就可滿足根據(jù)DIN 5510.S5項(xiàng)，并根據(jù)FAR 25,853b的燃燒情況的要求。
燒熔阻隔層通過(guò)按照發(fā)明的結(jié)構(gòu)保證了用于在飛機(jī)機(jī)身中加工的有利的柔性，同時(shí)可以克服不平整性的問(wèn)題。特別是在燒熔阻隔層具有的三層情況下也完全能實(shí)現(xiàn)。
工程技術(shù)需要在加工平面中消除不平整性，原則性地給出兩種加工的可能性(1).燒熔阻隔層—粘結(jié)直接粘合到飛機(jī)機(jī)身的外殼材料的內(nèi)側(cè)上。其中，在兩層的情況下，該云母紙的側(cè)面應(yīng)當(dāng)朝向鋁層。
(2).在作為組件的飛機(jī)艙的側(cè)壁上的粘結(jié)，在該處總是存在的附加絕熱件上，可以隨后涂敷標(biāo)準(zhǔn)的絕熱層，例如，石棉纖維。
按照發(fā)明的各層的纖維網(wǎng)材料也有益于改善外殼的隔音性能。特別是改善了阻燃性能，燒熔時(shí)間至少為三分鐘。
權(quán)利要求
1.用于飛機(jī)機(jī)身的燒熔阻隔層，由一種100至600克/米2重的云母紙與在其一個(gè)或兩個(gè)側(cè)面上覆蓋的、30至300克/米2重的、由針狀的阻燃纖維制成的纖維網(wǎng)材料層聯(lián)結(jié)構(gòu)成，這種纖維具有從20至55的LOI；其中，云母紙/纖維網(wǎng)的材料粘合聯(lián)結(jié)總是借助于一種部分交聯(lián)和粘結(jié)劑的內(nèi)在粘結(jié)力來(lái)構(gòu)成，粘結(jié)劑就是云母紙本身的成份；其中，粘結(jié)劑具有按照DIN53446規(guī)定的高于100℃的持續(xù)使用溫度，云母紙的共計(jì)20至30重量％；其中，粘結(jié)劑在粘合作用下也存在于總是與纖維網(wǎng)聯(lián)結(jié)的云母紙的表面上；其中，云母成份的類型是金云母或白云母。
2.按照權(quán)利要求1所述的燒熔阻隔層，其特征在于，一個(gè)或兩個(gè)側(cè)面與至少一個(gè)在粘結(jié)劑的最后交聯(lián)溫度的情況下的聯(lián)結(jié)是由具有熱活性的、自行硬化的粘結(jié)材料構(gòu)成的。
3.按照權(quán)利要求1或2的燒熔阻隔層，其特征在于，具有內(nèi)在粘結(jié)能力的粘結(jié)劑是一種縮聚物，一種聚酯酰亞胺、一種聚酰胺酰亞胺、一種堅(jiān)硬的交聯(lián)蜜胺/甲醛樹脂，或苯酚/甲醛樹脂，或一種硅樹脂。
4.按照權(quán)利要求1至3所述的燒熔阻隔層，其特征在于，一個(gè)云母紙平面具有一個(gè)鋁涂層。
5.按照前述權(quán)利要求中之一或兩個(gè)所述的燒熔阻隔層，其特征在于，該纖維網(wǎng)材料用蛭石浸漬，并涂敷在它的平面上。
6.用于飛機(jī)機(jī)身的燒熔阻隔層的生產(chǎn)方法和步驟生產(chǎn)具有100至600克/米2的平面塊的云母紙，由金云母或白云母按已知的方式制成；其中，人們?yōu)榱嗽颇副∑恼辰Y(jié)，使用一種部分交聯(lián)的人造樹脂—粘結(jié)劑，在制成云母紙之后粘結(jié)劑在其表面上還有內(nèi)在的粘合能力，而不進(jìn)行最后交聯(lián)；其中，人們使用的粘結(jié)劑為云母紙重量的20至30％，該粘結(jié)劑具有按照DIN53446規(guī)定的高于100℃的持續(xù)使用溫度；具有30至300克/米2重量的針狀纖維網(wǎng)材料的云母紙，在其一側(cè)或兩側(cè)上粘合連結(jié)，該纖維網(wǎng)材料由阻燃的、具有由20至55的LOI的纖維構(gòu)成，在充分利用粘結(jié)劑的粘合作用的情況下，使用壓力和不導(dǎo)致粘結(jié)劑繼續(xù)交聯(lián)的溫度。
7.按照權(quán)利要求6的方法，其特征在于，在帶有纖維網(wǎng)材料的云母紙的一側(cè)涂層之后，人們將云母紙的空白平面蒸鍍一個(gè)鋁層。
8.按照權(quán)利要求6或7的方法，其特征在于，在用纖維網(wǎng)涂層之前，人們將纖維網(wǎng)材料用一種用蛭石制成的含水懸浮液浸透，或者兩面涂層，然后把懸浮液撤去。
全文摘要
一種用于飛機(jī)機(jī)身的燒熔阻隔層，由一種100至600克/米
文檔編號(hào)B64C1/40GK1118755SQ9510516
公開日1996年3月20日 申請(qǐng)日期1995年4月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月13日
發(fā)明者W·夏弗, G·肖特 申請(qǐng)人:卡爾·弗羅伊登伯格公司