CN1118755A - 用于飞机机身的烧熔阻隔层 - Google Patents

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Abstract

一种用于飞机机身的烧熔阻隔层，由一种100至600克/米2重的云母纸与一个或两个侧面上覆盖的、30至300克/米2重的纤维网材料层的粘结构成，该纤维网材料层由针状的阻燃纤维制成。该叠层的粘合作用是通过源于云母纸的，部分交联的，有内在的粘力的、温度稳定的粘结剂本身产生的。用于该粘结的生产方法具有的内容是，所述类型的云母的一个或两个侧面与各个纤维网材料层在压力下和在一个温度下粘合粘结，这些纤维网状材料层不使粘结剂的最后交联松开。

Description

用于飞机机身的烧熔阻隔层
本发明涉及一种用于飞机机身的烧熔阻隔层，及其生产方法。当飞机坠毁起火时，也就是说，当飞机撞在地面并发生动力燃油燃烧时，一个飞机由外向内的烧熔(烧穿)时间仅仅是30至60秒。其中铝的熔化点大约是640℃；燃烧的燃油产生超过1000℃的温度。
目前不存在法定的关于飞机外壳体燃性能的规定。
DE—AS2605102公开了一种多层的绝缘材料，由使用一种可时效硬化的、或者一种已时效硬化的塑料粘结剂粘合的承载材料，云母纸和云母纸另一侧面的覆盖材料。因此该任务的解决方案应当是，提供一种高温稳定的绝热材料。这种材料具有优良的加工性和卷绕性，并且在卷绕状态下可以进行多个重叠层的均匀浸渍。由此可以使这种粘合材料安放在一个由点、菱形或带形构成的模型中。
最有利的是添加固化剂，并由此可进行预先交联的环氧树脂的最后交联，所用的交联工序如下：
承载材料是一种带有花纹的压制粘合块，在预先交联的状态下进行干燥处理。因此，精细的云母纸和另一种纤维网材料制成的覆盖层带借助适合的粘结材料重叠压合，并且其边界在一个加热的压光机上紧密地粘合。
此时还未最后交联的环氧树脂，而是卷绕到一个制有空腔的绝热体上，其中的云母薄片不会破碎。这个空心体用一种绝热树脂完全浸渍，该种绝热树脂是一种对粘结材料适宜的硬化剂。因此，当绝热树脂全部交联的同时，纤维网材料上的最后硬化形成了花纹形的环氧树脂覆盖层。
在另一种不卷绕的情况下，绝热材料的塑料粘结剂已经硬化。第一情况因卷绕体的几何形状不适于装入飞机机身。第二种情况因硬的粘结剂而具有一定的刚性，致使飞机机身的结构产生不平整性而不能完全平整地被覆盖。
因此，这项现有技术不适于提高飞机机身的烧熔时间。
DE—OS2700608用一种不能燃烧的、由一个芯层A和两个盖层B构成的粘合—绝热材料。该芯层A包括无机的传导粒子，它们是通过1—30重量％的温度稳定的高分子粘结剂材料，按照DIN53446高于100℃的使用温度互相粘接的。两个盖层B由无机的纤维或金属丝成型，它们同样用3到30重量％的所述粘结剂材料粘接。
这种绝热材料由于在所有的层中的高粘结剂材料含量而具有很高的刚度，并且不能完全平整地靠紧在轮廓相对的平面上，如它在飞机机身中大量存在的平面；这些完全硬化的粘结剂材料是为了提高粘结—绝热材料的刚性。
飞机工业所期待的是，把烧熔时间提高到3至4分钟，以便增加用于适应救援的有利机会。这就可以把烧熔阻隔层的多层件装入到飞机的外壳结构中，其中，由于加工技术的原因，多层件必须是软的和柔性的，以便使飞机的机身结构的不平整性变为可配合的。
这个任务的解决方案是生产如下一种烧熔阻隔层，它由一种100至600克/米2重的云母纸与在其一个或两个侧面上覆盖的、30至300克/米2重的、由针状的阻燃纤维制成的纤维网材料层联结构成，这种纤维具有从20至55的LOI；其中，云母纸/纤维网的材料粘合联结总是借助于一种部分交联和粘结剂的内在粘结力来构成，粘结剂就是云母纸本身的成份；其中，粘结剂具有按照DIN53446规定的高于100℃的持续使用温度，云母纸的共计0至30重量％；其中，粘结剂在粘合作用下也存在于总是与纤维网联结的云母纸的表面上，其中，云母成份的类型是金云母或白云母。它的生产过程及在生产中各个有利的设置的方法如下：
生产具有100至600克/米2的平面块的云母纸，由金云母或白云母按已知的方式制成；其中，人们为了云母薄片的粘结，使用一种部分交联的人造树脂—粘结剂，在制成云母纸之后粘结剂在其表面上还有内在的粘合能力，而不进行最后交联；其中，人们使用的粘结剂为云母纸重量的20至30％，该粘结剂具有按照DIN53446规定的高于100℃的持续使用温度。具有30至300克/米2重量的针状纤维网材料的云母纸，在其一侧或两侧上粘合连结，该纤维网材料由阻燃的、具有由20至55的LOI的纤维构成，在充分利用粘结剂的粘合作用的情况下，使用压力和不导致粘结剂继续交联的温度。
按照本发明的烧熔阻隔层也是一种多层的平面结构，并由一种100至600克/米2重的云母纸与在一个或两个侧面上覆盖的30至300克/米2的纤维网材料层粘合而成，其中，纤维网材料总是由阻燃纤维构成，阻燃纤维具有一种20至55的LOI值。这种阻燃或者“难燃”的纤维均详细叙述在Melloand纺织报导6/1987.396至401页中。该报导包括大量有机的和无机的纤维材料和它们的所谓的LOI值。这种“限定氧的指数”按照ISO4589的可燃性确定塑料的可燃性，即“塑料—通过氧指数确定可燃性”，并且具有确切的限制，也可使用在纺织品上，只要该纺织品是由无机纤维材料构成的。在我们的大气中，有效的阻燃性能要求LOI值大约超过27。
云母纸是已知的，它由小的云母薄片构成，该云母薄片相互之间，以及与由纸纤维成纺织纤维构成的支承物之间使用一种粘结剂粘接。
按照本发明，部分交联粘结剂并且还有其内在的粘合性，也就是说，它由一种聚合物构成，这些聚合物在聚合作用的中间阶段与云母薄片相互之间，以及与支承件之间粘合连接，尽管在使用能量作用之前所进行的最后交联仍具有粘合作用。
按照本发明，该粘结剂的重量具有20至30％的云母纸的重量，并因此在至少一个云母纸的平面上起粘合作用。
此外，这种粘结剂必需具有按照DIN53446的规定高于100℃，以便在燃烧的作用下不像第一种情况那样被毁坏。
利用所述的部分交联的粘结材料的粘合性，将云母纸的一个或两个侧面很牢固地固定具有30至300克/米2重的纤维网材料层。鉴于不同的云母类型，金云母和白云母被证实具有特特殊的抗热材料。
按照需要选用的纤维网材料，例如由间和对芳基酰胺、苯酚、氧化聚丙烯、聚苯并咪唑、或蜜胺。
这些纤维的凝聚力单独地通过针检来保证。这就可以通过针座或者用高能量的水射来实现。
如果希望得到特别高的消音功能，或者当具有很小的耐磨强度的云母纸层在粘合加工时，云母纸根据要求用纤维网材料的两侧分层堆叠。
有利的是，具有内在粘合性的，用于按照发明的各涂层的粘结剂指出了已知的缩聚物、聚酯酰亚胺、聚酰胺—酰亚胺、或者坚硬的交联蜜胺/甲醛树脂，或者苯酚/甲醛树脂。只要求它们的持续使用温度小于按照DIN53446的100℃，特别适合的是硅树脂。
如果云母纸的一侧面带有纤维网材料。其另一侧面带有一种铝涂层，这些涂层的阻燃功能还可以提高，这种涉及飞机外壳的铝反射层根据需要朝向外面。
因此纤维网材料的阻燃功能还可以提高，即纤维网材料用蛭石浸渍，蛭石是一种古老的云母，也可将其涂敷在表面上。
有利的方法是，将安装和定位在飞机机身中的烧熔阻隔层—粘合件配置在具有一种自行硬化的粘合材料的一个或两个侧面上，这种粘合材料的活性温度至少相当于所述叠层中的粘结剂的交联温度，这种粘结材料将在下面的实施例中加以说明。
在本发明的范围内还有一种可能，即对应地使用一种有自行粘合功能的粘结材料，随后它的活化作用可自燃地消除。
云母纸的生产是已知技术，并且是由特定的公司实施，在该过程中，人们按照规定用一个长形的筛分机将一种云母浆放置在一个支承件上的云母纸上。云母的粒子相互之间并与支承件之间粘合，支承件在此是指一种薄的纤维材料，粘合是用一种人造树脂—粘结剂实现的，这种人造树脂—粘结剂被部分交联，并根据本身可粘结的性质粘合到云母纸的表面上。对于理想的粘结剂已经在说明书中提到。
已制成的云母纸是具有100至600克/米2的平面块料，使用的云母可选择金云母或白云母。
粘结剂的部分交联通过加热来实现，同时提供了用于每种粘结剂的确切说明的数据板，前述类型的阻燃纤维网材料在压力下覆盖在云母纸的一个或两个侧面上，此时该云母纸的粘结剂起粘结介质的作用。此时必须注意，起作用的温度不要导致粘结剂的完全交联。按照本发明，这个工序可以首先在飞机机身中的叠层结构中实现。
与飞机机身的固定联接最好是通过在粘接件的一个或两个侧面上所涂敷的自行硬化的粘结材料，例如，按照要求在硅树脂、丙烯酸树脂或者环氧树脂的基底上进行处理。
这种粘结材料在高温中处理更具效果，要求的加热作用同样从相应的数据板中得知，其中，不仅开始与飞机的外壳粘合，而且用粘结剂进行最后交联，该粘合剂保证了烧熔阻隔层的凝聚力，要求人们采取这样一种选择，即为活化作用所要求的温度大于或等于粘结剂的最后交联温度。
对于这种情况，人们配备了一种自行粘合的粘结材料用以粘结一个或两个侧面，自然地取消了控温程序。这种粘结材料不可能通过活化的高温而毁坏。
特别是在按照发明的两层的情况下，烧熔阻隔层的优点是，在使用纤维网材料涂敷云母纸之后，云母纸层的空白平面用一种铝层蒸汽处理。例如可以通过喷涂来实现。
人们还可以将纤维网材料按防火方式设置，也就是说，用以延长烧熔时间，人们可在叠层之前用一种蛭石悬浮液交联，或者用它涂敷这些层。此时人们利用相当于纤维网材料的重量大约百分之百的蛭石，然后这些交联的纤维网材料就可满足根据DIN 5510.S5项，并根据FAR 25,853b的燃烧情况的要求。
烧熔阻隔层通过按照发明的结构保证了用于在飞机机身中加工的有利的柔性，同时可以克服不平整性的问题。特别是在烧熔阻隔层具有的三层情况下也完全能实现。
工程技术需要在加工平面中消除不平整性，原则性地给出两种加工的可能性：
(1).烧熔阻隔层—粘结：直接粘合到飞机机身的外壳材料的内侧上。其中，在两层的情况下，该云母纸的侧面应当朝向铝层。
(2).在作为组件的飞机舱的侧壁上的粘结，在该处总是存在的附加绝热件上，可以随后涂敷标准的绝热层，例如，石棉纤维。
按照发明的各层的纤维网材料也有益于改善外壳的隔音性能。特别是改善了阻燃性能，烧熔时间至少为三分钟。

Claims (8)

1.用于飞机机身的烧熔阻隔层，由一种100至600克/米2重的云母纸与在其一个或两个侧面上覆盖的、30至300克/米2重的、由针状的阻燃纤维制成的纤维网材料层联结构成，这种纤维具有从20至55的LOI；其中，云母纸/纤维网的材料粘合联结总是借助于一种部分交联和粘结剂的内在粘结力来构成，粘结剂就是云母纸本身的成份；其中，粘结剂具有按照DIN53446规定的高于100℃的持续使用温度，云母纸的共计20至30重量％；其中，粘结剂在粘合作用下也存在于总是与纤维网联结的云母纸的表面上；其中，云母成份的类型是金云母或白云母。
2.按照权利要求1所述的烧熔阻隔层，其特征在于，一个或两个侧面与至少一个在粘结剂的最后交联温度的情况下的联结是由具有热活性的、自行硬化的粘结材料构成的。
3.按照权利要求1或2的烧熔阻隔层，其特征在于，具有内在粘结能力的粘结剂是一种缩聚物，一种聚酯酰亚胺、一种聚酰胺酰亚胺、一种坚硬的交联蜜胺/甲醛树脂，或苯酚/甲醛树脂，或一种硅树脂。
4.按照权利要求1至3所述的烧熔阻隔层，其特征在于，一个云母纸平面具有一个铝涂层。
5.按照前述权利要求中之一或两个所述的烧熔阻隔层，其特征在于，该纤维网材料用蛭石浸渍，并涂敷在它的平面上。
6.用于飞机机身的烧熔阻隔层的生产方法和步骤：
生产具有100至600克/米2的平面块的云母纸，由金云母或白云母按已知的方式制成；其中，人们为了云母薄片的粘结，使用一种部分交联的人造树脂—粘结剂，在制成云母纸之后粘结剂在其表面上还有内在的粘合能力，而不进行最后交联；其中，人们使用的粘结剂为云母纸重量的20至30％，该粘结剂具有按照DIN53446规定的高于100℃的持续使用温度；
具有30至300克/米2重量的针状纤维网材料的云母纸，在其一侧或两侧上粘合连结，该纤维网材料由阻燃的、具有由20至55的LOI的纤维构成，在充分利用粘结剂的粘合作用的情况下，使用压力和不导致粘结剂继续交联的温度。
7.按照权利要求6的方法，其特征在于，在带有纤维网材料的云母纸的一侧涂层之后，人们将云母纸的空白平面蒸镀一个铝层。
8.按照权利要求6或7的方法，其特征在于，在用纤维网涂层之前，人们将纤维网材料用一种用蛭石制成的含水悬浮液浸透，或者两面涂层，然后把悬浮液撤去。
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