DE1964346A1 - Verfahren zum Herstellen hitzebestaendiger Bahnen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Herstellen hitzebeständiger Bahnen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer hitzebeständigen Matten- oder Bahnenstruktur, wobei erfindungsgemäß Boratkristalle in den Bahnenfasern gebildet werden.
• Während des Statens und Landens von Senkrechtstartern auf einer Landefläche, die keine besonders präparierte Oberfläche besitzt, wird Staub und Schutt von dieser Fläche durch die Propellerströmung oder Düsenausströmgase emporgewirbelt, die den Betrieb des Flugzeugs stören. Auh kann es sein, daß die Landefläche nicht stark genug ist, um das Gewicht des Flugzeugs auszuhalten. Werden Düsenmaschinen mit Nachbrennern verwendt, so kann sogar Beton durch Absplittern abgenutzt werden.
• Bisher wurde diesen Schwierigkeiten dadurch Rechnung getragen, daß man eine Lande oberfläche mit Glasfibermatten versah, die mit einem Wachs und hitzeabsorbierenden Füllstoffen imprägniert waren (vergl. US-Patentschrift 3 311 035). Gemäß dem in diesem Patent beschriebenen Verfahren wird eine Landebahn hergestellt durch Kombinieren eines Wachses mit Borsäure und Antimontrioxydt Zugeben eines Peroxyd-Katalysators zu der Wachsmischung und Aufbringen der Mischung auf eine Fiberglasmatte oder -bahn unmittelbar nach Hinzufügen des Katalysators. Dieses Verfahren besitzt mehrere Nachteile. Es hat sich gezeigt, daß für die beste Ausführung des Verfahrens eine verhältnismäßig hohe Konzentration des thixotropen Suspensionsmlttel, beispielsweise pyrogene Kieselerde"(z. B. Cab-O-Sil), verwendet werden muß, um die Borsäure und das Antimontrioxydüi dem Wachs suspendiert zu halten. Dieses Suspensionsmittel erhöht die Viskosität des Wachses und verzögert sein Eindringen in die Glasfasern; somit ist das Verhältnis der Faserglasverstärkung zum Wachs begrenzt. Die Festigkeit einer Matte oder Bahn wird durch Erhöhen des Anteils an Versteifung verbessert, vorausgesetzt, daß das Faserglas gut benetzt wird.
• Die Harzmischung wird im allgemeinen am besten und wirksamsten mittels Aufsprüahen angewendet. Die erhöhte Viskosität der Mischung jedoch, die sich durch Zugabe des thixotropen Suspensionsmittels ergibt, verlangt nach einer größeren Pumpenkapazität und erlaubt nur eine wenig wirksame Verteilung der Sprühung.
• In der Praxis ist die eingefüllte Wachsmischung versetzt, damit sich eine minimale Viskosität ergibt, die gerade noch mit der Suspensionsstabilität in Einklang ist. Dies bedeutet, daß eine gewisse Phasentrennufig zwischen den festen zugegebenen Teilchen und dem flüssigen Harz unvermeidlich ist. Wenn jedoch eine derartige Trennung auftritt, ergibt sich eine ungleiche Verteilung der hitzeresistenen Teilchen sowie ein häufiges Verschmutzen der kritischen Elemente des Sprühsystems, beispielsweise der Düsen und Ventiie.
• Es ist oftvDn praktischer Bedeutung, Gla-sfasermatten mit dem Harz (aber ohne gegenüber hohen Temperaturen widerstandsfähige Zusätze) zu verwenden, um lediglich eine Auflage für ein F'ugzeug oder ein Fahrzeug zu erzielen. Die gegen hohe Temperaturen widerstandsfähigen, mit Harz imprägnierten Glasfaeermitten können dann über die für niedrige Temperaturen gebrachte Struktur gelegt werden. Die Vorteile einer derartigen Technik werden jedoch wieder dadurch aufgehoben, daß zwei verschiedene Harzmischungen erforderlich sind, insbesondere dann, wenn die Harze nur eine Lagerfähigkeit von annähernd einem Jahr besitzen.
• Es ist deshalb ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer gegen hohe Temperaturen widerstandsfähigen Matte oder Bahn vorzusehen, die aus mit einem Harz und hitzeabsorbierenden Bestandteilen imprägnierten Glasfasern gebildet werden, ohne daß die Notwendigkeit einer Erhöhung der Viskosität des Harzes besteht, um die hitzeabsorbierenden Bestandteile in Suspension zu halten.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine gegen hohe Temperaturen widerstandsfähige Matte oder Bahn zu schaffen, die aus mit einem Harz und hitzeabsorbierbenden Bestandteilen imprägnierte Glasfasern gebildet wird, wobei das Harz grUndlich zwischen die Glasfasern eingedrungen ist und die hitzeabsorbierenden Bestandteilegleichmäßig über die Matte oder Bahn verteilt sind.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen einer gegen hohe Temperaturen widerstandsfähigen Matte vorzusehen, die aus mit einem Harz und hitzeabsorbierenden Bestandteilen imprägnierten Fiberglas gebildet wird, wobei das Wachs leicht durch Sprühen auf das Faserglas angewendet werden kann.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in einem Verfahren zum Herstellen entweder einer gegen hohe Temperaturen widerstandsfähigen Bahn, die aus Faserglas imprägniert mit einem Harz besteht oder einer mit Harz imprägnierten Faserglasmatte, die keine hitzeabsorbierenden Bestandteile enthält.
• Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Glasfasermatte zuerst mit einem gegenhohe Temperaturen widerstandsfähigen Zusatz imprägniert. Dann wird ein Harz angewendet, das einen geeigneten Härtungseinleiter enthält, um eine Matte zu erzeugen, die eine Auflage für Düsenflugzeuge und Senkrechtstarter darstellt und die den heißen Auströmgasen derDüsenaggregate des Flugzeugs widersteht. Die Glasfasermatte, wie sie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, kann von beliebiger Konstruktion sein und dient als Versteifung für das Harz; sie kann gewebte Vorgespinste, gespaltene Glasfasern oder eine Kombination von beiden enthaBen.
• Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Glasfasermatte durch eine Borationen enthaltende Lösung geführt. Vorzugsweise werden diese Ionen durch Borsäure (H,BO gebildet, aber auch andere Verbhdungen, wie beispielsweise Natriumborat (z. B.
• Borax Na2B407 10H20) oder Kaliumborat, sind als äquivalente Mittel brauchbar. Die Löslichkeit der Boratverbindung in Wasser wird beträchtlich durch Erhöhen der Temperatur der Lösung bis zum Siedepunkt und durch Zugabe einer starken Säure erhöht, beispielsweise einer Säure mit einem hohen Ionisationsgrad in Lösung. Die hohe Konzentration von Borationen in dem kochenden Wasser ergibt eine Einlagerung größerer Mengen der Verbindung in den Glasfasern als es sonst nötig wäre, wenn die Lösung nicht angesäuert und die Temperatur nicht erhöht worden wäre.
• Nachdem die Matte solange in die Lösung getaucht wurde, daß diese zwischen die Glasfasern genügend eindringen konnte, wird sie aus der Lösung genommen und langsam trocknen gelassen, so daß verhältnismäßig große Kristalle der Boratverbindung an den Fasern wachsen. Wird das Wasser von den Fasern zu rasch verdampft, bilden sich extrem kleine Kristalle. Diese sind jedoch unerwünscht, da sie eine große Oberfläche bilden und somit unverhältnismäßig viel Wachs absorbieren, wenn dieses auf die Glasfasern angewendet wird. Eine geeignete Trockenzeit hängt von einer Anzahl von Faktoren ab, wie die Umgebungsteimperatur, der Umgebungsdruck sowie Feuchtigkeit und Dicke der Matte. Im allgemeinen kann jedoch die Trocknung so ausgerührt werden, daß die Kristalle zumindest 7511A"' vorzugsweise 250 - 400 im im Durchmesser haben. Läßt man die Matte bei Zimmertemperatur und normalem Luftdruck trocknen, ergeben sich Trockenzeiten zwischen 24 und 72 Stunden, abhängig von der relativen Feuchtigkeit der Trockenkammer. Verschiedene Techniken und Kombinationen derselben können zur Durchführung dieser Trocknung angewandt werden, beispielsweise Anheben der Temperatur und/oder Reduzieren des Druckes und der Feuchtigkeit der Kammer, vorausgesetzt, daß die angewandten Bedingungen in Einklang mit den Erfordernissen der Teilchengröße sind; dies bedeutet, daß sie nicht so extrem sein dürfen, daß eine rasche Trocknung und damit eine Bildung von kleinen Kristallen erfolgt.
• Nach dem Trocknen der Matte kann diese beliebig lange gespeichert werden, da die Boratkristalle ganz stabil sind.
• Es sei betont, daß durch die Rekristallisierung der Boratverbindung gemäß der Erfindung die Boratkristalle gleichmäßig über die Matte verteilt sind. Außerdem entfällt die Notwendigkeit der Erhöhung der Viskosität des Wachses, um die hitzeabsorbierende Verbindung während des Imprägnierens der Matte in Suspension zu halten, da die hitzeabsorbierenden Kristalle in der Matte selbst gewachsen werden. Da die hitzeabsorbierenden Kristalle nicht mehr in dem Wachs suspendiert zu sein brauchen, läßt sich das Wachs auch leichter auf die Fiberglasmatte aufsprühen. Da außerdem die hitzeabsorbierenden Verbindungen in den Glasfasern und nicht in der Harzsuspenion sind, kann ein einziges Wachs verwendet werden, das keine hitzeabsorbierenden Bestandteile enthält und doch die Matte gegen hohe Temperaturen widerstandsfähig macht.
• Normalerweise wird die mit der Boratverbindung imprägnierte Glasfasermatte dann dort auf dem Boden angebracht, wo der irnit ennml . Landeplatz sein soll und wird dort mit eiS!dhS3lNrDysator versehenen Wachs besprüht. Durch das Härten und Vernetzen.
• des Wachses bildet sich eine stabile Matte oder Bahn, die widerstandsfähig ist gegen ein direktes Auftreffen des Luftstrahles von Turbodüsensenkrechtstartern während des Startens und Landens. Zweckmäßigerweise können mehrere Mattenschichten überlappend verwendet werden, in der Art, wie man Schindeln auf ein Dach legt; hierdurch ergibt sich eine Bahn oder Matte von ausreichender Festigkeit, die den Anforderungen der besonderen Belastung oder des Bodens entspricht.
• Die Merkmale, Gedanken und Vorteile der Erfindung ergeben sich im einzelnen aus dem Studium des nachfolgenden speziellen Ausführungsbeispiels, bei dem alle Anteile Gewichtsteile sind.
• Ausführungsbeispiel Eine zusammengesetzte Glasfasermatte besteht aus einer Schicht von ca. 815 g/m2 von gewebtem Vorgespinst und einer Schicht 2 von 915 g/m2 gespaltener Glasfasern; diese Matte wird durch eine siedende Lösung aus einem Teil Salzsäure, 10 Teilen Borsäure (H5B05) und 20 %gsisl89 geführt. Die Matte wird dann aus der Lösung genommen und bei Zimmertemperatur und atmosphärischem Luftdruck für 24 Stunden trocknen gelassen. Dann wird die Matte mit einem niederviskosen Polyesterharz vom Typ enthaltend hylenglykol, ein Derivat der 1, 4, 5, 6, 7, 7, - Hexachlor (2, 2, 1) - 5 - Hepten - 2, 3 Dicarbonsäure und Fumarsäure (ethylene glycol-chlorendic acid-fumurate) besprüht, das einen Peroxyd-Katalysator in einer Menge enthält, die für das Härten des Harzes erforderlich ist. Das Harz- zu Glasverhältnis wird so eingestellt, daß jede Schicht eine 30 bis 2 35 ziege Glasversteifung besitzt und ca. 4,9 kgXm wiegt. Eine Zugabe von 3 bis 5 Gewichtsprozent Antimonoxyd zu dem Harz verbessert die Wirksamkeit des Verfahrens, ist jedoch nicht erforderlich.
• Es sei betont, daß dieses Beispiel lediglich der Anschauung dient und nicht in beschränkendem Sinne wirken so Verschiedene andere Modifikationen der erfindungsgemäßen Gedanken ergeben sich für den Fachmann, ohne von dem Inhalt und dem Umfang der Erfindung abzuweichen, wie sie durch die beigefügte Ansprüche ausgedrückt wird.

Claims (7)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen einer gegen Hitze widerstandsfähigen Mattenstruktur, g e k e n n z e i c h n e t durch die Schritte: Vorsehen einer Glasfasermatte, Eintauchen der Glasfasermatte in eine Borationen enthaltende wässrige Lösung Entfernen der Matte aus dieser Lösung, Trocknenlassen der Matte unter Bedingungen derart, daß die sich bildenden Boratkristalle einen Durchmesser von zumindest 75leim besitzen und Imprägnieren der Matte mit Harz.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Lösung eine starke Säure enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die starke Säure Salzsäure ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Lösung siedend ist.

5. Verfahren nach Anbruch 1, 2 oder 4 , dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Borationen aus Borsäure (HDBO) geliefert werden

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Lösung einen Teil Salzsäure, 10 Teile Borsäure und 20 Teile Nasser enthält.

7. Verfahren zum gleichmäßigen Verteilen hitzeabsorbierender Verbindungen in einer Mattenstruktur, g e k e n n z e i c h -n e t durch die Schritte: Vorsehen einer Glasfasermatte, Eintauchen der Glasfasermatte in eine Borationen enthaltende Lösung, Entfernen der Matte aus der Lösung und Trocknenlassen der Matte unter Bedingungen derart, daß die sich bildenden Boratkristalle einen Durchmesser von zumindest 75 m besitzen.