ES2609928T3

ES2609928T3 - Películas resistentes a la erosión para usar en superficies aerodinámicas calentadas

Info

Publication number: ES2609928T3
Application number: ES08782429.8T
Authority: ES
Inventors: Ryan E. Marx; Bryan C. Feisel; Douglas E. Weiss
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2007-08-10
Filing date: 2008-07-28
Publication date: 2017-04-25
Anticipated expiration: 2028-07-28
Also published as: WO2009023424A3; US20090039200A1; JP5543634B2; EP2183331B1; JP2010535668A; WO2009023424A2; US8096508B2; JP2013173949A; EP2641948A1; CN101778916B; US20120091277A1; BRPI0815107A2; EP2641949A1; EP2183331A2; US10272985B2; US20160251072A1; CN101778916A; BRPI0815107B1; EP2641950A1; JP5539871B2

Abstract

Una construcción resistente a la erosión que comprende: a) un elemento de una aeronave que comprende: i) un segmento de piel de aeronave que tiene una superficie externa, y ii) un mecanismo de deshielo asociado a dicho segmento de piel de aeronave capaz de calentar dicha superficie externa a temperaturas superiores a 65 °C; b) una cinta que comprende: i) al menos una capa que comprende una red de polímero semiinterpenetrante que comprende un polímero acrílico reticulado y un polímero no reticulado, seleccionado del grupo consistente en poliuretano, poliurea y polímero mixto de poliuretano/poliurea y ii) una capa adhesiva; en donde la cinta se une a la superficie externa del segmento de piel de aeronave mediante la capa adhesiva.

Description

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DESCRIPCION

Peliculas resistentes a la erosion para usar en superficies aerodinamicas calentadas

Esta invencion se refiere a peliculas protectoras resistentes a la erosion que pueden usarse en superficies aerodinamicas junto con aparatos de deshielo.

La patente US-5.544.845 describe supuestamente un aparato de proteccion del hielo que incluye una capa de poliuretano superior, una capa activa y una capa base curada conjuntamente en una matriz unitaria, en donde la capa base es poliuretano o cloropreno.

La patente US-2005/271.881 describe supuestamente un metodo que se refiere a recubrimientos resistentes a la abrasion que comprende depositar sobre un sustrato uno mas recubrimientos, en donde un recubrimiento comprende un prepolimero de poliuretano terminado en isocianato y un agente de curado; en donde los agentes de curado comprenden esteres poliasparticos, cetiminas, aldiminas o una combinacion que comprende, al menos, uno de los agentes de curado anteriores; hacer reaccionar el prepolimero de poliuretano terminado en isocianato con un agente de curado; en donde la reaccion se puede llevar a cabo opcionalmente en presencia de humedad o calor; y curar el prepolimero de poliuretano terminado en isocianato para formar el recubrimiento. La referencia describe supuestamente el uso del recubrimiento para proteger algunas superficies de aeronaves.

WO 2006/085054 describe supuestamente una malla calefactora electrotermica antihielo o de deshielo de un aspa de rotor de helicoptero o de otra superficie aerodinamica, que comprende un substrato que lleva unas pistas de un material de resistividad electrica seleccionada, estando formadas estas pistas por impresion sobre el sustrato con una tinta termoendurecible cargada con particulas conductoras de electricidad. Tambien se pueden imprimir buses/terminales electricos para el suministro de energia electrica a las pistas resistivas utilizando una tinta cargada con particulas de material de mayor conductividad, tal como cobre o plata.

WO 2006/118883 describe una pelicula protectora multicapa que comprende una primera capa, una segunda capa y una capa de PSA. La primera capa comprende, al menos, un poliuretano con base de poliester, un poliuretano con base de policarbonato o una combinacion o mezcla de ambos. La segunda capa comprende, al menos, un poliuretano termoplastico con base de policaprolactona. La capa de PSA comprende un adhesivo sensible a la presion. Una superficie principal de la primera capa se une a una superficie principal de la segunda capa y la capa de PSA se une a una superficie principal opuesta de la segunda capa, de tal manera que la segunda capa se intercala entre la primera capa y la capa de PSA.

WO 99/19414 describe una pelicula multicapa dispuesta sobre un sustrato, comprendiendo la pelicula multicapa: (a) una capa de red de polimero interpenetrante (IPN); y (b) al menos una capa de polimero que contiene fluor.

En resumen, la presente descripcion proporciona una construccion resistente a la erosion que comprende, en primer lugar, un elemento de aeronave que comprende: un segmento de piel de aeronave que tiene una superficie externa y un mecanismo de deshielo asociado a dicho segmento de piel de aeronave capaz de calentar dicha superficie externa a temperaturas superiores a 65 0C; y, en segundo lugar, una cinta que comprende: al menos una capa que comprende una red de polimero semiinterpenetrante que comprende un polimero acrilico reticulado y un polimero no reticulado, seleccionado del grupo consistente en poliuretano, poliurea y polimero mixto de poliuretano/poliurea y una capa adhesiva; en donde la cinta se une a la superficie externa del segmento de piel de aeronave mediante la capa adhesiva. En una realizacion, la cinta contiene polimero no reticulado ademas del adhesivo. El polimero reticulado puede comprender, de forma adicional, un componente de acrilato. El polimero reticulado puede ser un polimero reticulado por radiacion. El polimero reticulado puede ser un polimero reticulado por haz de electrones o un polimero reticulado por UV. La capa adhesiva puede comprender un adhesivo acrilico. La superficie externa del segmento de piel de aeronave puede incluir una o mas capas de pintura, imprimacion, o ambas. El segmento de piel de aeronave es, de forma tipica, una parte de un ala de avion o una parte de un rotor de helicoptero.

La presente descripcion proporciona una construccion resistente a la erosion que comprende, en primer lugar, un elemento de aeronave que comprende: un segmento de piel de aeronave que tiene una superficie externa y un mecanismo de deshielo asociado a dicho segmento de piel de aeronave capaz de calentar dicha superficie externa a temperaturas superiores a 65 °C; y, en segundo lugar, una cinta que comprende: al menos una capa que comprende una red de polimero semiinterpenetrante que comprende un polimero acrilico reticulado y un polimero no reticulado, seleccionado del grupo consistente en poliuretano, poliurea y polimero mixto de poliuretano/poliurea y una capa adhesiva; en donde la cinta se une a la superficie externa del segmento de piel de aeronave mediante la capa adhesiva. El polimero reticulado puede comprender, de forma adicional, un componente de acrilato. El polimero reticulado puede ser un polimero reticulado por radiacion. El polimero reticulado puede ser un polimero reticulado por haz de electrones o un polimero reticulado por UV. La capa adhesiva puede comprender un adhesivo acrilico.

El segmento de piel de aeronave puede ser cualquier segmento externo asociado a un mecanismo de deshielo y es, de forma tipica, una parte de un ala de avion o una parte de un rotor de helicoptero. El segmento de piel y su superficie externa pueden ser de cualquier material adecuado, incluidos metales, compuestos y similares. En

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algunas realizaciones, la superficie externa del segmento de piel del avion puede incluir una o mas capas de pintura, imprimacion, o ambas. En esas realizaciones, la superficie externa del segmento de piel de aeronave incluye una o mas capas de imprimacion sobre la que se aplican una o mas capas de pintura, que puede incluir capas originales de fabrica o capas de reimprimacion o repintado o combinaciones de las mismas. En otras realizaciones, la superficie externa del segmento de piel de aeronave puede ser material de metal o compuesto sin pintar.

El mecanismo de deshielo puede ser cualquier mecanismo adecuado capaz de calentar dicha superficie externa a temperaturas superiores a 65 0C, de forma mas tipica, superiores a 80 0C, de forma mas tipica, superiores a 100 0C y de forma mas tipica superiores a 120 0C. Los mecanismos tipicos pueden incluir mecanismos alimentados con electricidad, como calentadores con resistencias o calentadores por radiacion, o mecanismos que incluyan conductos de conduccion del chorro de escape redireccionado.

De forma tipica, la cinta puede permanecer sustancialmente sin burbujas despues de un ciclo de la prueba siguiente: humidificacion en una camara de humedad a 45 0C y HR del 95% durante 7 horas, seguido de calentamiento a una temperatura de 123 0C con una duracion de 5 minutos, seguido de un enfriamiento a 25 De forma mas tipica, la cinta puede permanecer sustancialmente sin burbujas despues de diez ciclos y, de forma mas tipica, cien ciclos.

En algunas realizaciones, la cinta comprende un polimero elastomerico reticulado. Puede utilizarse cualquier polimero elastomerico reticulado adecuado, incluidos cauchos, cauchos naturales, cauchos de butilo, poliisoprenos, polibutadienos, cauchos de SBR, de NBR, de HNBR, de EPM, de EPDM, flouroelastomeros, siliconas, cauchos de polisulfuro, polietilenos clorosulfonados, polietilenos clorados, poliuretanos, poliureas y similares, o mezclas de los mismos. Otros polimeros elastomericos reticulados adicionales que pueden ser utiles pueden ser los descritos en Gent, ed., Engineering with Rubber: How to Design Rubber Components, 2a ed. (Hanser Gardner 2001).

En algunas realizaciones, la cinta comprende, al menos, una capa que comprende un polimero reticulado seleccionado del grupo que consiste en poliuretano reticulado, poliurea reticulada y polimero reticulado mixto de poliuretano/poliurea y una capa adhesiva. Se puede usar cualquier poliuretano reticulado o poliurea reticulada adecuados. Los poliuretanos adecuados pueden incluir polimeros de poliisocianatos y polioles. Las poliureas adecuadas pueden incluir polimeros de poliisocianatos y poliaminas. En algunas realizaciones, el polimero reticulado puede ser un polimero mixto de poliuretano/poliurea derivado de poliisocianatos y una mezcla de polioles y poliaminas. Se puede usar cualquier poliisocianato, poliol o poliamina adecuado. Los poliisocianatos adecuados pueden incluir isocianatos aromaticos, isocianatos alifaticos, poliisocianatos o combinaciones de los mismos. Los isocianatos aromaticos adecuados pueden incluir diisocianato de difenil-metileno, diisocianato de 1,4-fenileno, diisocianato de 1,3-fenileno, difenilmetano-4,4'- diisocianato de 3,3'-dimetilo, 2,2'-diisocianato de difenilmetano, diisocianato de naftaleno, diisocianato de 4,4'-bifenilo, diisocianato de 1,5-naftaleno, diisocianato de 2-metil-l,5-naftaleno, diisocianato de 2,4-tolueno y diisocianato de 2,6-tolueno y mezclas de los dos isomeros, 2,4'-diisocianato de difenilmetano, diisocianato de 4-etil-m-fenileno y similares o mezclas de los mismos. Los isocianatos alifaticos adecuados pueden incluir diisocianato de 2,4,4-trimetilhexametileno, diisocianato de 2,2,4-trimetilhexametileno, diisocianato de 1,4-ciclohexano, diisocianato de 1,3-ciclohexilo, diisocianato de trimetilhexametileno, diisocianato de isoforona (IPDI), diisocianato de decametileno, diisocianato de metileno, metileno- bis(4-ciclohexilisocianato) (H12MDI), diisocianato de dimerilo, diisocianato de trans-1,4-ciclohexano, diisocianato de hexametileno y similares, o mezclas de los mismos. Otros isocianatos adecuados pueden incluir poliisocianatos, incluidos aquellos con base de cualquiera de los anteriores. Los polioles adecuados pueden incluir polioles de poliester, polioles de policaprolactona, polioles de polieter, polioles de polibutadieno terminado en hidroxilo y polibutadieno hidrogenado, polioles de policarbonato y similares, o mezclas de los mismos. Las poliaminas adecuadas pueden incluir polieteraminas JEFFAMINE® y similares, o mezclas de los mismos. Ademas, se pueden incluir extensores de cadena, que son, de forma tipica, compuestos difuncionales monomericos o de bajo peso molecular. Extensores de cadena hidroxilicos adecuados pueden incluir etilenglicol, dietilenglicol, propilenglicol, dipropilenglicol, neopentilglicol, 1,4-butanodiol y 2-metil-1,3- propilenodiol y similares, o mezclas de los mismos. Extensores de cadena aminicos adecuados pueden incluir 1,4- diaminobutano, etilendiamina, 1,2-diaminopropano, 1,3-diaminopropano, 1,2-diaminociclohexano, isoforondiamina, diaminas cicloalifaticas secundarias, dietiltoluenodiamina y similares, o mezclas de los mismos.

En una realizacion, el polimero reticulado puede comprender, de forma adicional, un componente de acrilato. El componente de acrilato se deriva de cualquier precursor de componente adecuado de acrilato, que es cualquier monomero, oligomero o polimero adecuado con un enlace doble de acrilato disponible para la polimerizacion. En algunas realizaciones, los precursores de componente de acrilato son reticulados por haz de electrones u otra radiacion durante la formacion de la cinta para formar el componente de acrilato que estara presente fundamentalmente en la cinta terminada.

En una realizacion, el precursor del componente de acrilato es copolimerizado en el poliuretano o la poliurea antes de la reticulacion del precursor del componente de acrilato. Los acrilatos adecuados de este tipo, tal como el SR495B utilizado en los ejemplos siguientes, incluyen uno o mas grupos que polimerizan con el poliuretano o la poliurea, como el alcohol o grupos amino y uno o mas enlaces dobles de acrilato disponibles para la polimerizacion. Otras especies adecuadas pueden incluir acrilatos de caprolactona, acrilato de hidroxietilo, pentaacrilato de dipentaeritritol y similares, o mezclas de los mismos.

En una realizacion, el precursor del componente de acrilato es mezclado con el poliuretano o la poliurea antes de la reticulacion del precursor del componente de acrilato. En esta realizacion, el poliuretano o la poliurea forman

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una red de polimero interpenetrante o semiinterpenetrante con el componente de acrilato reticulado en la cinta final. Se forma una red de polimeros interpenetrantes cuando tanto el componente de acrilato como el poliuretano o la poliurea son reticulados. Se forma una red de polimeros semiinterpenetrantes cuando el componente de acrilato es reticulado y el poliuretano o la poliurea no lo son. Los acrilatos adecuados de este tipo incluyen CN996, utilizado en los ejemplos siguientes. Los acrilatos adecuados de este tipo son, de forma tipica, al menos parcialmente miscibles en el poliuretano o la poliurea.

El polimero reticulado se puede reticular por cualquier medio adecuado, incluida la reticulacion por radiacion, como por haz de electrones, UV, luz visible, IR y similares, o reticulacion covalente obtenida mediante la inclusion de agentes de reticulacion o monomeros polifuncionales en el polimero durante la fabricacion. Los monomeros polifuncionales pueden incluir poliisocianatos, polioles, poliaminas y similares, o mezclas de los mismos. En una realizacion, la cinta contiene polimero no reticulado ademas del adhesivo. En una realizacion, la cinta no contiene ninguna capa de polimero ademas del adhesivo que no contenga polimero reticulado.

La cinta es, de forma tipica, transparente o translucida, aunque tambien puede estar pigmentada. La cinta puede tener cualquier espesor adecuado. Un espesor tipico es de entre 0,01 mm y 3,0 mm, de forma mas tipica entre 0,01 mm y 1,0 mm, de forma mas tipica entre 0,1 mm y 1,0 mm, de forma mas tipica entre 0,25 mm y 1,0 mm, y de forma mas tipica entre 0,25 mm y 0,75 mm.

Se puede usar cualquier capa adhesiva adecuada. En una realizacion, la capa adhesiva puede comprender un adhesivo acrilico. En una realizacion, el adhesivo es un adhesivo sensible a la presion. Los adhesivos adecuados pueden incluir acrilicos, poliuretanos, siliconas, copolimeros en bloques de estireno y butadieno, copolimeros en bloques de estireno e isopreno, y similares.

La cinta puede hacerse por cualquier metodo adecuado, incluidos aquellos demostrados en los ejemplos siguientes. Los metodos adecuados pueden incluir el mezclado de poliuretano o poliurea con un acrilato (p. ej., Ej. 1), extrusion reactiva (p. ej. Ejs. 2-4), o recubrimiento reactivo (p. ej. Ejs. 5 y 6).

Esta invencion es util, por ejemplo, en el diseno, fabricacion y mantenimiento de aeronaves, por ejemplo, para proporcionar resistencia a la erosion en una aeronave que utilice un sistema de deshielo interno.

Los objetos y ventajas de la presente memoria se ilustran adicionalmente por los siguientes ejemplos, pero los materiales y cantidades particulares de los mismos citados en dichos ejemplos, asi como otras condiciones y detalles, no deberan tomarse como una limitacion indebida de la presente invencion.

Ejemplos

Salvo que se indique lo contrario, todos los reactivos estuvieron o estan disponibles en Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI, o pueden sintetizarse mediante metodos conocidos. La Tabla I describe los materiales usados en los ejemplos.

Tabla I

Material: Descripcion

H12MDI: 4,4'-diisocianato de diciclohexilmetano comercializado como Desmodur W® por Bayer, Pittsburgh, PA, EE. UU.

TONE™ 2221: Caprolactonadiol lineal iniciado con neopentiglicol con un peso molecular de 1000 M comercializado por Dow, Midland, MI, EE. UU.

TONE™ 2241: Caprolactonadiol lineal iniciado con neopentiglicol con un peso molecular de 2000 M comercializado por Dow, Midland, MI, EE. UU.

BDO: 1,4-Butanodiol, comercializado por Sigma Aldrich Corp., St. Louis, MO, EE. UU.

CAPA® 3091: Un poliester triol con grupos terminales primarios hidroxilo que tiene un peso molecular de 900 M comercializado por Solvay Caprolactones, Warrington, Cheshire, Reino Unido.

DBTDL: Catalizador dibutiltindilaureato comercializado como Dabco® T-12 por Air Products, Allentown, PA, EE. UU.

SR495B: SR495B Acrilato de caprolactona, peso molecular 344 M, comercializado por Sartomer, Exton, PA, EE. UU.

CN996: Oligomero de acrilato de uretano alifatico comercializado por Sartomer, Exton, PA, EE. UU.

Tinuvin® 292: Estabilizante de luz de amina impedida comercializado por Ciba Specialty Chemicals, Tarrytown, NY, EE. UU.

Tinuvin® 1130: Absorbente de UV de tipo hidroxifenilbenzotriazol comercializado por Ciba Specialty Chemicals, Tarrytown, NY, EE. UU.

D-2000: Polieterdiamina JEFFAMINE® D-2000, peso molecular de aproximadamente 2000 M, comercializado por Huntsman Corp., The Woodlands, TX, EE. UU.

T-5000: Polietertriamina JEFFAMINE® T-5000, peso molecular de aproximadamente 5000 M, comercializado por Huntsman Corp., The Woodlands, TX, EE. UU.

Pigmento gris: Concentrado de poliuretano gris, comercializado por Americhem, Inc., Cuyahoga Falls, OH, EE. UU.

Cinta de transferencia 965: Cinta adhesiva de transferencia 965 comercializada por 3M Company, St. Paul, MN, EE. UU.

PPT 8681 HS: Cinta protectora de poliuretano gris de 0,3556 mm (0,014 pulg) de espesor con 0,0508 mm (0,002 pulg) de un adhesivo sensible a la presion acrilico de alta resistencia al esfuerzo cortante comercializado por 3M Company, St. Paul, MN, EE. UU.

PPT 8673: Cinta protectora de poliuretano de 0,3556 mm (0,014 pulg) de espesor con 0,0508 mm (0,002 pulg) de un adhesivo sensible a la presion acrilico comercializado por 3M Company, St. Paul, MN, EE. UU.

PPT 8667 HS: Cinta protectora de poliuretano gris de 0,7112 mm (0.028 pulg) de espesor con 0,762 mm (0.003 pulg) de un adhesivo sensible a la presion acrilico de alta resistencia al esfuerzo cortante comercializado por 3M Company, St. Paul, MN, EE. UU.

Krystalgran®: Krystalgran® PN3429-108, un poliuretano termoplastico alifatico a base de poliester comercializado por Huntsman Chemical, The Woodlands, TX, EE. UU.

Se hicieron peliculas por extrusion, extrusion reactiva o recubrimiento reactivo, como se describe a continuacion. Algunas peliculas se trataron ademas con irradiacion de haz de electrones, como se describe a continuacion.

5 Extrusion y extrusion reactiva

Se hicieron los Ejemplos 1, 2, 3 y 4 usando un extrusor de doble husillo de 25 mm corrotatorio Berstorff modelo ZE25 (comercializado por Berstorff USA, Florence, KY, EE. UU.). El extrusor contenia 10 zonas del canon, cada una calentada de forma independiente. Se utiliza una bomba de masa fundida al final del extrusor para alimentar el 10 polimero fundido en una boquilla plana de 30,5 cm (12 pulg) comercializada por Extrusion Dies, Inc Chippewa Falls, WI, EE. UU. La boquilla tenia una abertura de boquilla nominal de 1,27 mm (0,050 pulg) con un labio ajustable. Las peliculas extrudidas a traves de la boquilla de pelicula se depositaron entonces sobre un recubrimiento de papel antiadherente sin fluoropolimero y sin silicona soportado por un rodillo de presion. El espesor de la pelicula se controlo mediante obturadores de boquilla dentro de la boquilla y mediante el mantenimiento de la velocidad de 15 bobinado.

En el Ejemplo 1, se mezclaron un poliuretano y un oligomero de acrilato de uretano en el extrusor y se extrudieron para formar una pelicula. En los Ejemplos 2, 3 y 4, los monomeros se alimentaron en el extrusor y la polimerizacion se llevo a cabo en el extrusor, dejando que una masa fundida de polimero se extrudiera saliendo por el extremo. En los Ejemplos 2, 20 3 y 4, habia por lo menos dos monomeros de alimentacion: un isocianato (Desmodur W) y una carga de poliol.

Las condiciones del proceso de extrusion se muestran abajo en la Tabla II.

Tabla II 25

Condicion del proceso: Aiustes para Ajustes para Ajustes para EL Ajustes

: Ei. 1 EL 2 3 para EL 4

rpm del extrusor: 100 150 150 150

Amperaje del extrusor: 40% 15% 20% 25%

Agua atemperada (0C): 15 15 15 15

Zona 2 (0C): 160 160 160 160

Zona 3 (0C): 165 165 165 165

Zona 4 (0C): 170 170 170 170

Zona 5 (0C): 170 170 170 170

Zona 6 (0C): 170 170 170 170

Zona 7 (0C): 170 175 175 175

Zona 8 (0C): 170 175 175 175

Zona 9 (0C): 170 175 175 175

Zona 10 (0C): 170 175 175 175

Zona de la boquilla (exterior): 187, 778 0C (370 0F) 190,556 0C (375 0F) 180 0C (356 0F) 196,11 0C (385 0F)

Zona de la boquilla (centro): 187, 778 0C (370 0F) 180 0C (356 0F) 187, 778 0C (370 0F) 180 0C (356 0F)

Zona de la boquilla (exterior): 187, 778 0C (370 0F) 190,556 0C (375 0F) 180 0C (356 0F) 190,556 0C (375 0F)

Tubo del cuello: 173,889 0C (345 0F) 180 0C (356 0F) 180 0C (356 0F) 180 0C (356 0F)

rpm de la bomba de masa fundida: 22 16,7 16,4 22,1

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Entrada de la bomba de masa fundida: 0,55 MPa (80 psi) 0,517 MPa (75 psi) 2,275 MPa (330 psi) 0,344 MPa (50 psi)

Salida de la bomba de masa fundida: 8,2 MPa (1200 psi) 0,1378 MPa (20 psi) 2,275 MPa (330 psi) 7,997 MPa (1160 psi)

Rodillo de presion: 48,88 0C (120 0F) 60 0C (140 0F) 48, 88 0C (120 0F) Apagado

Bobinadora: 1,117 cm/s (2,2 pies/min) 1,107 cm/s (2,18 pies/min) 1,117 cm/s (2,2 pies/min)

Para el Ejemplo 1, se alimentaron escamas de poliuretano en la zona 2 usando un alimentador gravimetrico equipado con tornillos de doble espiral, disponibles bajo la denominacion comercial “alimentador gravimetrico K- Tron, modelo K-CL-SFS-KT20” de K-Tron International, Pitman, Nueva Jersey, EE. UU. Se alimento pigmento gris en la zona 2 usando un segundo alimentador gravimetrico K-Tron. El oligomero de acrilato de uretano se calento a 55 0C en un recipiente calentado electricamente y alimentado en la zona 3 a 55 0C con una bomba de engranajes Zenith®, comercializada por Zenith® Pumps, Monroe, NC, EE. UU.

Para los Ejemplos 2, 3 y 4, el isocianato (Desmodur W) y la carga de poliol se alimentaron en la zona 3 del extrusor. Se alimento el Desmodur W al extrusor con una bomba de engranajes Zenith®, comercializada por Zenith® Pumps, Monroe, NC, EE. UU. La solucion de poliol se mezclo antes de alimentarla. La solucion de poliol se calento a 55 °C en un recipiente calentado electricamente y se alimento a 55 °C con una bomba de engranajes Zenith®, comercializada por Zenith® Pumps, Monroe, NC, EE. Uu. Se alimento pigmento gris en la zona 2 usando un alimentador gravimetrico K-Tron.

Recubrimiento reactivo

Los Ejemplos 5 y 6 demuestran el recubrimiento reactivo. En el recubrimiento reactivo, se mezclaron los monomeros y se aplicaron entre dos revestimientos de liberacion sin fluoropolimero ni silicona. Los monomeros se curaron termicamente para crear peliculas polimericas. Los monomeros de poliol o poliamina se premezclaron, de forma opcional, con un catalizador, en un recipiente de polietileno de 25 ml. A esta mezcla se anadio y mezclo el isocianato (Desmodur W). Esta mezcla de reaccion se vertio inmediatamente sobre un revestimiento de liberacion de 0,05 o 0,10 mm (2 o 4 mil) de espesor. Se coloco un revestimiento de liberacion adicional encima de la mezcla de reaccion, creando una estructura en forma de sandwich. Este conjunto se paso entonces bajo un cuchillo de revestimiento ajustado a una profundidad predeterminada para crear una pelicula de espesor uniforme que despues se calento a 70 °C durante 1 hora para curarla.

Reticulacion por haz de electrones

Las peliculas de los Ejemplos 1,2 y 3 se reticularon por irradiacion de haz de electrones utilizando un acelerador de haz de electrones ESI “Electrocurtain” CB-300 accionado a una tension de aceleracion maxima de 300 keV y a una corriente suficiente para aplicar una dosis de 20 kGy en una sola pasada.

Determinacion de la consecucion de la reticulacion

Para determinar si se habia logrado eficazmente la reticulacion de las peliculas, se expusieron las muestras a una pistola de aire caliente. Las que no se fundieron rapidamente se indicaron como reticuladas eficazmente. En particular, las que se irradiaron con haz de electrones y no se fundieron rapidamente, en donde las muestras no irradiadas de la misma pelicula se fundieron, se indicaron como reticuladas.

Ensayo de determinacion de formacion de burbujas

Se prepararon paneles de aluminio de 7,62 cm (tres pulgadas) por 20, 32 cm (ocho pulgadas) pintando con imprimacion de epoxi Deft 02-Y-40A (especificacion MlL-PRF-23377j) seguido de pintura gris militar Deft 99-GY- 001 (especificacion MDL-PRF-85285D). Se aplicaron, a un panel pintado, un cuadrado de 7,6 cm x 7,6 cm (3 pulg x 3 pulg) de la cinta del Ejemplo para probar y un cuadrado de 7,6 cm x 7,6 cm (3 pulg x 3 pulg) de una cinta comparativa seleccionada de: PPT 8681 HS, PPT 8673 y PPT 8667 HS. Se dejaron los paneles a condiciones ambiente durante 24 horas y luego se acondicionaron en una camara de humedad a 45 0C con una HR del 95% durante 7 horas. Los paneles se retiraron de la camara de humedad y se colocaron inmediatamente en una placa caliente puesta a 125 0C. Las muestras se calentaron durante 5 minutos y luego se retiraron.

Ejemplo 1

La pelicula del Ejemplo 1 se hizo por extrusion. Se mezclaron granulos de poliuretano Krystalgran y CN996, se extrudieron y formaron en una pelicula con un espesor nominal de 0,66 mm (26 mil) sobre un papel protector recubierto con polietileno. Las velocidades de flujo del material en el extrusor fueron: poliuretano 5,443 kg/h (12,0 lb/h), pigmento gris 0,2267 kg/ h (0,5 lb/h), CN996 0,453 kg/h (1,0 lb/h). Las peliculas se irradiaron entonces con haz de electrones a 0,16 mGy (16 Mrad) sobre la cara abierta y luego se irradiaron a traves del papel protector a 0,04 mGy (4 Mrad), ambas a una velocidad de 0,11 m/s (22 pies/min). Se determino que la pelicula se habia reticulado.

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La pelicula del Ejemplo 1 se trato con una descarga en corona, se revistio con una mezcla de monomero de acrilato de isooctilo/acido acrilico 90/10 con fotoiniciador a un espesor de recubrimiento de 0,076 mm (3 mil), y luego se curo con UV para formar un adhesivo acrilico sensible a la presion. (Este adhesivo se describe en las patentes US- 4.329.384 y US-4.330.590). Despues se sometio la cinta al ensayo de determinacion de formacion de burbujas en comparacion con PPT 8667 HS. La cinta del Ejemplo 1 no presento formacion de burbujas y la superficie permanecio sin cambios, mientras que la muestra PpT 8667 HS formo burbujas y se hizo ligeramente mas brillante.

Ejemplo 2

La pelicula del Ejemplo 2 se hizo por extrusion reactiva. En la Tabla III se muestra la composicion de la solucion de poliol usada en el Ejemplo 2. En la Tabla IV se muestran las velocidades de alimentacion y los ajustes de la bomba para tanto el isocianato como para la solucion de poliol. El polimero se extrudio como una pelicula con un espesor nominal de 0,76 mm (30 mil) sobre un papel protector recubierto con polietileno.

Tabla III

Ej.: Tone 2221 (g) Tone 2241 (g) CAPA 3091 (g) SR 495B (g) BDO (g) DBTDL (g) Tinuvin 292 (g) Tinuvin 1130 (g)

2: 0,0 2738,0 32,9 109,5 547,6 3,4 34,3 34,3

3: 2714,2 0,0 84,1 114,0 515,7 3,4 34,3 34,3

4: 2844,8 0,0 102,4 0,0 480,8 3,4 34,3 34,3

Tabla IV

Ej.: H12MDI Ajuste de la bomba (rpm) H12MDI (g/min) Poliol Ajuste de la bomba (rpm) Poliol (g/min) Pigmento gris (g/min)

2: 109,5 33,6 45,2 57,2 3,8

3: 118,9 36,4 42,5 54,3 3,8

4: 144 44,3 54,5 69,2 3,8

La pelicula del Ejemplo 2 se irradio con haz de electrones a 0,1 mGy (10 Mrad) sobre la cara abierta y luego se irradiaron a traves del papel protector a 0,02 mGy (2 Mrad), ambas cosas a una velocidad de 11,176 cm/s (22 pies/min). Se determino que la pelicula se habia reticulado.

La pelicula del Ejemplo 2 se trato con una descarga en corona, se revistio con una mezcla de monomero de acrilato de isooctilo/acido acrilico 90/10 con fotoiniciador a un espesor de recubrimiento de 0,076 mm (3 mil), y luego se curo con UV para formar un adhesivo acrilico sensible a la presion. Despues se sometio la cinta al ensayo de determinacion de formacion de burbujas en comparacion con PPT 8667 HS. La cinta del Ejemplo 2 no presento formacion de burbujas y la superficie permanecio sin cambios, mientras que la muestra PPT 8667 HS formo burbujas y se hizo ligeramente mas brillante.

Ejemplo 3

La pelicula del Ejemplo 3 se hizo por extrusion reactiva. En la Tabla III se muestra la composicion de la solucion de poliol usada en el Ejemplo 3. En la Tabla IV se muestran las velocidades de alimentacion y los ajustes de la bomba para tanto el isocianato como para la solucion de poliol. El polimero se extrudio como una pelicula con un espesor nominal de 0,64 mm (25 mil) sobre un papel protector recubierto con polietileno.

La pelicula del Ejemplo 3 se irradio con haz de electrones a 0,04 mGy (4 Mrad) a una velocidad de 11,176 cm/s (22 pies/min) solo sobre la cara abierta. Se determino que la pelicula se habia reticulado.

La pelicula del Ejemplo 3 se trato con una descarga en corona, se revistio con una mezcla de monomero de acrilato de isooctilo/acido acrilico 90/10 con fotoiniciador a un espesor de recubrimiento de 0,076 mm (3 mil), y luego se curo con UV para formar un adhesivo acrilico sensible a la presion. Despues se sometio la cinta al ensayo de determinacion de formacion de burbujas en comparacion con PPT 8667 HS. La cinta del Ejemplo 3 no presento formacion de burbujas y la superficie permanecio sin cambios, mientras que la muestra PPT 8667 HS formo burbujas y se hizo ligeramente mas brillante.

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Ejemplo 4

La pelicula del Ejemplo 4 se hizo por extrusion reactiva. En la Tabla III se muestra la composicion de la solucion de poliol usada en el Ejemplo 4. En la Tabla IV se muestran las velocidades de alimentacion y los ajustes de la bomba para tanto el isocianato como para la solucion de poliol. El polimero se extrudio como una pelicula con un espesor nominal de 0,89 mm (35 mil) sobre un papel protector recubierto con polietileno.

La pelicula del Ejemplo 4 no se irradio con haz de electrones. Una semana despues de la formacion de la pelicula se determino que la pelicula se habia reticulado.

La pelicula del Ejemplo 4 se trato con una descarga en corona, se revistio con una mezcla de monomero de acrilato de isooctilo/acido acrilico 90/10 con fotoiniciador a un espesor de recubrimiento de 0,076 mm (3 mil), y luego se curo con UV para formar un adhesivo acrilico sensible a la presion. Despues se sometio la cinta al ensayo de determinacion de formacion de burbujas en comparacion con PPT 8667 HS. La cinta del Ejemplo 4 no presento formacion de burbujas y la superficie permanecio sin cambios, mientras que la muestra PPT 8667 HS formo burbujas y se hizo ligeramente mas brillante.

Ejemplo 5

La pelicula del Ejemplo 5 se hizo mediante recubrimiento reactivo usando un revestimiento de liberacion de PET de 0,05 mm (2 mil) de espesor antiadherente sin silicona ni fluoropolimero para hacer una pelicula de 0,15 mm (6 mil) de espesor. En la Tabla V se muestra la composicion usada.

Tabla V

H12MDI (g): Tone 2221 (g) Pigmento gris (g) Capa 3091 (g) BDO (g) DBTDL (g)

4,10: 4,39 0,49 0,29 0,94 0,01

La pelicula del Ejemplo 5 no se irradio con haz de electrones. 24 horas despues de la formacion de la pelicula se determino que la pelicula se habia reticulado.

Para anadir adhesivo a la pelicula del Ejemplo 5, se trato la pelicula con descarga en corona, se lamino con cinta de transferencia 965 y despues se retiro el soporte de la cinta de transferencia dejando detras adhesivo laminado a la pelicula. Despues se sometio la cinta resultante al ensayo de determinacion de formacion de burbujas en comparacion con PPT 8681 HS. La cinta del Ejemplo 5 no presento formacion de burbujas y la superficie permanecio sin cambios, mientras que la muestra PPT 8681 HS formo burbujas y se hizo ligeramente mas brillante.

Ejemplo 6

La pelicula del Ejemplo 6 se hizo mediante recubrimiento reactivo usando un revestimiento de liberacion de polietileno lineal de baja densidad de 0,10 mm (4 mil) de espesor para hacer una pelicula de 0,25 mm (10 mil) de espesor. En la Tabla VI se muestra la composicion usada.

Tabla VI

H12MDI (g): D-2000 (g) T-5000 (g) Ethacure 100-LC (g)

4,46: 10,00 1,60 2,00

La pelicula del Ejemplo 6 no se irradio con haz de electrones. Veinticuatro horas despues de la formacion de la pelicula se determino que la pelicula se habia reticulado.

Para anadir adhesivo a la pelicula del Ejemplo 6, se trato la pelicula con descarga en corona, se lamino con cinta de transferencia 965 y despues se retiro el soporte de la cinta de transferencia dejando detras adhesivo laminado a la pelicula. Despues se sometio la cinta resultante al ensayo de determinacion de formacion de burbujas en comparacion con PPT 8673. La cinta del Ejemplo 5 no presento formacion de burbujas y la superficie permanecio sin cambios, mientras que la muestra PPT 8673 formo burbujas.

Claims

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REIVINDICACIONES

Una construccion resistente a la erosion que comprende:

a) un elemento de una aeronave que comprende:

i) un segmento de piel de aeronave que tiene una superficie externa, y

ii) un mecanismo de deshielo asociado a dicho segmento de piel de aeronave capaz de calentar dicha superficie externa a temperaturas superiores a 65 0C;

b) una cinta que comprende:

i) al menos una capa que comprende una red de polimero semiinterpenetrante que comprende

un polimero acrilico reticulado y un polimero no reticulado, seleccionado del grupo consistente en poliuretano, poliurea y polimero mixto de poliuretano/poliurea y

ii) una capa adhesiva;

en donde la cinta se une a la superficie externa del segmento de piel de aeronave mediante la capa adhesiva.

La construccion segun la reivindicacion 1, en donde la cinta no comprende ninguna capa de polimero que no contenga polimero reticulado ademas de la capa adhesiva.

La construccion segun la reivindicacion 1, en donde dicha al menos una capa es una sola capa que consiste esencialmente en una red de polimero semiinterpenetrante que comprende un polimero acrilico reticulado y un polimero no reticulado, seleccionado del grupo que consiste en poliuretano, poliurea y polimero mixto de poliuretano/poliurea.

La construccion segun la reivindicacion 3, en donde dicho polimero no reticulado es un poliuretano.

La construccion segun la reivindicacion 3, en donde dicho polimero no reticulado es una poliurea.