ES2923431T3 - Producto ignífugo y aislante térmico - Google Patents

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ES2923431T3
ES2923431T3 ES18382723T ES18382723T ES2923431T3 ES 2923431 T3 ES2923431 T3 ES 2923431T3 ES 18382723 T ES18382723 T ES 18382723T ES 18382723 T ES18382723 T ES 18382723T ES 2923431 T3 ES2923431 T3 ES 2923431T3
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Abstract

Producto ignífugo y aislante térmico (1), que comprende una combinación de materiales de:- un material de Silicato de Tierra, y- alúmina, tal que la alúmina se une al material de Silicato de Tierra o se difunde dentro del material de Silicato de Tierra. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCI N
Producto ignífugo y aislante térmico
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un producto que proporciona a las estructuras y a los sistemas asociados una protección contra las consecuencias de un evento de fuego, en particular la penetración de las llamas, y que también proporciona una capacidad de aislamiento térmico. La invención es particularmente aplicable en las aeronaves.
Antecedentes de la invención
Muchas partes de las aeronaves están sometidas a eventos de fuego, y para asegurar el funcionamiento normal de la aeronave, la estructura y los sistemas asociados tienen que estar protegidos contra las consecuencias de los eventos de fuego.
Para ello, se han probado e instalado varios materiales y soluciones para prevenir las consecuencias de los incendios. Dependiendo de la aplicación, es necesario resolver dos efectos principales: la penetración de las llamas y el aislamiento térmico.
El problema de la penetración de las llamas debe abordarse manteniendo el fuego confinado en la zona designada. Por otro lado, la capacidad de aislamiento térmico puede permitir el uso de una amplia gama de materiales para las aplicaciones estructurales que tienen menos requisitos de temperatura de desacoplamiento.
Una opción muy utilizada son las mantas térmicas, principalmente de laminados de cerámica o de silicona con lámina de aluminio. Son eficaces para la penetración de la llama y el aislamiento térmico, pero también son caras y pesadas.
Algunos materiales actúan contra el fuego creando una capa de material carbonizado y poroso que impide la penetración de las llamas y proporciona aislamiento. Esta opción es bastante relevante en muchos casos debido a su rendimiento. Sin embargo, las estructuras sometidas a vibraciones no pueden implementar esta solución debido a que la protección se perderá en condiciones de funcionamiento.
La adición de materiales como el titanio, cuya capacidad de resistencia al fuego es muy superior a la del material estructural, para superar el problema de la penetración de las llamas se ha utilizado ampliamente. Por ejemplo, la APU de un avión puede estar rodeada de un cortafuegos de titanio para evitar el aluminio, que actúa como material estructural, para ser dañado, dejando que el fuego salga del cono de cola en un evento de fuego.
El documento WO 2011/133778 A2 se refiere a un compuesto de aislamiento térmico multicapa para aplicaciones de protección contra incendios. El compuesto incluye una capa de aislamiento fibrosa, al menos una capa inorgánica de absorción de calor dispuesta en un lado de la capa de aislamiento fibrosa, y al menos una capa de superaislamiento dispuesta en al menos un lado del compuesto adyacente a la capa de absorción de calor o a la capa de aislamiento fibrosa. El compuesto puede incluir además una capa de malla que comprende una malla o un material resistente a las altas temperaturas, flexible, tejido o no tejido y resistente a las altas temperaturas, dispuesta alrededor del compuesto de aislamiento térmico multicapa que encapsula parcial o sustancialmente el compuesto. El compuesto es ligero y flexible, presenta una transferencia de calor reducida a la cara fría, con capacidad de aislamiento térmico mejorada.
El documento US 2013/129963 A1 se refiere a un laminado de barrera contra el fuego que comprende: al menos una capa de barrera contra el fuego revestida directa o indirectamente sobre al menos una primera capa de película polimérica resistente a la propagación de la llama; al menos una segunda capa de película próxima a la capa de barrera contra el fuego opuesta a la primera capa de película polimérica resistente a la propagación de la llama; al menos una capa de malla dispuesta (i) entre la capa de barrera contra el fuego y la primera capa de película polimérica resistente a la propagación de la llama; y/o (ii) entre la capa de barrera contra el fuego y la segunda capa de película; y/o (iii) próxima a la primera capa de película polimérica resistente a la propagación de la llama opuesta a la capa de barrera contra el fuego; y/o (iv) próxima a la segunda capa de película opuesta a la capa de barrera contra el fuego; en la que la capa de barrera contra el fuego comprende fibras inorgánicas, al menos un material inorgánico en forma de plaquetas, opcionalmente al menos un aglutinante orgánico y/o un aglutinante inorgánico y opcionalmente al menos un relleno funcional.
Sumario de la invención
El objeto de la presente invención es proporcionar un producto que sea ignífugo y que además tenga una buena capacidad de aislamiento térmico, que permita evitar altas temperaturas en la estructura alrededor del foco del fuego que puedan dañar dicha estructura.
La invención proporciona un producto ignífugo y aislante térmico que comprende una combinación de materiales de:
- un material de silicato alcalinotérreo, y
- alúmina,
de tal manera que la alúmina se adhiere al material de silicato alcalinotérreo, en el que el material de silicato alcalinotérreo y la alúmina están en forma de capa, siendo la capa de silicato alcalinotérreo de entre 2 mm y 20 mm de espesor, y la capa de alúmina de entre 0,5 mm y 2 mm de espesor.
La invención proporciona las siguientes ventajas:
- Menor peso que otros materiales y productos estándar ignífugos.
- Pequeño espesor necesario para cumplir su función.
- Bajo coste.
- Capacidades ignífugas aseguradas.
- Baja densidad.
- Materiales biodegradables.
- Cumple con las normas de salud y seguridad.
- Respetuoso con el medio ambiente.
Otras características y ventajas de la presente invención se desprenderán de la siguiente descripción detallada de varias realizaciones ilustrativas de su objeto en relación con las figuras adjuntas.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 muestra una vista esquemática de una realización de un producto ignífugo y aislante térmico de la invención.
La figura 2 muestra una vista esquemática de otra realización de un producto ignífugo y aislante térmico de la invención.
La figura 3 muestra un ejemplo de la fijación de una realización de un producto ignífugo y aislante térmico de la invención a la estructura principal a proteger.
La figura 4 muestra otro ejemplo de la fijación de una realización de un producto ignífugo y aislante térmico de la invención a la estructura principal a proteger.
Descripción detallada de la invención
Es importante tener en cuenta que el concepto de "ignífugo" está definido por normativas aeronáuticas como:
- FAR/JAR 25.1191: Cortafuegos-Definición.
- FAR/JAR 25.865: Protección contra incendios de los controles de vuelo, soportes de motor y otras estructuras de vuelo.
La configuración básica del producto ignífugo y aislante térmico 1 de la invención comprende una combinación de materiales de material silicato alcalinotérreo (AES) y alúmina, de manera que la alúmina se adhiere al material de silicato alcalinotérreo o se difunde dentro del material de silicato alcalinotérreo.
Este producto detiene la llama y evita el paso de la misma.
En una realización de la invención, el producto 1 comprende además una cubierta 3. La finalidad de la cubierta 3 es proteger la combinación de materiales de material silicato alcalinotérreo y alúmina de los fluidos agresivos y del agua/humedad, que podrían potencialmente dañar el comportamiento ignífugo. También evita los daños accidentales (arañazos, desgarros durante el montaje o en servicio, etc.).
En una realización de la invención, la cubierta 3 rodea completamente la parte 2 (constituida por la combinación de materiales del material de silicato alcalinotérreo y la alúmina) por ambas caras y sus bordes (véase la figura 2).
La cubierta 3 puede estar hecha de cualquier película de polivinilo, película de poliimida, película de plástico, fibra de vidrio o fibra de carbono, o puede ser una fina lámina de metal.
En otra realización de la invención, el producto 1 comprende además un soporte 4 adherido o fijado a la parte 2 constituida por la combinación de materiales del material de silicato alcalinotérreo y la alúmina. Este soporte 4 proporciona medios para fijar el producto 1 de la invención en el lugar deseado. El soporte 4 también protege la combinación de materiales del material de silicato alcalinotérreo y alúmina de los fluidos agresivos y del agua/humedad, que podrían potencialmente dañar el comportamiento ignífugo, y también evita los daños accidentales (arañazos, desgarros durante el montaje o en servicio, etc.).
El soporte 4 puede ser de fibra de vidrio o de fibra de carbono, o puede ser una lámina metálica fina, o una película de polivinilo.
La figura 1 muestra una vista esquemática de una realización de un producto ignífugo y aislante térmico 1 de la invención con una cubierta 3 y un soporte 4.
En una realización específica, el soporte 4 no es necesario, y el producto 1 con la cubierta 3 se fija directamente a la estructura.
El material de silicato alcalinotérreo y la alúmina están en forma de capa, estando la capa de alúmina adherida a la capa de material de silicato alcalinotérreo.
El espesor del material de silicato alcalinotérreo está entre 2 mm y 20 mm de espesor, y el espesor de la capa de alúmina está entre 0,5 mm y 2 mm de espesor.
Más preferentemente, el espesor del material de silicato alcalinotérreo es preferentemente entre 2 mm y 10 mm de espesor, y el espesor de la capa de alúmina es preferentemente entre 0,5 mm y 2 mm de espesor.
En una realización específica, la capa de silicato alcalinotérreo tiene un espesor de 5 mm y la capa de alúmina tiene un espesor de 0,5 mm.
Esta combinación específica de materiales (material de silicato alcalinotérreo de 5 mm de espesor alúmina de 0,5 mm de espesor) ha sido probada cumpliendo la normativa FAR/JAR 25 relativa a los cortafuegos (FAR/JAR25.1191 y FAR/JAR25.865), es decir:
- Impacto directo de la llama durante 15min.
- Llama calibrada de 1100°C a una distancia de 100mm de la muestra.
- Flujo de calor calibrado.
- Espécimen bajo vibración de 50 Hz (reducida a 16,6 Hz después de 5 min).
- No se aplicó ninguna carga.
- El material se pegó sobre un laminado de fibra de vidrio solo para fijarlo al banco de pruebas.
El resultado después de los 15 minutos requeridos con la llama de 1100°C, fue que no solo no hubo paso de la llama, sino que la temperatura medida en la parte posterior de la probeta fue inferior a 60°C.
Además, la fijación del producto 1 de la invención a la estructura principal 6 que debe protegerse puede realizarse fijando el soporte 4 utilizando medios de fijación 5, como por ejemplo elementos de fijación o pernos (véase la Fig. 3).
Para las realizaciones sin soporte 4, la fijación a la estructura principal 6 puede hacerse directamente a través de la parte 2 constituida por la combinación de materiales de material de silicato alcalinotérreo y alúmina mediante elementos de fijación, o cualquier otro medio de fijación 5 que no arranque la parte 2 constituida por la combinación de materiales del material de silicato alcalinotérreo y la alúmina (véase la Fig. 4).
El producto 1 de la invención es particularmente aplicable en aeronaves. Concretamente, puede proporcionar protección contra el fuego, protección térmica o ambas protecciones a varios elementos de una aeronave, por ejemplo:
- Cortafuegos de la sección 19.1 (protección contra el fuego).
- Largueros inferiores del pilón (protección térmica).
- Área de sangrado del pilón FSS, puertas del ventilador de la góndola, estructura fija interior de la góndola y Bifi, barras de empuje EM (protección térmica y contra incendios para todos ellos).
El producto 1 de la invención también es aplicable a los compartimentos de los motores de los helicópteros, por ejemplo
- Cubierta de motor.
- Carenados.

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    1 Producto ignífugo y aislante térmico (1), que comprende una combinación de materiales de:
    - un material de silicato alcalinotérreo, y
    - alúmina,
    de tal manera que la alúmina está adherida al material de silicato alcalinotérreo, en el que el material de silicato alcalinotérreo y la alúmina están en forma de capa, siendo la capa de silicato alcalinotérreo de entre 2 mm y 20 mm de espesor, y la capa de alúmina de entre 0,5 mm y 2 mm de espesor.
  2. 2.- Producto ignífugo y aislante térmico (1), según la reivindicación 1, que comprende adicionalmente una cubierta (3).
  3. 3.- Producto ignífugo y aislante térmico (1), según la reivindicación 2, en el que la cubierta (3) rodea completamente la parte (2) constituida por la combinación de materiales del material de silicato alcalinotérreo y la alúmina.
  4. 4.- Producto ignífugo y aislante térmico (1), según la reivindicación 2 o 3, en el que la cubierta (3) está hecha de cualquier película de polivinilo, película de poliimida, película de plástico, fibra de vidrio o fibra de carbono, o es una lámina metálica delgada.
  5. 5.- Producto ignífugo y aislante térmico (1), según la reivindicación 1,2 o 4, que comprende adicionalmente un soporte (4) adherido o fijado a la pieza (2) constituida por la combinación de materiales del material de silicato alcalinotérreo y la alúmina.
  6. 6.- Producto ignífugo y aislante térmico (1), según la reivindicación 5, en el que el soporte (4) es de fibra de vidrio o de fibra de carbono, o es una lámina metálica delgada, o una película de polivinilo.
  7. 7- Producto ignífugo y aislante térmico (1), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la capa de silicato alcalinotérreo tiene un espesor entre 2 mm y 10 mm.
  8. 8.- Producto ignífugo y aislante térmico (1), según la reivindicación 7, en el que la capa de silicato alcalinotérreo tiene un espesor de 5 mm y la capa de alúmina tiene un espesor de 0,5 mm.
  9. 9.- Producto ignífugo y aislante térmico (1), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente medios de fijación (5) para la sujeción del producto (1) a la estructura principal (6) a proteger
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