КОМПОЗИЦИЯ ИЗДЕЛИЙ АВИАЦИОННОГО ОСТЕКЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ ОРИЕНТИРОВАННОГО ОРГАНИЧЕСКОГО СТЕКЛА Российский патент 2013 года по МПК C03C17/38 

Изобретение относится к области изготовления композиций авиационного остекления на основе ориентированного органического стекла, которое широко используется в авиастроении.

Эффективность функционирования и летно-технические характеристики самолетов в достаточной мере зависят от технического уровня применяемого в них остекления, которое на сегодняшний день не в полной мере отвечает необходимым требованиям.

Так, ввиду технических особенностей работы радиолокационного и навигационного оборудования самолета летный персонал подвергается мощному воздействию электромагнитного излучения (ЭМИ), превышающему допустимые санитарные нормы. Кроме того, остекление не обеспечивает защиту от проникновения тепловой составляющей солнечной радиации.

Проблема ослабления теплового излучения особенно актуальна при эксплуатации техники в условиях тропического или жаркого сухого климата. Летный персонал самолета испытывает мощные тепловые нагрузки, приводящие к замедлению реакции летчиков и их восприимчивости к окружающей обстановке.

В определенных метеоусловиях на стекле могут возникать блики, мешающие оперативной и точной ориентации самолета относительно взлетно-посадочной полосы в процессе посадки (особенно при посадке боевого самолета на авианесущий крейсер).

Для военной авиации актуальной задачей является также, кроме всех перечисленных выше, снижение радиолокационной заметности остекления.

Защита от электромагнитного излучения актуальна также для радио и телетрансляционных помещений, помещений мобильной связи и др.

Решение этих проблем лежит в создании эффективной композиции на поверхности остекления на основе ориентированного органического стекла, обеспечивающей максимальное ослабление электромагнитного излучения и солнечного тепла, снижающей радиолокационную незаметность. При этом очень важно, чтобы материалы, входящие в композицию, имели достаточно высокую адгезию к ориентированному органическому стеклу и друг к другу, а также высокую устойчивость к воздействию внешних факторов (абразиво- и влагоустойчивость).

Известна композиция, используемая для ослабления электромагнитного излучения, солнечного тепла и снижения радиолокационной незаметности по патенту JP 62041740, МПК C03C 17/23; C03C 17/36, опубл. 23.02.1987. Эта композиция содержит оксид металла, контактирующий с поверхностью стекла, второго слоя из благородного металла и третьего верхнего слоя из оксида металла. При этом в качестве оксидов металлов используются оксиды олова, индия, цинка и сурьмы. В качестве благородных металлов используются серебро, золото, медь, палладий и родий.

Недостатком известной композиции является то, что оксиды металлов из вышеуказанной группы имеют неудовлетворительную адгезию к органическому стеклу, в частности, к ориентированному органическому стеклу марки АО-120, которое широко используется при изготовлении изделий авиационного остекления. Поэтому по истечении 2-3 недель покрытие из оксида металла отслаивается от поверхности органического стекла.

Наиболее близкой к изобретению является композиция, используемая для ослабления электромагнитного излучения, солнечного тепла и содержащая прозрачный нижний слой и чередующиеся слои диэлектрика из группы оксидов индия, цинка, олова или их сплавов и инфракрасно-отражающего металлического слоя из группы: серебро, золото, медь или их сплавов по заявке WO 9928258, МПК C03C 17/36, опубл. 10.06.1999. При этом композиция содержит внешний покровный слой из стекла или прозрачного полимерного материала.

Недостатком известной композиции является то, что оксиды металлов из вышеуказанной группы имеют неудовлетворительную адгезию к органическому стеклу, в частности, к ориентированному органическому стеклу марки АО-120, которое широко используется при изготовлении изделий авиационного остекления. Кроме этого, внешний покровный слой из стекла или полимерного материала также имеют неудовлетворительную адгезию к окислам металлов указанной группы - не выдерживают тестирование на скотч (тестирование заключается в наклеивании скотча на поверхность и последующем его резком срывании с поверхности).

Задачей изобретения является получение композиции изделий авиационного остекления на основе ориентированного органического стекла для ослабления электромагнитного излучения, солнечного тепла и снижения радиолокационной незаметности с одновременным достижением удовлетворительной адгезии материалов композиции как к поверхности органического стекла, так и материалов, ее составляющих, относительно друг друга.

Для достижения задачи изобретения предложена композиция, содержащая ориентированное органическое стекло, расположенные на его поверхности два слоя из сплава оксидов индия и олова, между которыми расположен слой из золота, а внешний слой из сплава оксидов индия и олова покрыт прозрачным слоем из полимерного материала, отличающаяся тем, что композиция дополнительно содержит расположенный на поверхности стекла слой бесцветного лака толщиной 5-6 мкм на основе полиметилфенилсилсесквиоксана, привитого к наноразмерным глобулам двуокиси кремния и грунтовочный слой толщиной 4-5 мкм на основе хлорированных полиолефинов, расположенный между слоями из сплава оксидов и полимерного материала.

Дополнительный слой бесцветного лака толщиной 5-6 мкм, расположенный на поверхности органического стекла, полученный на основе полиметилфенилсилсесквиоксана, привитого к наноразмерным глобулам двуокиси кремния, обеспечивает удовлетворительную адгезию его как к поверхности органического стекла, так и к слою из сплава оксидов индия и олова. В свою очередь грунтовочный слой толщиной 4-5 мкм, полученный на основе хлорированных полиолефинов, расположенный между слоями из сплава оксидов индия и олова и полимерного материала, обеспечивает удовлетворительную адгезию между указанными слоями.

Фиг.1 - композиция изделий авиационного остекления на основе ориентированного органического стекла.

Композиция содержит лист ориентированного органического стекла 1 с заданными геометрическими параметрами (на фиг.1 показано плоское стекло, но оно может быть и гнутым). На поверхности стекла 1 расположен слой бесцветного лака 2 толщиной 5-6 мкм, полученный на основе полиметилфенилсилсесквиоксана, привитого к наноразмерным глобулам двуокиси кремния. Между слоями 3, состоящими из сплава индия и олова, расположен слой 4, состоящий из золота, при этом, слои 3 и 4 выполнены с наноразмерной толщиной. Грунтовочный слой 5 толщиной 4-5 мкм, полученный на основе хлорированных полиолефинов, расположен между слоями из сплава оксидов и полимерного материала 6.

Пример 1. На поверхность ориентированного органического стекла марки АО-120 с заданными геометрическими параметрами наносят слой бесцветного лака на основе полиметилфенилсилсесквиоксана, привитого к наноразмерным глобулам двуокиси кремния. После полимеризации лака при термической обработке определяют толщину лакового покрытия с помощью микрометра, которая равняется 5-6 мкм по всей площади стекла. Далее стекло со слоем лака устанавливают в вакуумную магнетронную установку с размещенными в ней магнетронами и мишенями сплава индий-олово и золота, вакуумируют рабочее пространство установки, после чего на слой лака наносят поочередно слои: сплав оксидов индий-олово; золото; сплав оксидов индий-олово. Для получения оксидов сплава индий-олово в рабочую зону установки подают кислород. Толщину слоев измеряют с помощью системы контроля, содержащей быстродействующий спектрофотометр и расчетно-синтезирующий программный блок. При достижении в совокупности толщины слоев равной 90 нм процесс нанесения слоев прекращают. Затем наносят на внешний слой из сплава оксидов индий-олово грунтовочный слой толщиной 4-5 мкм, полученный на основе хлорированных полиолефинов. После этого наносят слой бесцветного лака толщиной 5-6 мкм, полученного на основе полиметилфенилсилсесквиоксана, привитого к наноразмерным глобулам двуокиси кремния.

Изделия авиационного остекления на основе ориентированного органического стекла, полученные по примеру 1, были испытаны на специальных стендах и установках. Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Таблица 1 Наименование измеряемого параметра, единица измерения Величина Тестирование на скотч Нет отрыва слоев от стекла Коэффициент ослабления теплового потока солнечного излучения в диапазоне длин волн 0,9-2,5 мкм, % Не менее 40 Ослабление плотности потока электромагнитного излучения, дБ 20-25 Коэффициент отражения в диапазоне длин волн 400-740 нм, % Не более 6 Коэффициент светопропускания в диапазоне длин волн 400-740 нм, % Не менее 65 Коэффициент поглощения радиолокационных волн, % 40±10 Абразивостойкость, об/мин 3000 Влагостойкость, гидролитический класс 1

Из данных, приведенных в таблице 1, видно, что предложенная композиция изделий авиационного остекления на основе ориентированного органического стекла обеспечивает получение высоких характеристик по ослаблению электромагнитного излучения и солнечного тепла, по снижению коэффициента отражения, а также по поглощению радиолокационных волн, при этом сохраняется высокий уровень интегрального светопропускания изделий в видимой области спектра.

Наряду с вышеперечисленными положительными факторами, предложенная композиция изделий обеспечивает необходимую адгезию материалов композиции как к поверхности органического стекла, так и относительно друг к другу. При этом обеспечивается высокая абразивостойкость и атмосферостойкость изделий, полученных с предлагаемой композицией.

Источники информации

1. Патент JP 62041740, МПК C03C 17/23; C03C 17/36, опубл. 23.02.1987.

2. Заявка WO 9928258, МПК C03C 17/36, опубл. 10.06.1999 - прототип.

Изобретение относится к остеклению, используемому в авиации. Технический результат изобретения заключается в ослаблении электромагнитного излучения и солнечного тепла, снижении коэффициента отражения при сохранении высокой адгезии материалов композиции, как к поверхности стекла, так и относительно друг друга, высокой абразивостойкости и атмосферостойкости. На поверхность ориентированного органического стекла наносят слой бесцветного лака толщиной 5-6 мкм на основе полиметилфенилсилсесквиоксана, привитого к наноразмерным глобулам двуокиси кремния. Далее размещают два слоя из сплава оксидов индий-олово, между которыми расположен слой золота. Затем на слой из сплава на основе оксидов индий-олово наносят грунтовочный слой толщиной 4-5 мкм на основе хлорированных полиолефинов, который покрывают полимерным материалом. 1 табл., 1 ил.

Композиция, содержащая ориентированное органическое стекло, расположенные на его поверхности два слоя из сплава оксидов индий-олово, между которыми расположен слой золота, при этом внешний слой из сплава оксидов индий-олово покрыт прозрачным слоем из полимерного материала, отличающаяся тем, что композиция дополнительно включает расположенный на поверхности стекла слой бесцветного лака толщиной 5-6 мкм на основе полиметилфенилсилсесквиоксана, привитого к наноразмерным глобулам двуокиси кремния и грунтовочный слой толщиной 4-5 мкм на основе хлорированных полиолефинов, расположенный между слоями из сплава оксидов индий-олово и полимерного материала.