[发明专利]用于航空器客舱窗户的耐用透明涂层

说明书

背景技术

本发明涉及用于经拉伸的丙烯酸类窗户的保护涂层，更具体地，本发明 涉及保持光学质量并减少窗户在使用中的裂纹的保护涂层。

由于经拉伸的丙烯酸类物质(即丙烯酸类基材)的轻质量、柔性和可成 型性，航空器客舱窗户通常由其制成。然而，丙烯酸类物质容易受到颗粒(例 如砂子)和水引起的侵蚀以及裂纹的影响。而且，在飞行中，航空器窗户经 受由航空器内外的压力差所产生的压差。该压差导致窗户弯曲，并由此会导 致大部分涂层破裂，使得化学品可以侵袭丙烯酸类基材并在某些情况下使得 涂层从丙烯酸类基材上剥离。

窗户还会经受多种化学品，例如清洁剂和航空器维护中使用的其它化学 品。

目前，丙烯酸类和其它类型的航空器窗户用基于溶胶凝胶的聚硅氧烷涂 层保护。该溶胶凝胶涂层是经处理以形成适当涂层的溶剂、有机硅烷、醇盐 和催化剂的均匀混合物。

溶胶凝胶涂层提供高的透光率，但是对磨损和UV引起的降解表现出有 限的耐用性。由现场试验结果(field result)判断，该溶胶凝胶涂层仅表现出中 等耐用性。这在图1中是明显的，其中在从服务约4年的航空器上取下的窗 户100的主要部分上均没有硬涂层。还可看到广泛的划痕和裂纹102。

因此，需要具有改善的耐用性的透明硬涂层，其将延长窗户寿命。该改 善的涂层还应提供对航空器维护中常见化学品的改善的恢复性(resilience)以 及改善的耐候性特性。

发明内容

本发明提供双层涂层方案。在本发明的一个方面中，该涂层方案包括组 合使用的基于硅氧烷的软涂层和基于等离子的SiO_xC_y硬涂层以改善航空器 窗户的耐用性。

围绕与目前使用的基于硅氧烷(1，2)的涂层有关的耐用性问题，本发明 提供一种双层涂层，该双层涂层表现出柔性、对航空器维护中所使用化学品 的惰性以及极好的耐用性和抗裂纹性。

在本发明的一个方面中，提供了包括聚硅氧烷粘合涂层和含有硅的基于 等离子CVD的涂层的双层涂层。该聚硅氧烷粘合涂层涂布至经拉伸的丙烯 酸类基材的表面。该基于等离子CVD的涂层沉积在聚硅氧烷涂布的经拉伸 的丙烯酸类基材上。

在本发明的另一方面中，提供了在基材上形成双层涂层的方法。该方法 包括在基材的表面上沉积聚硅氧烷粘合涂层；并且在该聚硅氧烷粘合涂层上 沉积基于等离子CVD的涂层。

本发明的双层涂层改善了耐候性、耐化学暴露性、耐磨损性以及对弯曲 引起的经拉伸的丙烯酸类物质的裂纹的耐受性。由Taber Wear测试(ASTM D 1044-99)测量的双层涂层的耐磨损性已经显示出比目前使用的硅氧烷涂 层好大于一个数量级。该双层涂层还改善了弯曲引起的丙烯酸类基材的裂 纹。

具有双层涂层的丙烯酸类基材的光学性能(在太阳光谱的可见光区域中 的透光性，透明度和雾度)与具有单层聚硅氧烷涂层的窗户的光学性能大致 相同。

本发明的其它优点、目的和特征将部分地在后面的详细描述中阐述。应 当理解，前面的总体描述和后面的详细描述都仅仅是本发明的示例，并且旨 在提供概要或框架用于理解所要求的本发明的本质和特征。

附图说明

参考附图以提供本发明的进一步理解，图示本发明的各种实施方案，并 与描述一起用于解释本发明的原理和操作。在附图中，相同的组件具有相同 的附图标记。所示的实施方案旨在说明而不限制本发明。附图包括以下各图：

图1是所使用的窗户的实例；

图2是涂布有本发明实施方案的双层涂层的丙烯酸类基材的简图；

图3是显示具有聚硅氧烷和本发明双层涂层的经拉伸的丙烯酸类物质的 Taber磨损试验结果的图；

图4是三点弯曲试验的简图；

图5是本发明实施方案的经涂布的丙烯酸类试样的加载/温度弯曲试验 周期的简图；

图6是显示将聚硅氧烷和本发明实施方案的双层涂布的经拉伸的丙烯酸 类物质暴露于各种化学品(标在该图中)24小时所引起的干粘附力指数的变 化的图；

图7是显示将聚硅氧烷和本发明实施方案的双层涂布的经拉伸的丙烯酸 类物质暴露于各种化学品(标在该图中)24小时所引起的湿粘附力指数的变 化的图；和