11 Número de publicación: Int. Cl. 7 : C08K 9/ Agente: Torner Lasalle, Elisabet

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1 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 Número de publicación: Int. Cl. 7 : C08K 9/ B32B 3/06 B32B 3/26 B32B /14 12 TRADUCCIÓN DE PATENTE EUROPEA T3 86 Número de solicitud europea: Fecha de presentación: Número de publicación de la solicitud: Fecha de publicación de la solicitud: Título: Revestimiento de superficie absorbente de calor. Prioridad: US Titular/es: Vought Aircraft Industries, Inc West Jefferson Blvd. Dallas, Texas 7211, US 4 Fecha de publicación de la mención BOPI: Inventor/es: Persiani, Carmine y Clarke, James, A. 4 Fecha de la publicación del folleto de la patente: Agente: Torner Lasalle, Elisabet ES T3 Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas). Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, Madrid

2 1 ES T3 2 DESCRIPCIÓN Revestimiento de superficie absorbente de calor. Campo de la invención La presente invención se refiere en general a unos revestimientos protectores, y en particular, a un revestimiento absorbente de calor que comprende un material absorbente de calor micro-encapsulado, tal como un material de cambio de fase dispersado por todo un soporte, e incluye adicionalmente, un sustrato que lleva dicho revestimiento y una metodología para proteger térmicamente un sustrato. Antecedentes de la invención Ciertos sustratos, que están sujetos a ambientes que producen calor en los propios sustratos, pueden ver su vida útil considerablemente reducida debido a que los mismos no poseen una suficiente durabilidad para soportar la erosión térmica. Un ejemplo de un grupo de dichos sustratos se encuentra en las estructuras de aeronaves. Específicamente, las estructuras de los modernos aviones a reacción requieren el uso de materiales avanzados que consigan una eficacia en el coste del producto. Sin embargo, debido al ambiente de gran velocidad con que esas estructuras funcionan y al calor que conlleva generado por la misma, la durabilidad de la erosión térmica de las estructuras, y especialmente las partes altamente vulnerables de las mismas, tales como los bordes de ataque y las toberas de escape de los motores, se reduce considerablemente a menos de lo deseable para unas funciones eficientes y económicas. Se ha experimentado el empleo de un material absorbente de calor micro-encapsulado, por ejemplo, para control de la temperatura mediante su incorporación en materiales de relleno, mezclas pastosas, estructuras de construcción tales como hormigón y placas de yeso, estructuras colectoras solares, y aleaciones empleadas en sistemas de energía solar. Unos ejemplos de la técnica anterior se encuentran en los documentos US-A y US-A El material absorbente de calor descrito incluye unos materiales de cambio de fase, al propio tiempo que los materiales de encapsulación descritos incluyen los metales y los polímeros. Sin embargo, ninguna de esas aplicaciones de la técnica anterior proporciona o sugiere un tratamiento estructural más allá de la incorporación del material termo-absorbente encapsulado dentro de la estructura. Por consiguiente, no se ha enfocado la erosión térmica de la superficie de un sustrato. En vistas a la potencial degradación térmica de las superficies estructurales expuestas a un calor importante, es evidente que existe la necesidad de un revestimiento superficial que pueda solucionar térmicamente la erosión del calor producida por el ambiente en los lugares dañables. Es por lo tanto un objetivo principal de la presente invención el aportar un revestimiento de superficie absorbente de calor que incluya un material absorbente de calor micro-encapsulado dispersado en un medio soporte para su aplicación en un sustrato. Otro objetivo de la presente invención es proveer un revestimiento de superficie absorbente de calor en el que el medio soporte es una matriz de polímero pulverizable. Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sustrato que lleve un revestimiento de superficie absorbente de calor que comprende un material de cambio de fase micro-encapsulado dispersado en un medio de soporte para su aplicación en un sustrato. Otro objetivo aún de la presente invención es proporcionar una metodología para proteger térmicamente un sustrato que comprende la aplicación sobre el citado sustrato de un revestimiento de superficie absorbente de calor que incluye un material absorbente de calor micro-encapsulado dispersado en un medio de soporte. Estos y otros objetivos de la presente invención se harán evidentes a través de la descripción que sigue. Sumario de la invención La presente invención consiste en una composición destinada a formar un revestimiento protector térmico sobre un sustrato según se reivindica en la reivindicación 1, una estructura de aeronave según se reivindica en la reivindicación, y un método para proteger una superficie de estructura de aeronave de la erosión térmica según se reivindica en la reivindicación 21. La invención aporta un revestimiento absorbente de calor que consta de una pluralidad de micro-cápsulas cada una de las cuales comprende una envolvente encapsulante y un material absorbente de calor dentro de la envolvente, así como un soporte adherible a un sustrato por todo el cual están dispersadas las microcápsulas. El material absorbente de calor es preferentemente un material de cambio de fase que podrá ser elegido sin limitación a partir del grupo consistente en polietileno, polipropileno, policera, y combinaciones de los mismos que puedan tener un punto de fusión de entre alrededor de 218ºC (42ºF) y alrededor de 246ºC (47ºF). El material de la envolvente puede ser un metal tal como cobre, por ejemplo, o un polímero. El soporte puede ser una mezcla de polímero pulverizable que proporcione una notable eficacia en la aplicación uniforme a un sustrato. La presente invención también aporta un sustrato que lleva el revestimiento inventivo antes citado, cual sustrato, ejemplificado por una estructura de aeronave tal como, por ejemplo, un borde de ataque o una tobera de escape del motor, experimenta un calor extremo en su ambiente de funcionamiento. Una estructura así revestida queda considerablemente protegida de la erosión térmica, con una metodología que lleva a cabo tal protección que comprende la aplicación del revestimiento antes descrito sobre un sustrato en cantidad suficiente para absorber una cantidad suficiente de calor y evitar con ello o inhibir considerablemente la degradación térmica. Breve descripción de los dibujos En los dibujos que se acompañan se representa una realización ilustrativa y actualmente preferente de la invención, donde: la figura 1 es una representación gráfica, en alzado lateral, de un material de soporte adherido a una superficie de una estructura, habiéndose dispersado dentro del material soporte una pluralidad de microcápsulas cada una de las cuales comprende una envolvente encapsulante y un material de cambio de fase dentro de la envolvente; y la figura 2 es una vista en sección de una microcápsula de la figura 1. Descripción detallada de la realización preferente Con referencia a la figura 1 se ilustra una estructura, representativa aquí de un ala de avión, con un revestimiento absorbente de calor 12 adherido sobre

3 3 ES T3 4 la misma. El revestimiento 12 consta de un soporte y de una pluralidad de micro-cápsulas convencionales 14, estando compuesta cada micro-cápsula de una envolvente encapsulante 16 y de un material de cambio de fase 18 dentro de dicha envolvente 16 según se ilustra en la figura 2. El soporte aquí ilustrado es una matriz de polímero disponible comercialmente bajo el nombre de PR1991 y fabricado por Courtaulds Aerospace, Glendale, California. Las micro-cápsulas están fabricadas por Providence Metallurgy, Pautucket, Rhode Island. Dichas micro-cápsulas tienen una envolvente de cobre dentro de la cual está alojado un polipropileno fabricado por Hoescht, Summit, New Jersey. Dicho polipropileno es un material de cambio de fase que tiene un punto de fusión de alrededor de 223ºC (433ºF) y un valor de absorción de energía en su calor de fusión de 0J (24 calorías) por gramo. Para aplicaciones en estructuras de aeronaves, es preferible un punto de fusión del material de cambio de fase entre alrededor de 218ºC (42ºF) y alrededor de 246ºC (47ºF) importante para las capacidades térmicas generalmente requeridas en, por ejemplo, los bordes de ataque y las toberas de escape del motor. Se podrán usar varios polímeros o metales como material de cambio de fase según los requisitos de diseño y los límites de temperatura de la estructura a revestir. Debe entenderse, sin embargo, que el material absorbente de calor del interior de las micro-cápsulas del revestimiento que comprende la presente invención es preferiblemente, aunque no limitado a, un material de cambio de fase. Igualmente, la envolvente se puede construir con un metal o con un polímero que tenga 1 2 las propiedades adecuadas de transferencia de calor, y capaz de impedir que el material de cambio de fase 18 se difunda en el soporte durante los ciclos térmicos, todo ello tal como apreciará una persona con una habilidad ordinaria en la materia. Por lo general, aunque sin limitarse a ello, las dimensiones de las micro-cápsulas incluyen un espesor de envolvente desde alrededor de 1 µm a alrededor de µm y un diámetro de alrededor de 2 µm a alrededor de 0 µm. Los tamaños de partículas son lo suficientemente pequeños como para pasar a través de un cañón pulverizador de pintura convencional. El revestimiento 12 está preparado para mezclar las micro-cápsulas 14 con el soporte. Dicha mezcla tiene lugar simultáneamente al revestir pulverizando el sustrato. Se emplea un cañón pulverizador de pintura convencional con una copa agitadora rotativa para pulverizar el revestimiento. Al propio tiempo que la cantidad de revestimiento determina la capacidad térmica del mismo, una concentración de 0,01 kg/m 2 (0,003 libras/pie cuadrado) de material de cambio de fase reducirá la temperatura superficial en 28ºC (0ºF). Aun cuando se haya descrito en detalle una realización ilustrativa y actualmente preferida de la invención, hay que entender que los conceptos inventivos podrán realizarse y emplearse alternativamente de modo diverso, proponiéndose las reivindicaciones adjuntas para ser interpretadas a fin de incluir tales variaciones salvo en la medida limitada por la técnica anterior

4 ES T3 6 REIVINDICACIONES 1. Una composición que comprende: a) una pluralidad de micro-cápsulas (14), comprendiendo cada una de dichas microcápsulas una envolvente encapsulante (16) y un material absorbente de calor (18) dentro de dicha envolvente (16); y b) un soporte () a través del cual están dispersadas dichas micro-cápsulas (14), cual soporte () es distribuible alrededor de dicho sustrato (); caracterizada porque dicha composición está destinada a formar un revestimiento térmicamente protector (12) sobre un sustrato () para minimizar la erosión térmica del propio sustrato; siendo dicho soporte () adherible a dicho sustrato (); y estando fabricadas dichas envolventes encapsulantes (16) a partir de un material capaz de impedir que el material absorbente de calor (18) se difunda en el soporte () durante los ciclos térmicos. 2. Una composición destinada a resistir la erosión térmica según se reivindica en la reivindicación 1, en la que el material absorbente de calor (18) es un material de cambio de fase. 3. Una composición destinada a resistir la erosión la que el material de cambio de fase (18) se elige a partir del grupo consistente en polietileno, polipropileno, policera y combinaciones de los mismos. 4. Una composición destinada a resistir la erosión la que el material de cambio de fase (18) tiene un punto de fusión de entre alrededor de 218ºC (42ºF) y alrededor de 246ºC (47ºF).. Una composición destinada a resistir la erosión la que la envolvente (16) está construida con un metal o con un polímero. 6. Una composición destinada a resistir la erosión térmica según se reivindica en la reivindicación, en la que la envolvente (16) está construida en cobre. 7. Una composición destinada a resistir la erosión la que la envolvente (16) tiene un espesor de alrededor de 1 µm a alrededor de µm. 8. Una composición destinada a resistir la erosión la que cada una de las micro-cápsulas (14) tiene un diámetro de alrededor de 2 µm a alrededor de 0 µm. 9. Una composición destinada a resistir la erosión la que el soporte () es una matriz de polímero pulverizable.. Una estructura de aeronave que lleva un revestimiento absorbente de calor (12) que comprende: a) una superficie de estructura de aeronave (); y b) un revestimiento absorbente de calor (12) sobre dicha superficie de estructura (), comprendiendo dicho revestimiento (12) una pluralidad de micro-cápsulas (14) cada una de las cuales comprende una envolvente encapsulante (16) y un material absorbente de calor (18) dentro de dicha envolvente (16); y c) un soporte () destinado a transportar las micro-cápsulas (14), a través del cual las micro-cápsulas (14) están dispersadas sustancialmente de forma homogénea; caracterizada porque dicho soporte () es adherible a la superficie de estructura (); y dichas envolventes encapsulantes (16) están fabricadas a partir de un material capaz de impedir que el material absorbente de calor (18) se difunda en el soporte () durante los ciclos térmicos. 11. Una estructura según se reivindica en la reivindicación, en la que la estructura es un borde de ataque de la aeronave. 12. Una estructura según se reivindica en la reivindicación, en la que la estructura es una tobera de escape del motor de la aeronave. 13. Una estructura según se reivindica en la reivindicación, en la que el material absorbente de calor (18) es un material de cambio de fase. 14. Una estructura según se reivindica en la reivindicación 13, en la que el material de cambio de fase (18) se elige a partir del grupo consistente en polietileno, polipropileno, policera y combinaciones de los mismos. 1. Una estructura según se reivindica en la reivindicación 13, en la que el material de cambio de fase (18) tiene un punto de fusión de entre alrededor de 218ºC (42ºF) y alrededor de 246ºC (47ºF). 16. Una estructura según se reivindica en la reivindicación, en la que la envolvente (16) está construida con un metal o con un polímero. 17. Una estructura según se reivindica en la reivindicación, en la que la envolvente (16) está construida en cobre. 18. Una estructura según se reivindica en la reivindicación, en la que la envolvente (16) tiene un espesor de alrededor de 1 µm a alrededor de µm. 19. Una estructura según se reivindica en la reivindicación, en la que cada micro-cápsula (14) tiene un diámetro de alrededor de 2 µm a alrededor de 0 µm.. Una estructura según se reivindica en la reivindicación, en la que el soporte () es una matriz de polímero pulverizable. 21. Un método para proteger una superficie de estructura de aeronave de la erosión térmica, cual método consiste en la aplicación de un revestimiento absorbente de calor (12) sobre la superficie de estructura de la aeronave () en cantidad suficiente para absorber una cantidad suficiente de calor de dicha superficie de estructura de aeronave a fin de inhibir sustancialmente la erosión térmica, cual revestimiento comprende una pluralidad de micro-cápsulas (14) cada una de las cuales comprende una envolvente encapsulante (16) y un material absorbente de calor (18) dentro de dicha envolvente (16); así como un soporte () para transportar las micro-cápsulas (14) a través del cual las micro-cápsulas (14) están dispersadas: caracterizado porque dicho soporte () es adherible a la superficie de estructura de la aeronave (); y dichas envolventes encapsulantes (16) están fabricadas a partir de un material capaz de impedir que el material absorbente de calor (18) se difunda en el soporte () durante los ciclos térmicos. 4

5 7 ES T Un método según se reivindica en la reivindicación 21, en el que la estructura es un borde de ataque de la aeronave. 23. Un método según se reivindica en la reivindicación 21, en el que la estructura es una tobera de escape del motor de la aeronave. 24. Un método según se reivindica en la reivindicación 21, en el que el material absorbente de calor (18) es un material de cambio de fase. 2. Un método según se reivindica en la reivindicación 24 en el que, en el revestimiento absorbente de calor (12) el material de cambio de fase (18) se elige a partir del grupo consistente en polietileno, polipropileno, policera y combinaciones de los mismos. 26. Un método según se reivindica en la reivindicación 24 en el que, en el revestimiento absorbente de calor (12) el material de cambio de fase (18) tiene un punto de fusión de entre alrededor de 218ºC (42ºF) 1 y alrededor de 246ºC (47ºF). 27. Un método según se reivindica en la reivindicación 21 en el que, en el revestimiento absorbente de calor (12) la envolvente (16) de cada micro-cápsula (14) está construida con un metal o con un polímero. 28. Un método según se reivindica en la reivindicación 21, en el que la envolvente (16) de cada microcápsula (14) está construida en cobre. 29. Un método según se reivindica en la reivindicación 21 en el que, en el revestimiento absorbente de calor (12) la envolvente (16) de cada micro-cápsula (14) tiene un espesor de alrededor de 1 µm a alrededor de µm.. Un método según se reivindica en la reivindicación 21 en el que, en el revestimiento absorbente de calor (12) cada micro-cápsula (14) tiene un diámetro de alrededor de 2 µm a alrededor de 0 µm

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