[发明专利]用于表面上的密封剂粘合的表面活化

说明书

本发明的名称为用于表面上的密封剂粘合的表面活化。在至少一个实例中，用于航空航天器的表面活化的组合物基本上由以约95％至约99.5％体积的量存在的有机溶剂、以约0.5％至约5％体积的量存在的过渡金属醇盐、和含量为约0％至约5％体积的水组成。在至少一个实例中，一种密封航空航天器的表面的方法包括将所述组合物施加到航空航天器的表面。干燥施加到所述表面上的组合物以由过渡金属醇盐形成过渡金属氧化物。从所述表面去除过量的过渡金属氧化物。将密封剂施加在表面上的过渡金属氧化物的剩余层上。

技术领域

方面一般地涉及组合物和使用组合物的方法。

背景技术

密封剂出于各种目的用于各种工业的结构上，例如提供防水、耐腐蚀、隔热和隔音、电绝缘和电磁绝缘、防火保护、燃料密封、气动平滑(aerosmoothing)或美学吸引力。用于将密封剂施加到光滑的涂面漆的金属衬底和裸碳纤维增强聚合物(CFRP)衬底上的商业可得的工艺和粘合促进剂是昂贵的、施加耗时的、引起健康和安全问题和/或效率低的。商业可得的工艺和粘合促进剂需要对表面打磨、清洁打磨的表面、在清洁的表面上施加粘合促进剂以及在活化的表面上施加密封剂的多个单独步骤。

在光滑的涂面漆的金属衬底和裸CFRP衬底的情况下，由于光滑的涂面漆的金属衬底或裸CFRP衬底的光滑表面，密封剂的粘合是有挑战性的。因此，对光滑的涂面漆的表面和CFRP表面进行打磨或磨蚀以在涂面漆的表面和CFRP表面上产生粗糙的纹理。粗糙的表面具有增加的表面积和用于结合粘合促进剂的悬挂键。然而，难以在较大表面、弯曲表面或多面表面上进行表面打磨。表面打磨的执行也是昂贵且耗时的。此外，表面打磨引起环境和健康问题。由于在打磨过程中产生的颗粒，操作人员通常会在打磨过程中戴上呼吸面罩。

清洁打磨的光滑涂面漆的表面和打磨的CFRP表面，以去除污染密封剂或抑制与表面形成物理或化学结合的污染物。在清洁步骤之后的另一个步骤中，用粘合促进剂对清洁过的光滑涂面漆的打磨过的表面和清洁过的CFRP打磨过的表面进行表面活化。商业可得的粘合促进剂可能需要随后的工艺，例如用热和/或光固化粘合促进剂以激活粘合促进剂。活化不足的区域可能导致密封剂的粘合破坏，从而导致需要返工，包括重复整个打磨、清洁、表面活化和固化步骤。

图1是用二氧化钛粘合促进剂20的悬浮液活化的交通工具表面10的示意性截面图。交通工具表面10包括与多个铆钉14结合在一起的多个面板12。由预定尺寸的固体二氧化钛颗粒在液体中的悬浮液施加二氧化钛粘合促进剂20。来自悬浮液的二氧化钛粘合促进剂20趋于附聚。二氧化钛粘合促进剂20的附聚导致在交通工具表面10上的差的覆盖。附聚的二氧化钛粘合促进剂20没有覆盖在交通工具表面10上的微裂纹18或铆钉14，这是因为二氧化钛粘合促进剂20粘合在其自身上而不是渗入微裂纹或粘合在铆钉上。附聚的二氧化钛粘合促进剂20不覆盖面板12之间形成的间隙，因为间隙16不能被打磨，其原因是附聚的二氧化钛粘合促进剂20没有渗透到间隙中。

因此，需要活化光滑涂面漆的金属表面或裸露的复合材料表面以施加密封剂的组合物和方法。

发明内容

在一个实例中，用于航空航天器的表面活化的组合物包括以约95％至约99.5％体积的量存在的有机溶剂，以约0.5％至约5％体积的量存在的过渡金属醇盐，和含量为约0％至约5％体积的水。

在一个实例中，一种密封航空航天器的表面的方法包括将组合物施加到该表面。该组合物包括以约95％至约99.5％体积的量存在的有机溶剂，以约0.5％至约5％体积的量存在的过渡金属醇盐和以约0％至约5％体积的量存在的水含量。干燥施加到表面的组合物以由过渡金属醇盐形成过渡金属氧化物。从表面去除过量的过渡金属氧化物。将密封剂施加在表面上的过渡金属氧化物的剩余层上。

在一个实例中，航空航天器的密封表面包括具有从大约1微英寸(μin)到大约500微英寸(μin)的表面粗糙度的衬底，该衬底选自光滑涂面漆的金属衬底或裸露的复合材料衬底。单层或多层的过渡金属氧化物被吸附在衬底的表面上。密封剂粘合到过渡金属氧化物的一个或多个单层上。