[发明专利]复合基材的涂覆方法

说明书

本发明涉及一种复合基材的涂覆方法，其特征在于包括以下步骤：a‑通过在水性介质中混合来制备溶胶‑凝胶组合物：1‑至少一种式(I)的金属醇盐M(OR¹)，2‑在至少一种式(II)R³mSi(OR²)_4‑m的有机烷氧基硅烷的存在下，3‑并且在任选氧化物或金属颗粒的存在下，4‑通过混合组合物以使有机‑无机杂化网络缩合，b‑将步骤a)中获得的溶胶‑凝胶组合物在复合基材上沉积至少一个底涂层；c‑在步骤b)中获得的涂覆的复合基材上沉积至少一个后续涂层。本发明还涉及可通过该方法获得的涂覆的复合基材，以及该溶胶‑凝胶组合物作为复合基材的底涂层的用途，以便在沉积后续层时保护所述基材和/或改善所述基材上的附着性。

本发明涉及复合材料基材，特别是有机基质复合材料(OMC)的湿表面处理领域。

目前，OMC基材上的金属部件主要是通过制造粘合锻造部件来制造的。然而，这种方法在粘合和匹配部件方面存在限制和问题。

为了解决这些问题，文献介绍了通过不同的热喷涂方法(例如冷喷涂或悬浮等离子喷涂(SPS))对沉积物(主要是金属)进行测试。事实上，热喷涂是金属航空部件上的一种常用方法，它可以产生涂层，最常见的是金属涂层。冷喷涂或悬浮等离子喷涂(SPS)或空气等离子喷涂(APS)或火焰喷涂(高速氧燃料(HVOF))喷涂等热喷涂方法的原理包括高速喷涂加热至高温(即，取决于方法，从180℃到颗粒熔化温度)的颗粒。

然而，为了不改变OMCs的机械性能，OMCs在加工过程中受到温度和机械暴露极限的限制。因此，最近在文献中发表的通过热喷涂在有机基质复合基材上进行沉积的尝试几乎总是导致基材的侵蚀，这可能会破坏表面线或极低附着性(即1MPa)的沉积。事实上，在OMC基材上使用这些方法主要导致由于热和侵蚀以及喷涂颗粒的动力学和热量输入而造成的损坏。OMC第一层的这种损坏反映在增强纤维和非粘性涂层的暴露上。

发明人惊奇地意识到，通过使用在通过热喷涂沉积之前沉积的溶胶-凝胶底涂层，特别是有机/无机杂化溶胶-凝胶，可以保护有机基质复合材料。在通过热喷涂沉积后续涂层之前，该底涂层可被视为表面准备层或结合层。

因此，该底涂层具有三个功能：

-1保护OMC基材免受喷涂颗粒的侵蚀；

-2增加涂层的附着性：

-与OMC基材(界面1)的附着性，主要是由于化学相容性

-以及与通过热喷涂(界面2)产生的沉积物的附着性，主要通过表面粗糙度和可能与配方相关的化学相互作用产生的机械锚定；

-3由于适当的热膨胀系数，OMC基材和通过热喷涂获得的上层之间的附着性提高。

发明人还意识到，这种底涂层还可以保护其他类型的复合材料，例如陶瓷基复合材料(CMC)或金属基复合材料(MMC)。

他们还意识到，在其他类型的涂层沉积(例如浸涂)期间，这种底涂层可以提高复合材料的附着性。

因此，本发明涉及一种复合基材的涂覆方法，其特征在于包括以下步骤：

a-通过在水性介质中混合制备溶胶-凝胶组合物，特别是在水或水/醇混合物中，更特别是酸化水，例如通过乙酸或硝酸酸化的水：

1-至少一种式(I)的金属醇盐M(OR¹)_x，其中

R¹是C₁-C₄烷基，特别是丙基或丁基，