接合熱塑性材料和金屬的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及接合熱塑性材料和金屬。方法和設(shè)備包括溶膠-凝膠溶液。正丙氧化鋯在溶劑中熟化，以形成溶膠-凝膠溶液的第一部分。第一部分與去離子水組合以形成溶膠-凝膠溶液的第二部分。氨基芳基三烷氧基硅烷與醇組合以形成溶膠-凝膠溶液的第三部分。第三部分與第二部分組合以形成溶膠-凝膠溶液的混合物。去離子水或醇或其組合與混合物組合以形成溶液。熟化溶液以形成溶膠-凝膠溶液，該溶膠-凝膠溶液包括正丙氧化鋯和氨基芳基三烷氧基硅烷之間約1:5的摩爾平衡比。
【專利說明】接合熱塑性材料和金屬
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開總體上涉及接合(joints),具體涉及在熱塑性材料和金屬之間形成接合。還更具體地，本公開涉及在形成接合時(shí)處理金屬以使金屬和熱塑性材料接合(join)的方法和設(shè)備。
[0002]發(fā)明背景
[0003]正在利用百分比不斷增加的復(fù)合材料設(shè)計(jì)和制造航空器。復(fù)合材料可以是通過組合兩種或更多種功能性組分產(chǎn)生的堅(jiān)韌、輕質(zhì)材料。例如，復(fù)合材料可包括結(jié)合在聚合物樹脂基質(zhì)中的強(qiáng)化纖維。用于復(fù)合材料的樹脂可包括熱塑性或熱固性樹脂。熱塑性材料可在加熱后變軟并可在冷卻后變硬。熱塑性材料能被反復(fù)加熱和冷卻。熱固性材料可在受熱時(shí)變硬。纖維可以是單向的或可采用織造布或織物形式。
[0004]在一些應(yīng)用中，可期望將熱塑性材料如熱塑性復(fù)合材料與金屬接合。目前，熱塑性材料可利用緊固件或粘合劑與金屬接合。但是，利用緊固件接合熱塑性材料和金屬可不期望地對(duì)接合增加額外的重量。進(jìn)一步，接合設(shè)計(jì)或材料性質(zhì)可使緊固件不理想。
[0005]熱塑性材料的材料特性，如表面張力，可使粘合劑在熱塑性接合中不理想。進(jìn)一步，粘合劑的材料性質(zhì)，如降解溫度，可導(dǎo)致粘合劑在某些制造工藝中不理想。因此，期望考慮到至少一些上述問題以及其他可能問題的方法和設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]在說明性配置中，提供了方法。在溶劑中熟化正丙氧化鋯，以形成溶膠-凝膠溶液的第一部分。組合第一部分與去離子水，以形成溶膠-凝膠溶液的第二部分。組合氨基芳基三烷氧基硅烷與醇，以形成溶膠-凝膠溶液的第三部分。組合第三部分與第二部分，以形成溶膠-凝膠溶液的混合物。組合去離子水或醇或其組合與該混合物，以形成溶液。熟化溶液，以形成溶膠-凝膠溶液，其包括正丙氧化鋯和氨基芳基三烷氧基硅烷之間約1:5的摩爾平衡比。
[0007]在另一說明性配置中，提供了溶膠-凝膠溶液。溶膠-凝膠溶液包括正丙氧化鋯、氨基芳基三烷氧基硅烷、溶劑、醇和去離子水。溶膠-凝膠溶液包括正丙氧化鋯和氨基芳基三烷氧基硅烷之間約1:5的摩爾平衡比。
[0008]在再一說明性配置中，提供了溶膠-凝膠溶液。溶膠-凝膠溶液包括，按摩爾百分比計(jì)，基于溶膠-凝膠溶液的總摩爾數(shù)，約0.005%至約8.10%范圍內(nèi)的正丙氧化鋯、約0.03%至約44.9%范圍內(nèi)的氨基芳基三烷氧基硅烷、約0.03%至約46.1%范圍內(nèi)的溶劑、約
3.0%至約93.2%范圍內(nèi)的醇，以及約5.0%至約98.2%范圍內(nèi)的去離子水。
[0009]特征和功能可在本公開的不同配置中獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)，或可組合在其他配置中，其中進(jìn)一步的細(xì)節(jié)通過參考下列描述和附圖可以看出。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]被認(rèn)為是說明性配置的特性的新穎特征在所附權(quán)利要求中闡述。但是，說明性配置以及優(yōu)選應(yīng)用方式，進(jìn)一步目標(biāo)及其特征，將在結(jié)合附圖閱讀時(shí)參考下文對(duì)本公開說明性配置的詳細(xì)描述得到最佳理解，其中:
[0011]圖1是可實(shí)施的說明性配置的航空器的圖示；
[0012]圖2是根據(jù)說明性配置的熱塑性材料和金屬之間的接合的圖示；
[0013]圖3是根據(jù)說明性配置的制造環(huán)境的框圖的圖示；
[0014]圖4是根據(jù)說明性配置產(chǎn)生溶膠-凝膠溶液的方法的方法流程圖示；
[0015]圖5是根據(jù)說明性配置處理金屬的方法的方法流程圖示；
[0016]圖6是根據(jù)說明性配置在熱塑性材料和金屬之間產(chǎn)生接合的方法的方法流程圖示；
[0017]圖7是根據(jù)說明性配置在熱塑性材料和金屬之間產(chǎn)生接合的方法的流程圖圖示；
[0018]圖8是根據(jù)說明性配置的測(cè)試結(jié)果的柱狀圖圖示；
[0019]圖9是根據(jù)說明性配置的測(cè)試結(jié)果的柱狀圖圖示；
[0020]圖10是根據(jù)說明性配置的測(cè)試結(jié)果的柱狀圖圖示；
[0021]圖11是根據(jù)說明性配置的航空器制造和服務(wù)方法的圖示；和
[0022]圖12是可實(shí)施的說明性配置的航空器的圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0023]不同說明性配置認(rèn)識(shí)和考慮一種或多種不同的考慮因素。例如，說明性配置認(rèn)識(shí)和考慮，黏附熱塑性材料和金屬可以是期望的接合方法。如本文所用，黏附(adhering)是利用溫度和壓力將熱塑性材料與金屬接合的過程。說明性配置認(rèn)識(shí)和考慮，黏附熱塑性材料和金屬可以是比利用緊固件或粘合劑較快或成本較低的接合熱塑性材料和金屬的方法。
[0024]說明性配置還認(rèn)識(shí)和考慮，將熱塑性材料與金屬黏附可以是比通過固化將熱固性材料與金屬接合較快的方法。因此，說明性配置認(rèn)識(shí)和考慮，應(yīng)用熱塑性材料而非熱固性材料可導(dǎo)致較快或成本較低的接合方法。
[0025]說明性配置進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和考慮，熱塑性材料和金屬之間的機(jī)械結(jié)合不可提供期望的結(jié)合。例如，僅機(jī)械結(jié)合的熱塑性材料和金屬不可具有期望的臨界應(yīng)變能釋放率、剪切強(qiáng)度、環(huán)境耐久性或疲勞性。因此，說明性配置認(rèn)識(shí)和考慮，可期望改變鈦的表面化學(xué)以促進(jìn)與熱塑性材料在界面的化學(xué)結(jié)合。
[0026]因此，不同說明性配置提供接合熱塑性材料和金屬的設(shè)備和方法。具體地，不同說明性配置中一種或多種提供接合熱塑性材料和金屬的方法，而不增加超過期望的重量、成本和平臺(tái)復(fù)雜性中的至少一種。
[0027]現(xiàn)參考圖，具體地參考圖1，根據(jù)說明性配置描述航空器的圖示。在此說明性實(shí)例中，航空器100具有連接于機(jī)身106的機(jī)翼102和機(jī)翼104。航空器100包括連接于機(jī)翼102的發(fā)動(dòng)機(jī)108和連接于機(jī)翼104的發(fā)動(dòng)機(jī)110。
[0028]機(jī)身106具有尾段112。水平穩(wěn)定器114、水平穩(wěn)定器116和垂直穩(wěn)定器118連接于機(jī)身106的尾段112。
[0029] 航空器100是根據(jù)說明性配置可實(shí)施的熱塑性材料和金屬的黏附的航空器的實(shí)例。例如，航空器100的機(jī)身106可具有熱塑性復(fù)合材料表皮120。熱塑性復(fù)合材料表皮120可包括由熱塑性復(fù)合材料制成的航空器表皮。熱塑性復(fù)合材料可包括結(jié)合在熱塑性樹脂基質(zhì)中的強(qiáng)化纖維。在此實(shí)例中，機(jī)身106中的金屬托架(未顯示)可黏附于熱塑性復(fù)合材料表皮120。在另一說明性實(shí)例中，航空器100的窗口 122可具有金屬前緣。因此，窗口122的金屬前緣可黏附于熱塑性復(fù)合材料表皮120或窗口 122的熱塑性框架。
[0030]圖1中航空器100的圖示并非意為隱含對(duì)可實(shí)施說明性配置的方式的物理或架構(gòu)限制。例如，雖然航空器100是商用航空器，但航空器100可以是軍事航空器、旋翼機(jī)、直升機(jī)、無人飛行器或任何其他適當(dāng)?shù)暮娇掌鳌?br> [0031]現(xiàn)轉(zhuǎn)至圖2，根據(jù)說明性配置描述熱塑性材料和金屬之間的接合的圖示。接合200可以是圖1中熱塑性復(fù)合材料表皮120和金屬組件如金屬托架之間的接合的一種實(shí)施方式。接合200具有熱塑性材料202和金屬204。在一個(gè)說明性實(shí)例中，熱塑性材料202可以是基本上由熱塑性物質(zhì)制成的部分。在另一說明性實(shí)例中，熱塑性材料202可以是熱塑性復(fù)合材料。在此說明性實(shí)例中，熱塑性復(fù)合材料可具有結(jié)合在熱塑性樹脂基質(zhì)中的強(qiáng)化纖維。在又一說明性實(shí)例中，熱塑性材料202可以是其中一種組分是熱塑性物質(zhì)的混合物。
[0032]熱塑性材料202和金屬204在界面206處接合。熱塑性材料202和金屬204可通過黏附在界面206處接合。
[0033]在一個(gè)說明性實(shí)例中，在黏附前，可通過機(jī)械處理在沿著界面206的表面上對(duì)金屬204進(jìn)行處理。這些機(jī)械處理可包括，例如噴砂、砂磨或其他適當(dāng)?shù)奶幚碇械闹辽僖环N。在另一說明性實(shí)例中，在黏附前，可通過化學(xué)處理在沿著界面206的表面上對(duì)金屬204進(jìn)行處理。這些化學(xué)處理可包括，例如化學(xué)蝕刻或其他適當(dāng)?shù)奶幚碇械闹辽僖环N。在一些說明性實(shí)例中，化學(xué)蝕刻可選自堿性蝕刻或酸性蝕刻。在一些說明性實(shí)例中，化學(xué)處理可選自磷酸陽極化、硼酸陽極化、硫酸-重鉻酸鈉陽極化、鉻酸陽極化、磷酸鹽-氟化物蝕刻或其他適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)蝕刻中的至少一種。
[0034]圖2中接合200的圖示并非意為隱含對(duì)可實(shí)施說明性配置的方式的物理或架構(gòu)限制。例如，接合200可以是兩種金屬和單種熱塑性物質(zhì)之間的接合。在另一說明性實(shí)例中，接合200可以是兩種熱塑性材料和單種金屬組分之間的接合。在又一說明性實(shí)例中，接合200的界面206可不完全是平面的。在進(jìn)一步的實(shí)例中，熱塑性材料202相比金屬204可具有不同的厚度。在更進(jìn)一步的實(shí)例中，熱塑性材料202和金屬204中至少一個(gè)的厚度可沿接合200的長度而變化。
[0035]現(xiàn)參考圖3，根據(jù)說明性配置描述制造環(huán)境的框圖圖示。制造環(huán)境300可以是可對(duì)圖1中的航空器100的組件進(jìn)行制造、維修、維護(hù)或其一定組合的環(huán)境的實(shí)例。
[0036]制造環(huán)境300包括多種不同組件。如描述的，制造環(huán)境300包括平臺(tái)302、溶膠-凝膠產(chǎn)生裝置304以及表面處理裝置306。
[0037]在圖3中，圖1中的航空器100是圖3中的平臺(tái)302的一種物理實(shí)施方式的實(shí)例。雖然說明性配置的說明性實(shí)例是關(guān)于航空器描述的，但說明性配置可適用于其他類型的平臺(tái)。平臺(tái)302可以例如沒有限制地是移動(dòng)平臺(tái)、固定平臺(tái)、陸基結(jié)構(gòu)、水基結(jié)構(gòu)和空間基結(jié)構(gòu)。更具體地，平臺(tái)302可以是水面艦船、坦克、人員運(yùn)輸車、火車、航天器、潛艇、汽車、發(fā)電廠、橋、壩、房屋、制造工廠、建筑物或其他適當(dāng)?shù)钠脚_(tái)。
[0038]在此說明性實(shí)例中，平臺(tái)302具有沿界面312接合的熱塑性材料308和金屬310。熱塑性材料308、金屬310和界面312形成平臺(tái)302的接合314。
[0039]接合314可通過熱塑性材料308和金屬310的黏附而形成。熱塑性材料308可選自聚醚酰亞胺、聚苯硫醚、聚酰亞胺、聚醚酮酮、聚醚醚酮、縮醛、丙烯酸、乙烯基、纖維素、聚酰胺如尼龍、聚苯乙烯、聚砜、聚氨酯、聚四氟乙烯如特氟隆《、聚烯烴如聚乙烯、聚丙烯、聚氟乙烯如Tcdlar?、聚醚酰亞胺如Ultem?、聚苯砜、聚碳酸酯如Lexan?、DeclarS、或任何其他適當(dāng)?shù)臒崴苄圆牧稀＝饘?10可選自鈦、鈦合金、鋁合金、鎳合金、不銹鋼合金、銅合金或任何其他適當(dāng)?shù)慕饘?。在一個(gè)說明性實(shí)例中，金屬310包括鈦合金T1-6A1-4V。
[0040]如本文所用，短語“至少一種(個(gè))”在與一系列項(xiàng)目一起使用時(shí)意為可應(yīng)用一種(個(gè))或多種(個(gè))所列項(xiàng)目的不同組合，并且可需要列出的各項(xiàng)目中的僅一種(個(gè))。例如，“項(xiàng)目A、項(xiàng)目B和項(xiàng)目C中的至少一種(個(gè))”可沒有限制地包括項(xiàng)目A、或項(xiàng)目A和項(xiàng)目B。該實(shí)例還可包括項(xiàng)目A、項(xiàng)目B和項(xiàng)目C,或項(xiàng)目B和項(xiàng)目C。項(xiàng)目可以是具體物體、事件或種類。換句話說，“至少一種(個(gè))”意為可從列舉中使用任意組合的項(xiàng)目和數(shù)量的項(xiàng)目，但并非要求列舉中的全部項(xiàng)目。換句話說，項(xiàng)目A和項(xiàng)目B中的至少一種(個(gè))可意為項(xiàng)目A、或項(xiàng)目B、或其組合。
[0041]在一些說明性實(shí)例中，為在接合314中產(chǎn)生期望特性，金屬310可經(jīng)表面處理。表面處理可包括在黏附前清潔、機(jī)械處理和化學(xué)處理中的至少一種。金屬310的表面處理可通過表面處理裝置306實(shí)施。如所描述的，表面處理裝置306包括除油裝置316、清潔裝置318、漂洗裝置320、機(jī)械預(yù)處理裝置322、化學(xué)預(yù)處理裝置324、烘箱326、涂底裝置(primerapplicator) 328、刷涂裝置330、和噴涂裝置332。
[0042]除油裝置316可被配置以在金屬310上實(shí)施除油，如水性除油，作為金屬310的表面處理部分。清潔裝置318可在金屬310上實(shí)施清潔，如堿性清潔，作為金屬310的表面處理部分。在一些說明性 配置中，清潔裝置318可在金屬310上實(shí)施水性除油步驟，然后實(shí)施清潔。
[0043]漂洗裝置320可被配置以在金屬310上實(shí)施漂洗。漂洗裝置320可被配置以實(shí)施浸泡漂洗和噴淋漂洗中的至少一種。在一個(gè)說明性實(shí)例中，漂洗裝置320可在金屬310已經(jīng)接受除油步驟和清潔步驟中的至少一種后在金屬310上實(shí)施漂洗。在一些說明性實(shí)例中，漂洗裝置320可在金屬310已經(jīng)接受機(jī)械預(yù)處理如摩削和化學(xué)預(yù)處理如蝕刻中的至少一種后在金屬310上實(shí)施漂洗。
[0044]機(jī)械預(yù)處理裝置322可被配置以在金屬310上實(shí)施機(jī)械預(yù)處理。機(jī)械預(yù)處理裝置322可實(shí)施噴砂、研磨、砂磨或任何其他適當(dāng)?shù)臋C(jī)械預(yù)處理中的至少一種。在一個(gè)說明性實(shí)例中，機(jī)械預(yù)處理裝置322可使金屬310的表面粗糙化，以促進(jìn)熱塑性材料308與金屬310的機(jī)械粘附(adhesion)。在另一說明性實(shí)例中，機(jī)械預(yù)處理裝置322可使金屬310的表面為溶膠-凝膠溶液334的施加準(zhǔn)備。
[0045]化學(xué)預(yù)處理裝置324可被配置以在金屬310上實(shí)施化學(xué)預(yù)處理?；瘜W(xué)預(yù)處理裝置324可實(shí)施堿性蝕刻、酸性蝕刻或其他適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)預(yù)處理中的至少一種。
[0046]在一個(gè)說明性實(shí)例中，化學(xué)預(yù)處理裝置324可在金屬310的表面上導(dǎo)致表面粗糙化，以促進(jìn)熱塑性材料308與金屬310的機(jī)械粘附。在另一說明性實(shí)例中，化學(xué)預(yù)處理裝置324可使金屬310的表面為溶膠-凝膠溶液334的施加準(zhǔn)備。
[0047]烘箱326可被配置以在表面處理后干燥金屬310。在一個(gè)說明性實(shí)例中，烘箱326可用于在利用漂洗裝置320的漂洗步驟后干燥金屬310。在一個(gè)說明性實(shí)例中，烘箱326可用于在通過刷涂裝置330或噴涂裝置332將材料施加于金屬310后干燥金屬310。[0048]涂底裝置328可被配置以將底漆(primer)施加于金屬310。在一個(gè)說明性實(shí)例中，在烘箱干燥金屬310上的溶膠-凝膠溶液334后，可利用涂底裝置328將底漆施加于金屬310。在此說明性實(shí)例中，烘箱326可用于在通過涂底裝置328施加底漆后干燥金屬310。
[0049]底漆可施加于金屬310以改變所得接合314的特性。在一些說明性實(shí)例中，底漆可以是高溫底漆。高溫底漆可被配置以耐受在150至800華氏度范圍內(nèi)升高的溫度。在一個(gè)說明性實(shí)例中，高溫底漆可被配置以耐受熱塑性材料308的固結(jié)溫度。在一個(gè)說明性實(shí)例中，高溫底漆可被配置以耐受在500至800華氏度范圍內(nèi)的溫度。
[0050]溶膠-凝膠溶液334可利用刷涂裝置330、噴涂裝置332或任何其他適當(dāng)?shù)氖┘友b置中的至少一種施加于金屬310。在一些說明性實(shí)例中，溶膠-凝膠溶液334可在下列中的至少一種之后施加于金屬310:除油步驟、清潔、漂洗、機(jī)械預(yù)處理、化學(xué)預(yù)處理、烘箱干燥或其他適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚怼Ｔ谶@些說明性實(shí)例中，表面處理可使金屬310的表面為溶膠-凝膠溶液334準(zhǔn)備。在這些說明性實(shí)例中，表面處理可導(dǎo)致接合314具有期望的特性。
[0051 ] 溶膠-凝膠產(chǎn)生裝置304被配置以生產(chǎn)溶膠-凝膠溶液334。如本文所用，溶膠-凝膠溶液334也可被稱為高溫溶膠-凝膠溶液或溶膠-凝膠溶液。溶膠-凝膠產(chǎn)生裝置304組合正丙氧化鋯336、氨基芳基三烷氧基硅烷338、去離子水340、溶劑342和醇344，以形成溶膠-凝膠溶液334。
[0052]溶膠-凝膠溶液334是被配置以在黏附前施加于金屬310時(shí)促進(jìn)金屬310和熱塑性材料308之間粘附的溶膠-凝膠溶液。溶膠-凝膠溶液是通過溶液-凝膠化(solution-gelation)反應(yīng)產(chǎn)生的溶液。溶液-凝膠化反應(yīng)是濕法化學(xué)技術(shù),包括水解和凝結(jié)反應(yīng)。溶膠-凝膠溶液可包括具有官能側(cè)基的可溶性金屬醇鹽前體。在一些說明性實(shí)例中，溶膠-凝膠溶液可用于附著和涂布中的至少一種。 [0053]如本文所用，附著(attaching)可以是在界面如界面312處的附著(attachment)。溶膠-凝膠溶液334可通過在界面312的化學(xué)相互作用促進(jìn)粘附。通過溶膠-凝膠溶液334促進(jìn)的化學(xué)反應(yīng)可不包括交聯(lián)。促進(jìn)粘附的化學(xué)反應(yīng)可選自范德華相互作用、酸-堿相互作用或其他適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)中的至少一種。在一些說明性實(shí)例中，溶膠-凝膠溶液334促進(jìn)通過二級(jí)化學(xué)鍵進(jìn)行的粘附。
[0054]溶膠-凝膠溶液334還被配置以耐受高溫。在金屬310和熱塑性材料308的黏附過程中，溶膠-凝膠溶液334可暴露于熱塑性材料308的固結(jié)溫度。熱塑性材料308的固結(jié)溫度可在150至800華氏度的范圍內(nèi)。在一些說明性實(shí)例中，熱塑性材料308的固結(jié)溫度可在500至800華氏度的范圍內(nèi)。因此，溶膠-凝膠溶液334被配置以耐受熱塑性材料308的固結(jié)溫度。
[0055]在一些說明性實(shí)例中，溶膠-凝膠溶液334還可被配置以防止金屬310形成氧化物層、材料隨時(shí)間變化和材料降解中的至少一種。在這些說明性實(shí)例中，溶膠-凝膠溶液334可充當(dāng)金屬310表面的密封劑。
[0056]溶膠-凝膠溶液334具有略酸性的期望pH范圍。在一些說明性實(shí)例中，溶膠_凝膠溶液334的pH，在不經(jīng)調(diào)整的情況下，在4至5之間。但是，在其他說明性實(shí)例中，溶膠-凝膠溶液334的pH可在3至6之間變化。
[0057]在一個(gè)說明性實(shí)例中，按照一系列步驟生產(chǎn)溶膠-凝膠溶液334。在產(chǎn)生溶膠-凝膠溶液334的過程中，組分的溶解度受混合技術(shù)順序、混合技術(shù)時(shí)長和混合技術(shù)類型影響。因此，混合技術(shù)影響溶膠-凝膠溶液334的結(jié)果。混合技術(shù)包括攪拌、漩流(swirling)和熟化步驟中的至少一種。
[0058]溶膠-凝膠溶液334可在制造環(huán)境300或具有所需材料和裝置的任何其他適當(dāng)環(huán)境中產(chǎn)生。但是，溶膠-凝膠溶液334具有有限的貯存期，從I小時(shí)至12小時(shí)變化。貯存期可以是在溶膠-凝膠溶液生產(chǎn)后溶膠-凝膠溶液保持適用于其預(yù)期處理的時(shí)間段。
[0059]在說明性實(shí)例中，醇344可以是低分子量醇。如本文所用，低分子量醇是具有低分子量并且在室溫下或在略微升高的溫度下蒸發(fā)的醇。此外，低分子量醇還不可在施加低分子量醇的表面上留下不期望量的殘留物。醇344可選自異丙醇、甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇(1-丁醇)、仲丁醇(2-丁醇)、異丁醇(2_甲基-1-丙醇)、叔丁醇(2-甲基-2-丙醇)和3-甲基-2- 丁醇、或其他適當(dāng)?shù)牡头肿恿看肌?br> [0060]溶劑342用于催化反應(yīng)。溶劑342還保持正丙氧化鋯336處于溶液中。在一個(gè)說明性實(shí)例中，溶劑342可影響溶膠-凝膠溶液334的pH。溶劑342可選自二醇、二醇醚、冰乙酸、丁基酯或其他適當(dāng)?shù)拇呋瘎?。溶?42和正丙氧化鋯336之間的反應(yīng)可略微放熱。
[0061]制造環(huán)境300還具有黏附用具346。黏附用具346被配置以在熱塑性材料308和金屬310上實(shí)施黏附過程。在將溶膠-凝膠溶液334施加于金屬310的表面后，可設(shè)置熱塑性材料308與金屬310的表面接觸。這種設(shè)置可被稱為組裝。然后，熱塑性材料308和金屬310可利用黏附用具346進(jìn)行黏附過程。
[0062]在一些說明性實(shí)例中，熱塑性材料308可以是非固結(jié)的。在這些說明性實(shí)例中，黏附用具346可基本上同時(shí)用于固結(jié)熱塑性材料308和使熱塑性材料308黏附于金屬310。在一個(gè)說明性實(shí)例中，固結(jié)和黏附可在單個(gè)熱和壓力循環(huán)中進(jìn)行。在另一說明性實(shí)例中，固結(jié)和黏附可在多個(gè)熱和壓力循環(huán)中進(jìn) 行。
[0063]在一些說明性實(shí)例中，熱塑性材料308可以預(yù)固結(jié)。在這些說明性實(shí)例中，黏附用具346可用于使熱塑性材料308黏附于金屬310。
[0064]在一些說明性實(shí)例中，熱塑性材料308可以部分固結(jié)。在這些說明性實(shí)例中，黏附用具346可用于完成熱塑性材料308的固結(jié)和使熱塑性材料308黏附于金屬310。
[0065]黏附用具346可選自下列中的至少一種:高壓釜、壓力機(jī)(press)、加熱烙鐵、夾具、局部加熱裝置或被配置以供應(yīng)升高的溫度和壓力的任何其他適當(dāng)?shù)难b置。在熱塑性材料308和金屬310黏附后，形成具有界面312的接合314。
[0066]在一些說明性實(shí)例中，在將底漆施加于金屬310的表面后，設(shè)置熱塑性材料308與金屬310的表面接觸。因此，所得接合314的性質(zhì)受熱塑性材料308和金屬310之間的底漆影響。
[0067]圖3中制造環(huán)境300的圖示并非意為隱含對(duì)可實(shí)施說明性配置的方式的物理或架構(gòu)限制?？蓱?yīng)用圖示組件以外的其他組件或取代圖示組件的其他組件。一些組件可以是不必要的。而且，顯示的框是為了圖示一些功能性組件。這些框中的一個(gè)或多個(gè)在說明性配置中實(shí)施時(shí)可組合、分割、或組合和分割成不同的框。
[0068]例如，金屬310可不接受機(jī)械預(yù)處理。在此說明性實(shí)例中，機(jī)械預(yù)處理裝置322可不存在于制造環(huán)境300中。在另一說明性實(shí)例中，溶膠-凝膠溶液334可單獨(dú)噴涂到金屬310上。在此說明性實(shí)例中，刷涂裝置330可不存在于制造環(huán)境300中。
[0069]現(xiàn)轉(zhuǎn)至圖4，根據(jù)說明性配置描述了產(chǎn)生溶膠-凝膠溶液的方法的方法流程圖示。方法400可在圖3的制造環(huán)境300中實(shí)施，以產(chǎn)生溶膠-凝膠溶液334。
[0070]方法400產(chǎn)生溶膠-凝膠溶液402。溶膠-凝膠溶液402可以是圖3的溶膠-凝膠溶液334。溶膠-凝膠溶液402被配置以耐受熱塑性材料如圖3的熱塑性材料308的固結(jié)溫度。溶膠-凝膠溶液402被配置以在黏附前施加于金屬時(shí)促進(jìn)金屬如金屬310和熱塑性材料如熱塑性材料308之間的粘附。溶膠-凝膠溶液402可促進(jìn)在金屬和熱塑性材料之間的界面處通過化學(xué)相互作用的粘附。
[0071]方法開始于組合正丙氧化鋯和冰乙酸。在此說明性實(shí)例中，提供70%的正丙氧化鋯正丙醇溶液。在此說明性實(shí)例中，將正丙氧化鋯加入冰乙酸中(操作404)。在此方法中，冰乙酸充當(dāng)正丙氧化鋯的溶劑。冰乙酸可以是圖3中的溶劑342。如下文更詳細(xì)地描述的，正丙氧化鋯和冰乙酸的組合量可基于溶膠-凝膠溶液402的預(yù)期組成而變化。但是，保持正丙氧化鋯和冰乙酸約1:1的摩爾平衡比。如本文所用，摩爾平衡比是溶膠-凝膠溶液中兩種物質(zhì)之間摩爾量的比。摩爾是用于表示化學(xué)物質(zhì)量的度量單位。一摩爾與12克純碳-12中存在的原子數(shù)具有同樣多的元素實(shí)體，值為約6.02214179 (30)*1023。在一個(gè)說明性實(shí)例中，約2.00mL70%正丙氧化鋯正丙醇溶液加入約1.46mL的冰乙酸中。
[0072]接下來，在室溫下熟化正丙氧化鋯和冰乙酸(操作406)。此操作形成部分A408。在熟化前，可漩流 正丙氧化鋯和冰乙酸。漩流可通過以圓形方式搖動(dòng)包含正丙氧化鋯和冰乙酸的容器進(jìn)行。漩流使容器中的成分混合。進(jìn)行漩流以使反應(yīng)均勻地發(fā)生。在一些說明性實(shí)例中，可攪拌正丙氧化鋯和冰乙酸，而不是鏇流。在鏇流后，然后使正丙氧化鋯和冰乙酸在室溫下熟化。在一些說明性實(shí)例中，在漩流或攪拌正丙氧化鋯和冰乙酸后，可將箔或其他反射性表面放置在容器開口上。
[0073]然后將正丙氧化鋯和冰乙酸的混合物留置以熟化。如本文所用，熟化用于描述時(shí)間的經(jīng)過。在一個(gè)說明性實(shí)例中，正丙氧化鋯和冰乙酸可熟化約20或30分鐘。
[0074]方法混合氨基芳基三烷氧基硅烷和異丙醇。在此說明性實(shí)例中，方法將氨基芳基三烷氧基硅烷加入異丙醇中，以形成部分B412(操作410)。異丙醇可以是圖3中的醇344。此添加的結(jié)果是官能化的硅烷。溶膠-凝膠溶液402化學(xué)要求最少量的異丙醇。最少量的異丙醇可表示為異丙醇和氨基芳基三烷氧基硅烷之間約18:1的最小摩爾平衡比。在一個(gè)說明性實(shí)例中，將約5.60mL氨基芳基三烷氧基硅烷加入約40mL異丙醇中。在將氨基芳基三烷氧基硅烷加入異丙醇中后，攪拌該混合物。攪拌使容器中的成分混合。進(jìn)行攪拌使反應(yīng)均勻地發(fā)生。在一些說明性實(shí)例中，可以進(jìn)行攪拌以提高或保持混合物的溶解度。攪拌可利用磁力攪拌棒、泵、葉輪或其他適當(dāng)?shù)臄嚢铏C(jī)構(gòu)進(jìn)行。
[0075]在熟化約20至約30分鐘后，組合部分A408和去離子水。在此說明性實(shí)例中，將部分A408加入去離子水中，以形成部分C416 (操作414)。在一些說明性實(shí)例中，可先將少量去離子水加入部分A408中并漩流，然后將部分A408加入去離子水中，以形成部分C416。在這些說明性實(shí)例中，該少量去離子水和漩流可使部分A408為加入去離子水準(zhǔn)備。在這些說明性實(shí)例中，該少量去離子水可阻止正丙氧化鋯在加入去離子水中以形成部分C416后從溶液中沉淀(fall out of solution)。在這些說明性實(shí)例中，該少量去離子水的范圍可以為數(shù)滴至數(shù)mL去離子水。
[0076]如下文進(jìn)一步詳細(xì)描述的，溶膠-凝膠溶液402中的去離子水量可基于溶膠-凝膠溶液402的期望組成而變化。但是，溶膠-凝膠溶液402具有最少量的去離子水。最少量的去離子水可表示為去離子水和正丙氧化鋯之間約18:1的最小摩爾平衡比。
[0077]在一個(gè)說明性實(shí)例中，將部分A408加入約70mL去離子水中。在將部分A408加入去離子水中后，攪拌混合物?？蛇M(jìn)行攪拌以促進(jìn)溶解性和保持組分懸浮在溶液中。
[0078]接下來，方法組合部分C416和部分B412。在此說明性實(shí)例中，方法將部分C416加入部分B412中(操作418)。在一個(gè)說明性實(shí)例中，方法可將部分C416緩慢倒入部分B412中。將去離子水或異丙醇或其組合加入部分B412和部分C416中(操作420)。在一些說明性實(shí)例中，在此步驟期間，去離子水和異丙醇中的至少一種可用于從容器沖洗部分C416的任何殘留物，部分C416是從所述容器倒入容納部分B412和部分C416的容器。去離子水和異丙醇的量可變化，只要去離子水和異丙醇的量滿足最小摩爾平衡比。在一些說明性實(shí)例中，去離子水或異丙醇或其組合的這種添加可產(chǎn)生噴涂所期望的濃度。在一個(gè)說明性實(shí)例中，添加包括約320mL去離子水和約60mL異丙醇。
[0079]接下來，在室溫下攪拌和熟化溶液(操作422)。在一個(gè)說明性實(shí)例中，溶液可在攪拌下熟化30分鐘至5小時(shí)。在操作422后，溶膠-凝膠溶液402準(zhǔn)備施加于金屬。溶膠-凝膠溶液402的貯存期的范圍可以為I至12小時(shí)。貯存期可以是在溶膠-凝膠溶液生產(chǎn)后溶膠-凝膠溶液保持適用于其預(yù)期處理的時(shí)間段。
[0080]所得溶膠-凝膠溶液402可包含，按摩爾百分比計(jì)，基于溶膠-凝膠溶液的總摩爾數(shù)，約0.005%至約8.10%范圍內(nèi)的正丙氧化鋯、約0.03%至約44.9%范圍內(nèi)的氨基芳基三烷氧基硅烷、約0.03%至約46.1%范圍內(nèi)的溶劑、約3.0%至約93.2%范圍內(nèi)的醇、和約5.0%至約98.2%范圍內(nèi)的去離子水。如本文所用，物質(zhì)的摩爾百分比是溶膠-凝膠中的物質(zhì)的摩爾數(shù)與溶膠-凝膠的摩爾數(shù)的比。在一個(gè)說明性實(shí)例中，溶膠-凝膠溶液402的期望摩爾百分比范圍可以是，基于溶膠-凝膠溶液的總摩爾數(shù)，正丙氧化鋯在約0.01%至約0.03%的范圍內(nèi)，氨基芳基三烷氧基硅烷在約0.09%至約0.13%的范圍內(nèi)，溶劑在約0.09%至約0.20%的范圍內(nèi)，醇在約5.0%至約6.2%的范圍內(nèi)，和去離子水在約84.0%至約98.0%的范圍內(nèi)。在另一說明性實(shí)例中，組分的摩爾百分比值可以是如下:基于溶膠-凝膠溶液的總摩爾數(shù)，約0.0195%正丙氧化鋯、約0.108%氨基芳基三烷氧基硅烷、約0.111%溶劑、約5.62%醇和約94.14%去離子水。
[0081]現(xiàn)參考圖5，根據(jù)說明性配置描述處理金屬的方法的方法流程圖示。方法500可通過表面處理裝置306在圖3中的制造環(huán)境300中實(shí)施，以處理金屬，如金屬310。
[0082]方法500產(chǎn)生表面處理的金屬502。金屬504可進(jìn)行任選的脫氧和清潔步驟506。任選的脫氧和清潔步驟506包括水性除油508、堿性清潔510以及水浸泡漂洗和噴淋漂洗512。在一些說明性實(shí)例中，水性除油508、堿性清潔510以及水浸泡漂洗和噴淋漂洗512中的至少一種可在金屬504上進(jìn)行。在一些說明性實(shí)例中，水性除油508、堿性清潔510以及水浸泡漂洗和噴淋漂洗512均不進(jìn)行。在一些說明性實(shí)例中，是否將進(jìn)行任選的脫氧和清潔步驟506基于金屬504的材料性質(zhì)、所得接合的任何所需性質(zhì)或其他適當(dāng)?shù)目紤]因素中的至少一種確定。
[0083] 接下來,金屬504可進(jìn)行預(yù)處理步驟514。預(yù)處理步驟514包括機(jī)械預(yù)處理516、化學(xué)預(yù)處理518、水浸泡漂洗和噴淋漂洗520以及烘箱干燥522。機(jī)械預(yù)處理516可包括噴砂、研磨、砂磨或任何其他適當(dāng)?shù)臋C(jī)械預(yù)處理中的至少一種?；瘜W(xué)預(yù)處理518可包括堿性蝕亥Ij、酸性蝕刻或其他適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)預(yù)處理中的至少一種。[0084]在一些說明性實(shí)例中，可進(jìn)行機(jī)械預(yù)處理516、化學(xué)預(yù)處理518、水浸泡漂洗和噴淋漂洗520以及烘箱干燥522中的至少一種。在其他說明性實(shí)例中，機(jī)械預(yù)處理516、化學(xué)預(yù)處理518、水浸泡漂洗和噴淋漂洗520以及烘箱干燥522可均不進(jìn)行。
[0085]接下來，金屬504進(jìn)行溶膠-凝膠溶液524的施加。溶膠-凝膠溶液524可通過刷涂、輥涂、噴涂或其他適當(dāng)?shù)氖┘臃椒ㄊ┘?。在一個(gè)說明性實(shí)例中，溶膠-凝膠溶液524施加于金屬504利用圖3中的刷涂裝置330和噴涂裝置332中的至少一種進(jìn)行。在施加溶膠-凝膠溶液524后，金屬504上的溶膠-凝膠溶液經(jīng)烘箱干燥526。
[0086]在烘箱干燥后，確定接合528是否期望額外的耐久性。接合的期望耐久性可取決于接合中材料的類型、接合的位置、接合的預(yù)期用途或接合的任何其他適當(dāng)特性中的至少一種。在一個(gè)說明性實(shí)例中，該確定將包括熱塑性材料和接受表面處理的金屬504的接合的估測(cè)耐久性值與期望耐久性進(jìn)行比較。如果確定期望耐久性大于估測(cè)耐久性值，則方法移至操作530。如果確定期望耐久性不大于估測(cè)耐久性值，則方法完成，并且產(chǎn)生表面處理金屬502。
[0087]如果確定期望額外的耐久性，則將底漆施加于金屬504 (操作530)。在一些說明性實(shí)例中，底漆可以是高溫底漆。在這些說明性實(shí)例中，高溫底漆可被配置以耐受熱塑性材料的固結(jié)溫度。在施加底漆后，金屬504上的底漆經(jīng)烘箱干燥(操作532)。該烘箱干燥產(chǎn)生表面處理的金屬502。
[0088]現(xiàn)轉(zhuǎn)至圖6，根據(jù)說明性配置描述在熱塑性材料和金屬之間產(chǎn)生接合的方法的方法流程圖示。方法600可在圖3的制造環(huán)境300中實(shí)施，以產(chǎn)生接合314。
[0089]熱塑性材料602和表面處理的金屬604進(jìn)入方法600。熱塑性材料602可以是圖3中的熱塑性材料308。表面處理的金屬604可以是經(jīng)圖5的方法500中的至少一種處理的圖3的金屬310。在一個(gè)說明性實(shí)例中，表面處理的金屬604已經(jīng)接受機(jī)械預(yù)處理，化學(xué)預(yù)處理，水浸泡漂洗和噴淋漂洗、烘箱干燥，溶膠-凝膠溶液施加和烘箱干燥。
[0090]方法600組裝熱塑性材料602和表面處理的金屬604 (操作606)。在組裝熱塑性材料602和表面處理的金屬604中，熱塑性材料602和表面處理的金屬604可如接合所期望的彼此相對(duì)設(shè)置。在組裝過程中，熱塑性材料602和表面處理的金屬604可通過手動(dòng)或通過利用裝置彼此相對(duì)設(shè)置。在一個(gè)說明性實(shí)例中，熱塑性材料602可以是帶形式的熱塑性復(fù)合材料。在此說明性實(shí)例中，可通過將熱塑性復(fù)合材料帶鋪設(shè)在表面處理的金屬604上，相對(duì)于表面處理的金屬604設(shè)置熱塑性材料602。
[0091]接下來，方法黏附熱塑性材料602和表面處理的金屬604 (操作608)。黏附接合熱塑性材料602和表面處理的金屬604，而不使用粘合劑或緊固件。黏附包括向熱塑性材料602和表面處理的金屬604施加熱和壓力。黏附可通過高壓釜、壓力機(jī)、加熱烙鐵、夾具、局部加熱裝置或任何其他適當(dāng)?shù)酿じ接镁咧械闹辽僖环N進(jìn)行。
[0092]然后，移除黏附用具，產(chǎn)生金屬-熱塑性組件610。金屬-熱塑性組件610具有可呈現(xiàn)預(yù)期粘附的接合。進(jìn)一步，金屬-熱塑性組件610可產(chǎn)生機(jī)械測(cè)試中期望的材料性質(zhì)。
[0093]現(xiàn)參考圖7，根據(jù)說明性配置描述在熱塑性材料和金屬之間產(chǎn)生接合的方法流程圖圖示。方法700可在圖3的制造環(huán)境300中實(shí)施，以產(chǎn)生接合314。
[0094]方法700開始于清潔金屬(操作702)。在一些說明性實(shí)例中，清潔金屬可包括水性除油、堿性清潔以及水浸泡漂洗和噴淋漂洗中的至少一種。接下來，方法700預(yù)處理金屬(操作704)。在一些說明性實(shí)例中，預(yù)處理金屬可包括機(jī)械預(yù)處理、化學(xué)預(yù)處理、水浸泡漂洗和噴淋漂洗以及烘箱干燥中的至少一種。
[0095]接下來，方法700熟化溶劑中的正丙氧化鋯，以形成溶膠-凝膠溶液的第一部分(操作706)。在一些說明性實(shí)例中，溶劑可以是冰乙酸。熟化溶劑中的正丙氧化鋯，直到反應(yīng)完成。在一個(gè)說明性實(shí)例中，溶劑中的正丙氧化鋯熟化約20至30分鐘。
[0096]在熟化后，方法700組合第一部分與去離子水，以形成溶膠-凝膠溶液的第二部分(操作708)。方法組合氨基芳基三烷氧基硅烷與醇，以形成溶膠-凝膠溶液的第三部分(操作710)。然后，組合第三部分與第二部分，以形成溶膠-凝膠溶液的混合物(操作712)。接下來，將去離子水或醇或其組合與混合物組合，以形成溶液(操作714)?？杉尤肴ルx子水和醇中的至少一種，以產(chǎn)生具有期望組分范圍的溶液。在一個(gè)說明性實(shí)例中，可加入去離子水和醇中的至少一種，以使溶液稀釋至噴涂所期望的濃度。
[0097]在加入去離子水和醇中的至少一種后，熟化溶液，以形成包括摩爾平衡比約1:5的正丙氧化鋯和氨基芳基三烷氧基硅烷的溶膠-凝膠溶液(操作716)。溶液可在攪拌下熟化，直到產(chǎn)生溶膠-凝膠溶液。所得溶膠-凝膠溶液包括摩爾平衡比約1:5的正丙氧化鋯和氨基芳基三烷氧基硅烷。在一個(gè)說明性實(shí)例中，熟化可進(jìn)行約0.5至5.0小時(shí)。在一個(gè)說明性實(shí)例中，熟化進(jìn)行約4小時(shí)。在此說明性實(shí)例中，熟化溶液以形成溶膠-凝膠，包括在室溫下攪拌溶液4小時(shí)。
[0098]然后，將所得溶膠-凝膠溶液施加于金屬(操作718)。在一些說明性實(shí)例中，可通過噴涂和刷涂中的至少一種將溶膠-凝膠溶液施加于金屬。在這些說明性實(shí)例中，溶膠-凝膠溶液可利用圖3的刷涂裝置330和噴涂裝置332中的至少一種施加于金屬。溶膠-凝膠溶液無需在溶膠-凝膠產(chǎn)生后立即施加于金屬，而是，溶膠-凝膠溶液具有約I和12小時(shí)之間的貯存期。溶膠-凝膠 溶液必須在此貯存期內(nèi)施加于金屬。
[0099]在施加溶膠-凝膠后，金屬上的溶膠-凝膠溶液經(jīng)烘箱干燥，以形成表面處理的金屬(操作720)。接下來，組裝熱塑性材料和表面處理的金屬(操作722)。熱塑性材料和表面處理的材料可以以所得金屬-熱塑性組件所期望的排列組裝。在組裝熱塑性材料和表面處理的材料中，設(shè)置熱塑性材料與表面處理的金屬的處理表面接觸。
[0100]最后，黏附熱塑性材料和表面處理的金屬(操作724)。黏附產(chǎn)生具有接合的金屬-熱塑性組件。接合不包括任何緊固件或粘合劑。相反，接合通過表面處理的金屬和熱塑性材料之間的化學(xué)相互作用形成。在其中操作704包括機(jī)械預(yù)處理的一些說明性實(shí)例中，接合還可包括表面處理的金屬和熱塑性材料之間的機(jī)械相互作用。
[0101]現(xiàn)轉(zhuǎn)至圖8，根據(jù)說明性配置描述測(cè)試結(jié)果的柱狀圖圖示。圖8是以框圖形式顯示的圖3的接合如接合314的剪切數(shù)據(jù)的實(shí)例。柱狀圖800具有X軸線802、X軸線804和y軸線806。如所描述的，X軸線802表不在接合內(nèi)施加于金屬的表面處理的類型。X軸線804表示進(jìn)行剪切測(cè)試的溫度。剪切測(cè)試在約-65至約-67華氏度、約75華氏度和約180華氏度下進(jìn)行。Y軸線806表示接合的剪切強(qiáng)度。
[0102]柱狀圖800包含接合的廣域搭接剪切測(cè)試(wide area lap shear test)的數(shù)據(jù)。在各接合中，熱塑性材料是PEKK-FC熱塑性復(fù)合材料。PEKK-FC熱塑性復(fù)合作為熱塑性帶進(jìn)行施加。PEKK-FC熱塑性復(fù)合材料帶施加在兩片金屬之間。這兩片金屬是鈦合金，具體地是T1-6A1-4V0[0103]參考編號(hào)1808表示其中金屬接受清潔然后機(jī)械預(yù)處理(具體地噴砂)的接合。柱818表示在約-67華氏度下進(jìn)行剪切測(cè)試的、具有參考編號(hào)1808的表面處理的接合。如所描述的，柱818為約1750psi剪切強(qiáng)度。柱820表示在約75華氏度下進(jìn)行剪切測(cè)試的、具有參考編號(hào)1808的表面處理的接合。如所描述的，柱820為約1250psi剪切強(qiáng)度。柱822表示在約180華氏度下進(jìn)行剪切測(cè)試的、具有參考編號(hào)1808的表面處理的接合。如所描述的，柱822為約IlOOpsi剪切強(qiáng)度。
[0104]參考編號(hào)2810表示其中金屬接受清潔然后化學(xué)預(yù)處理(具體地硝酸-氟化物蝕亥IJ)的接合。柱824表示在約-67華氏度下進(jìn)行剪切測(cè)試的、具有參考編號(hào)2810的表面處理的接合。如所描述的，柱824為約2600psi剪切強(qiáng)度。柱826表示在約75華氏度下進(jìn)行剪切測(cè)試的、具有參考編號(hào)2810的表面處理的接合。如所描述的，柱826為約2250psi剪切強(qiáng)度。柱828表示在約180華氏度下進(jìn)行剪切測(cè)試的、具有參考編號(hào)2810的表面處理的接合。如所描述的，柱828為約1500psi剪切強(qiáng)度。
[0105]參考編號(hào)3812表示其中金屬接受化學(xué)預(yù)處理(具體地硝酸-氟化物蝕刻)然后在升高的溫度下施加堿性蝕刻的接合。柱830表示在約-67華氏度下進(jìn)行剪切測(cè)試的、具有參考編號(hào)3812的表面處理的接合。如所描述的，柱830為約4800psi剪切強(qiáng)度。柱832表示在約75華氏度下進(jìn)行剪切測(cè)試的、具有參考編號(hào)3812的表面處理的接合。如所描述的，柱832為約3600psi剪切強(qiáng)度。柱834表示在約180華氏度下進(jìn)行剪切測(cè)試的、具有參考編號(hào)3812的表面處理的接合。如所描述的，柱834為約3500psi剪切強(qiáng)度。
[0106]參考編號(hào)4814表示其中金屬接受化學(xué)預(yù)處理(具體地硝酸-氟化物蝕刻)然后施加TiBoe和常規(guī)溶膠-凝膠的接合。在此說明性實(shí)例中，常規(guī)溶膠-凝膠與本申請(qǐng)的溶膠-凝膠溶液如圖3中的溶膠-凝膠溶液334具有不同的偶聯(lián)劑。具體地，常規(guī)溶膠-凝膠不包括圖3的溶膠-凝膠溶液 334中的氨基芳基三烷氧基硅烷。
[0107]柱836表不在約-67華氏度下進(jìn)行剪切測(cè)試的、具有參考編號(hào)4814的表面處理的接合。如所描述的，柱836為約4200psi剪切強(qiáng)度。柱838表示在約75華氏度下進(jìn)行剪切測(cè)試的、具有參考編號(hào)4814的表面處理的接合。如所描述的，柱838為約4100psi剪切強(qiáng)度。柱840表示在約180華氏度下進(jìn)行剪切測(cè)試的、具有參考編號(hào)4814的表面處理的接合。如所描述的，柱840為約4100psi剪切強(qiáng)度。
[0108]如所描述的，具有參考編號(hào)4814的表面處理的接合在三種測(cè)試溫度下具有基本上相似的結(jié)果。進(jìn)一步，如所描述的，具有參考編號(hào)4814的表面處理的接合在正溫度的剪切強(qiáng)度高于未接受高溫溶膠-凝膠溶液施加的參考編號(hào)1808、參考編號(hào)2810和參考編號(hào)3812。
[0109]參考編號(hào)5816表示這樣的接合:其中金屬接受化學(xué)預(yù)處理(具體地硝酸-氟化物蝕刻)，然后機(jī)械預(yù)處理(具體地噴砂)，然后施加TiBoe，以及施加高溫溶膠-凝膠溶液，如圖3的溶膠-凝膠溶液334。柱842表示在約-67華氏度下進(jìn)行剪切測(cè)試的、具有參考編號(hào)5816的表面處理的接合。如所描述的，柱842為約5300psi剪切強(qiáng)度。柱844表示在約75華氏度下進(jìn)行剪切測(cè)試的、具有參考編號(hào)5816的表面處理的接合。如所描述的，柱844為約5350psi剪切強(qiáng)度。柱846表示在約180華氏度下進(jìn)行剪切測(cè)試的、具有參考編號(hào)5816的表面處理的接合。如所描述的，柱846為約5400psi剪切強(qiáng)度。
[0110]如所描述的，具有參考編號(hào)5816的表面處理的接合在三種測(cè)試溫度下具有基本上相似的結(jié)果。進(jìn)一步，如所描述的，具有參考編號(hào)5816的表面處理的接合在全部測(cè)試溫度下的剪切強(qiáng)度均高于其他表面處理。
[0111]現(xiàn)轉(zhuǎn)至圖9，根據(jù)說明性配置描述測(cè)試結(jié)果的柱狀圖圖示。圖9是以框圖形式顯示的接合如圖3的接合314的雙懸臂梁測(cè)試數(shù)據(jù)的實(shí)例。柱狀圖900具有X軸線902和y軸線904。如所描述的，X軸線902表示施加于接合內(nèi)的金屬的表面處理的類型。類似地，y軸線904表示接合的GIC或臨界應(yīng)變能釋放率。臨界應(yīng)變能釋放率可表征接合的堅(jiān)韌度。臨界應(yīng)變能釋放率可以是斷裂表面單位面積的能量。
[0112]柱狀圖900包含接合的雙懸臂梁測(cè)試數(shù)據(jù)。金屬組分和熱塑性組分在各接合相連。在各接合中，熱塑性材料是PEKK-FC熱塑性復(fù)合材料。金屬是鈦合金，具體地T1-6A1-4V0
[0113]參考編號(hào)1906表不金屬接受與圖8的參考編號(hào)1808相同的表面處理的接合。如所描述的，參考編號(hào)1906的GIC為約5in-lb/in2。
[0114]參考編號(hào)3908表不金屬接受與圖8的參考編號(hào)3812相同的表面處理的接合。如所描述的，參考編號(hào)3908的GIC顯著高于參考編號(hào)1906。具體地，參考編號(hào)3908的GIC為約13.8in-lb/in2。進(jìn)一步，在這些有限的測(cè)試中，參考編號(hào)3908的接合沒有呈現(xiàn)出粘附失效。換句話說，100%的失效是熱塑性復(fù)合材料中的層間失效。
[0115]參考編號(hào)5910表不金屬接受與圖8的參考編號(hào)5816相同的表面處理的接合。如所描述的，參考編號(hào)5910的GIC為約10.3in-lb/in2。如同參考編號(hào)3908的接合，在這些有限的測(cè)試中，參考編號(hào)5910的接合沒有呈現(xiàn)出粘附失效。當(dāng)參考編號(hào)3908和參考編號(hào)5910均由于層間失效模式而失效時(shí)，應(yīng)謹(jǐn)慎地比較這些值。
[0116]參考編號(hào)6912表示這樣的接合:其中金屬接受化學(xué)預(yù)處理(具體地，硝酸-氟化物蝕刻)，然后機(jī)械預(yù)處理(具體地，噴砂)，然后施加TiBoe、施加高溫溶膠-凝膠溶液(如圖3的溶膠-凝膠溶液334)，以及施加底漆。如所描述的，參考編號(hào)6912的GIC也顯著高于參考編號(hào)1906。具體地，參考編號(hào)6912的GIC為約9in_lb/in2。
[0117]現(xiàn)轉(zhuǎn)至圖10，根據(jù)說明性配置描述測(cè)試結(jié)果的柱狀圖圖示。圖10是以框圖形式顯示的接合(如圖3中的接合314)的楔形斷裂測(cè)試數(shù)據(jù)的實(shí)例。柱狀圖1000具有X軸線1002和y軸線1004。如所描述的，x軸線1002表不施加于接合內(nèi)的金屬的表面處理的類型。類似地，y軸線1004表示接合的斷裂延伸。
[0118]柱狀圖1000包含接合的楔形斷裂測(cè)試數(shù)據(jù)。在各接合中，熱塑性材料是PEKK-FC熱塑性復(fù)合材料。PEKK-FC熱塑性復(fù)合材料作為熱塑性材料帶施加。PEKK-FC熱塑性復(fù)合材料帶施加在兩片金屬之間。該兩片金屬是鈦合金，具體地T1-6A1-4V。
[0119]在此測(cè)試中，較低值表示較好的熱/濕耐久性。如所描述的，楔形測(cè)試值由于包括施加于金屬表面的高溫溶膠-凝膠溶液而急劇升高。
[0120]參考編號(hào)11006表不金屬接受與圖8的參考編號(hào)1808相同的表面處理的接合。如所描述的，接合的斷裂延伸為約4.25英寸。
[0121] 參考編號(hào)31008表不金屬接受與圖8的參考編號(hào)3812相同的表面處理的接合。如所描述的，表面處理變?yōu)榛瘜W(xué)預(yù)處理不改善斷裂延伸。參考編號(hào)31008的斷裂延伸為約
4.35英寸。
[0122]參考編號(hào)41010表不金屬接受與圖8的參考編號(hào)4,814相同的表面處理的接合。如所描述的，常規(guī)溶膠-凝膠溶液的添加使斷裂延伸減少至約3.0英寸。但是，該值對(duì)于接合可能仍是不期望的。
[0123]參考編號(hào)51012表不金屬接受與圖8的參考編號(hào)5,816相同的表面處理的接合。可見，高溫溶膠-凝膠溶液如圖3的溶膠-凝膠溶液334的添加使斷裂延伸相對(duì)于其他接合顯著降低。如所描述的，參考編號(hào)51012的斷裂延伸略低于1.50英寸。
[0124]參考編號(hào)61014表不金屬接受與圖9的參考編號(hào)6912相同的表面處理的接合?？梢姡邷厝苣z-凝膠溶液后底漆的添加使斷裂延伸降低。如所描述的，參考編號(hào)61014的斷裂延伸為約1.08英寸。
[0125]不同所述配置的流程圖和框圖圖示說明性配置中設(shè)備和方法的一些可能的實(shí)施方式的架構(gòu)、功能性和操作。對(duì)此，流程圖或框圖中的各個(gè)框可表示模塊、區(qū)段、功能和/或部分操作或步驟。
[0126]在說明性配置的一些可選的實(shí)施方式中，框中顯示的一個(gè)或多個(gè)功能可以以圖中所示順序以外的順序進(jìn)行。例如，在一些情況下，順序顯示的兩個(gè)框可基本上同時(shí)執(zhí)行，或所述框有時(shí)可以相反順序進(jìn)行，這取決于所涉及的功能性。另外，除流程圖或框圖中所圖示的框以外可添加其他框。
[0127]例如，在一些說明性實(shí)例中，圖7的操作702中的清潔金屬可在熟化溶劑中的正丙氧化鋯以形成溶膠-凝膠溶液的第一部分的同時(shí)或其之后進(jìn)行。在其他說明性實(shí)例中，操作702和操作704可在操作716 (熟化溶液以形成溶膠-凝膠溶液)后進(jìn)行。在又一說明性實(shí)例中，操作702和操作704可不進(jìn)行。
[0128]本公開的說明性配置可在圖11所示的航空器制造和服務(wù)方法1100和圖12所示的航空器1200的背景下進(jìn)行描述。先轉(zhuǎn)至圖11，根據(jù)說明性配置顯示航空器制造和服務(wù)方法的圖示。在生產(chǎn)前，航空器制造和服務(wù)方法1100可包括圖12中的航空器1200的規(guī)格和設(shè)計(jì)1102和材料采購1104。
[0129]在生產(chǎn)期間，進(jìn)行圖12中的航空器1200的組件和子組裝件制造1106和系統(tǒng)整合1108。其后，圖12中的航空器1200可進(jìn)行認(rèn)證和交付1110，以投入服務(wù)1112。在客戶進(jìn)行服務(wù)1112時(shí)，圖12中的航空器1200安排進(jìn)行常規(guī)維護(hù)和保養(yǎng)1114，其可包括修飾，重新配置，翻新以及其他維護(hù)或保養(yǎng)。
[0130]航空器制造和服務(wù)方法1100的每個(gè)過程可由系統(tǒng)整合商、第三方和/或運(yùn)營商進(jìn)行或?qū)嵤?。在這些實(shí)例中，運(yùn)營商可以是客戶。出于該描述的目的，系統(tǒng)整合商可沒有限制地包括任意數(shù)量的航空器制造商和主系統(tǒng)分包商；第三方可沒有限制地包括任意數(shù)量的銷售商、分包商和供應(yīng)商；以及運(yùn)營商可以是航空公司、租賃公司、軍事實(shí)體、服務(wù)機(jī)構(gòu)等。
[0131]現(xiàn)參考圖12，顯示可實(shí)施說明性配置的航空器的圖示。在此實(shí)例中，航空器1200通過圖11中的航空器制造和服務(wù)方法1100制造，并且可包括具有系統(tǒng)1204的機(jī)架1202和內(nèi)部1206。系統(tǒng)1204的實(shí)例包括下列一種或多種:推進(jìn)系統(tǒng)1208、電力系統(tǒng)1210、液壓系統(tǒng)1212和環(huán)境系統(tǒng)1214?？砂ㄈ我鈹?shù)量的其他系統(tǒng)。雖然顯示的是航天實(shí)例，但不同說明性配置可適用于其他行業(yè)，如汽車行業(yè)。
[0132]本文圖示的設(shè)備和方法可在圖11中的航空器制造和服務(wù)方法1100中的至少一個(gè)階段過程中應(yīng)用。
[0133]一種或多種說明性配置可在組件和子組裝件制造1106過程中應(yīng)用。例如，圖3中的溶膠-凝膠溶液334可在組件和子組裝件制造1106過程中應(yīng)用。進(jìn)一步，圖3的溶膠-凝膠溶液334還可用于進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)1114過程中的替換。例如，溶膠-凝膠溶液334可用于在維護(hù)和保養(yǎng)1114中的航空器維修過程中接合金屬和熱塑性材料。
[0134]說明性配置可提供接合熱塑性材料和金屬的方法和設(shè)備。具體地，說明性配置可提供在無緊固件或粘合劑的情況下在熱塑性材料和金屬之間產(chǎn)生接合的方法和設(shè)備。在說明性配置中，金屬和熱塑性材料的之間的接合利用黏附產(chǎn)生。金屬表面用溶膠-凝膠溶液化學(xué)處理，以產(chǎn)生熱塑性材料和金屬之間的黏附。
[0135]進(jìn)一步，說明性配置提供溶膠-凝膠溶液的產(chǎn)生，以促進(jìn)熱塑性材料和金屬之間的粘附。該溶膠-凝膠溶液可被配置以耐受熱塑性材料的固結(jié)溫度。溶膠-凝膠溶液可通過與熱塑性材料的化學(xué)相互作用促進(jìn)粘附。此外，該溶膠-凝膠溶液可防止或阻礙對(duì)于金屬的材料改變。
[0136]一種或多種說明性配置可提供熱塑性材料和金屬之間、具有期望材料性質(zhì)的接合。具體地，一種或多種說明性配置可提供，與無溶膠-凝膠溶液的、熱塑性材料和金屬之間的接合相比，具有較高剪切強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度和環(huán)境耐久性的接合。
[0137]進(jìn)一步，本公開包括根據(jù)下列條款的實(shí)施方式:
[0138]1.方法，包括:
[0139]熟化溶劑中的正丙氧化鋯，以形成溶膠-凝膠溶液的第一部分；
[0140]組合所述第一部分與去離子水，以形成所述溶膠-凝膠溶液的第二部分； [0141]組合氨基芳基三烷氧基硅烷與醇，以形成所述溶膠-凝膠溶液的第三部分；
[0142]組合所述第三部分與所述第二部分，以形成所述溶膠-凝膠溶液的混合物；
[0143]組合所述去離子水或所述醇或其組合與所述混合物，以形成溶液；和
[0144]熟化所述溶液，以形成所述溶膠-凝膠溶液，所述溶膠-凝膠溶液包括正丙氧化鋯和氨基芳基三烷氧基硅烷之間約1:5的摩爾平衡比。
[0145]2.條款I(lǐng)所述的方法，其中熟化所述溶劑中的正丙氧化鋯以形成所述第一部分包括在室溫下漩流所述溶劑中的正丙氧化鋯30分鐘。
[0146]3.條款I(lǐng)所述的方法，其中熟化所述溶液以形成所述溶膠-凝膠溶液包括在室溫下攪拌所述溶液4小時(shí)。
[0147]4.條款I(lǐng)所述的方法，其中所述醇選自異丙醇、甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇(1-丁醇)、仲丁醇(2-丁醇)、異丁醇(2-甲基-1-丙醇)、叔丁醇(2-甲基-2-丙醇)和3-甲基_2_ 丁醇。
[0148]5.條款I(lǐng)所述的方法，其中所述溶劑選自冰乙酸、二醇、二醇醚和丁基酯。
[0149]6.條款I(lǐng)所述的方法，其中所述溶膠-凝膠溶液包括按摩爾百分比計(jì)約0.005%至
8.10%的正丙氧化鋯。
[0150]7.條款I(lǐng)所述的方法，其中所述溶膠-凝膠溶液中所述醇和所述氨基芳基三烷氧基硅烷之間的最小摩爾平衡比為約18:1。
[0151]8.條款I(lǐng)所述的方法，其中所述溶膠-凝膠溶液中所述去離子水和所述正丙氧化鋯之間的最小摩爾平衡比為約18:1。
[0152]9.條款I(lǐng)所述的方法，進(jìn)一步包括在熟化所述溶劑中的正丙氧化鋯前漩流所述溶劑中的正丙氧化鋯，并且其中:[0153]熟化所述溶劑中的正丙氧化鋯以形成所述第一部分包括在室溫下漩流30分鐘，所述溶劑包括冰乙酸；
[0154]熟化所述溶液以形成所述溶膠-凝膠溶液包括在室溫下攪拌所述溶液4小時(shí)；
[0155]組合氨基芳基三烷氧基硅烷與醇以形成所述溶膠-凝膠溶液的第三部分包括組合氨基芳基三烷氧基硅烷與異丙醇；和
[0156]熟化所述溶液以形成包括正丙氧化鋯和氨基芳基三烷氧基硅烷之間約1:5的摩爾平衡比的所述溶膠-凝膠溶液進(jìn)一步包括所述溶膠-凝膠溶液包括按摩爾百分比計(jì)約
0.005%至8.10%的正丙氧化鋯。
[0157]10.條款I(lǐng)所述的方法，進(jìn)一步包括:
[0158]將所述溶膠-凝膠溶液施加于金屬；
[0159]烘箱干燥所述金屬上的所述溶膠-凝膠溶液，以形成表面處理的金屬；
[0160]組裝熱塑性材料和所述表面處理的金屬；和
[0161]黏附所述熱塑性材料和所述表面處理的金屬。
[0162]11.條款10所述的方法，進(jìn)一步包括:
[0163]清潔所述金屬 ；和
[0164]預(yù)處理所述金屬。
[0165]12.條款10所述的方法，其中所述金屬選自鈦、鈦合金、鋁合金、鎳合金、不銹鋼合金和銅合金。
[0166]13.溶膠-凝膠溶液，包括:
[0167]正丙氧化鋯；
[0168]氨基芳基三烷氧基硅烷，所述溶膠-凝膠溶液包括正丙氧化鋯和氨基芳基三烷氧基硅烷之間約1:5的摩爾平衡比；
[0169]溶劑；
[0170]醇；和
[0171]去離子水。
[0172]14.條款13所述的溶膠-凝膠溶液，其中所述溶膠-凝膠溶液中所述正丙氧化鋯和所述氨基芳基三烷氧基硅烷之間的摩爾平衡比為約1:5。
[0173]15.條款13所述的溶膠-凝膠溶液，其中所述溶膠-凝膠溶液中所述醇和所述氨基芳基二烷氧基硅烷之間的最小摩爾平衡比為約18:1。
[0174]16.條款13所述的溶膠-凝膠溶液，其中所述溶膠-凝膠溶液中所述去離子水和所述正丙氧化鋯之間的最小摩爾平衡比為約18:1。
[0175]17.條款13所述的溶膠-凝膠溶液，其中所述醇具有低分子量并且易蒸發(fā)。
[0176]18.條款13所述的溶膠-凝膠溶液，其中所述醇選自異丙醇、甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇(1-丁醇)、仲丁醇(2-丁醇)、異丁醇(2-甲基-1-丙醇)、叔丁醇(2-甲基-2-丙醇)和3-甲基-2-丁醇。
[0177]19.條款13所述的溶膠-凝膠溶液，其中所述溶劑選自冰乙酸、二醇、二醇醚和丁基酷。
[0178]20.溶膠-凝膠溶液，包括，按摩爾百分比計(jì):基于所述溶膠-凝膠溶液的總摩爾數(shù)，[0179]約0.005%至約8.10%范圍內(nèi)的正丙氧化鋯；
[0180]約0.03%至約44.9%范圍內(nèi)的氨基芳基三烷氧基硅烷；
[0181 ] 約0.03%至約46.1%范圍內(nèi)的溶劑；
[0182]約3.0%至約93.2%范圍內(nèi)的醇；和
[0183]約5.0%至約98.2%范圍內(nèi)的去離子水。
[0184]21.條款20所述的溶膠-凝膠溶液，其中所述溶膠-凝膠溶液包括:基于所述溶膠-凝膠溶液的總摩爾數(shù)
[0185]約0.01%至約0.03%范圍內(nèi)的所述正丙氧化鋯；
[0186]約0.09%至約0.13%范圍內(nèi)的所述氨基芳基三烷氧基硅烷；
[0187]約0.09%至約0.20%范圍內(nèi) 的所述溶劑；
[0188]約5.0%至約6.2%范圍內(nèi)的所述醇；和
[0189]約84.0%至約98.0%范圍內(nèi)的所述去離子水。
[0190]已介紹的對(duì)不同說明性配置的描述是為了進(jìn)行圖示和描述，而不意圖是詳盡的或受限于公開形式的配置。多種修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是明顯的。進(jìn)一步，不同說明性配置可提供與其他說明性配置相比不同的特征。選擇的一種或多種配置被選出和描述是為了最充分地說明配置原理、實(shí)際應(yīng)用，以及使本領(lǐng)域技術(shù)其他人員能夠理解具有適用于所考慮的具體應(yīng)用的多種修改的多種配置的公開內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.方法，包括: 熟化溶劑(342)中的正丙氧化鋯(336)，以形成溶膠-凝膠溶液(334)的第一部分； 組合所述第一部分與去離子水(340)，以形成所述溶膠-凝膠溶液(334)的第二部分；組合氨基芳基三烷氧基硅烷(338)與醇(344)，以形成所述溶膠-凝膠溶液(334)的第三部分； 組合所述第三部分與所述第二部分，以形成所述溶膠-凝膠溶液(334)的混合物；組合所述去離子水(340)或所述醇(344)或其組合與所述混合物以形成溶液；和熟化所述溶液，以形成所述溶膠-凝膠溶液(334)，所述溶膠-凝膠溶液(334)包括所述正丙氧化鋯(336)和所述氨基芳基三烷氧基硅烷(338)之間約1:5的摩爾平衡比。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中熟化所述溶劑(342)中的所述正丙氧化鋯(336)以形成所述第一部分包括在室溫下漩流所述溶劑(342)中的所述正丙氧化鋯(336) 30分鐘。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其中熟化所述溶液以形成所述溶膠-凝膠溶液(334)包括在室溫下攪拌所述溶液4小時(shí)。
4.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述醇(344)選自異丙醇、甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇(1-丁醇)、仲丁醇(2-丁醇)、異丁醇(2_甲基-1-丙醇)、叔丁醇(2-甲基-2-丙醇)和3-甲基_2_ 丁醇。
5.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述溶劑(342)選自冰乙酸、二醇、二醇醚和丁基酯。
6.權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述溶膠-凝膠溶液(334)包括按摩爾百分比計(jì)約0.005%至8.10%的正丙氧化鋯(336)。
7.權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述溶膠-凝膠溶液(334)中所述醇(344)和所述氨基芳基三烷氧基硅烷(338)之間的最小摩爾平衡比為約18:1 ;并且其中所述溶膠-凝膠溶液(334)中所述去離子水(340)和所述正丙氧化鋯(336)之間的最小摩爾平衡比為約18:1。
8.權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括在熟化所述溶劑(342)中的所述正丙氧化鋯(336)前漩流所述溶劑(342)中的所述正丙氧化鋯(336)，并且其中: 熟化所述溶劑(342)中的所述正丙氧化鋯(336)以形成所述第一部分包括在室溫下漩流30分鐘，所述溶劑(342)包括冰乙酸； 熟化所述溶液以形成所述溶膠-凝膠溶液(334)包括在室溫下攪拌所述溶液4小時(shí)；組合氨基芳基三烷氧基硅烷(338)與醇(344)以形成所述溶膠-凝膠溶液(334)的第三部分包括組合氨基芳基三烷氧基硅烷(338)與異丙醇；和 熟化所述溶液以形成包括所述正丙氧化鋯(336)和所述氨基芳基三烷氧基硅烷(338)之間約1:5的摩爾平衡比的所述溶膠-凝膠溶液(334)進(jìn)一步包括所述溶膠-凝膠溶液(334)包括按摩爾百分比計(jì)約0.005%至8.10%的正丙氧化鋯(336)。
9.權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括: 清潔金屬； 預(yù)處理所述金屬； 將所述溶膠-凝膠溶液(334)施加于所述金屬； 烘箱干燥所述金屬上的所述溶膠-凝膠溶液(334)，以形成表面處理的金屬(502)； 組裝熱塑性材料和所述表面處理的金屬(502);和黏附所述熱塑性材料和所述表面處理的金屬(502);其中所述金屬選自鈦、鈦合金、鋁合金、鎳合金、不銹鋼合金和銅合金。
10.溶膠-凝膠溶液(334)，包括: 正丙氧化鋯(336)； 氨基芳基三烷氧基硅烷(338 )，所述溶膠-凝膠溶液(334)包括所述正丙氧化鋯(336 )和所述氨基芳基三烷氧基硅烷(338)之間約1:5的摩爾平衡比； 溶劑(342)； 醇(344);和 去離子水(340)。
11.權(quán)利要求10所述的所述溶膠-凝膠溶液(334)，其中所述溶膠-凝膠溶液(334)中所述正丙氧化鋯(336 )和所述氨基芳基三烷氧基硅烷(338 )之間的摩爾平衡比為約1:5。
12.權(quán)利要求10所述的所述溶膠-凝膠溶液(334)，其中所述溶膠-凝膠溶液(334)中所述醇(344)和所述氨基芳基三烷氧基硅烷(338)之間的最小摩爾平衡比為約18:1 ;并且其中所述溶膠-凝膠溶液(334)中所述去離子水(340)和所述正丙氧化鋯(336)之間的最小摩爾平衡比為約18:1。
13.權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的溶膠-凝膠溶液(334)，其中所述醇(344)具有低分子量并且易蒸發(fā)。
14.權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的溶膠-凝膠溶液(334)，其中所述醇(344)選自異丙醇、甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇(1- 丁醇)、仲丁醇(2- 丁醇)、異丁醇(2-甲基-1-丙醇)、叔丁醇(2-甲基-2-丙醇)和3-甲基-2- 丁醇。
15.權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的溶膠-凝膠溶液(334)，其中所述溶劑(342)選自冰乙酸、二醇、二醇醚和丁基酯。
【文檔編號(hào)】C08G77/58GK104017219SQ201410071684
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月28日
【發(fā)明者】K·Y·波羅侯維克, K·L·克里格, R·A·安德森 申請(qǐng)人:波音公司