具有防腐作用的嵌片制造技术

越来越严格的环境保护限制使得传统的涂层施工方法（如喷漆）因挥发性溶剂和有害颜料而受到挑战。环境检查特别集中于常规的防腐表面处理，尤其是铬酸盐底漆和转化涂层。本发明专利技术使用嵌片（１０）在基材上形成蒸汽隔绝层，从而达到防腐效果。本发明专利技术在一组具有不同高斯曲率的模具中能制造弯曲的嵌片，从而无需制造嵌片对象表面的“喷溅”模具。使用弯曲嵌片可减少隆起、皱痕或空隙，而用平整（平面）嵌片包覆复杂曲率表面时就经常出现这样一些缺陷。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油漆替代膜，尤其是嵌片形式的防腐表面涂层。该嵌片优选包括一个保护膜，它优选为一种弹性体作为外涂层，背面衬以蒸汽隔绝层粘附到像飞机外表之类的基材上。
技术介绍
长期以来，涂漆是将涂料施用到表面(尤其是具有复合曲率的表面)上所选用的方法。涂漆工艺通常可控、可靠、简单而且通用。油漆可包括能赋予表面以所需物理性能，如光泽、颜色、反射率、或其组合性能的各种添加剂。涂漆工艺是人们所熟识的，而且即使在表面具有复杂曲率的情况下，也能得到性质均匀的优质涂层。遗憾的是，涂漆法不符合现在严格的环境要求，因为它们使用颜料时需用挥发性溶剂、或由于颜料本身的缘故。因此，需要一种对环境影响较小的方法来替代该涂漆法。另外，尽管涂漆工艺非常明确、众所周知而且很通用，但它仍是一种“技术”，师傅生产的产品要优于学徒或生手生产的产品，而又不能够解释为什么或教别人如何操作。涂漆表面有时耐久性差，达不到有质量意识的用户的要求。在涂漆之前，必须处理和清洗表面。在通常需要使用喷台的涂布过程中，必须控制涂布部件周围的环境。涂层还易被损坏，产生裂纹或刮痕。局部损伤可能需要进行大面积的修复，例如，要对整个板面进行重涂。喷雾法本身浪费油漆，且由于操作中涉及这种“技术”而不可预测。不适当的操作只有在喷涂完成之后才能检测出来，而且即使对于小的故障来说，为了修复缺陷往往要进行大面积返工。在美国专利4986496中，Marentic等人描述了一种为了减少飞机摩擦而用于飞机气流控制表面的减阻制品，它是具有表面纹理可贴合的片材(贴片材料)。由于基础载体薄膜的性能与油漆一样，这种材料在贴到曲面上时不会出现裂纹、气泡或皱纹。Marentic的贴片材料是平整的，因此可伸展成预定的简单曲率。如果伸展材料在一段时间之后发生收缩，那么这种伸展作用就出现问题，即在相邻贴片之间暴露出空隙，因此各种气候条件会侵蚀贴片表面间的界面。在伸展中出现的问题往往将Marentic贴片的应用局限于在曲率变化缓慢的表面上。在此将该专利作为参考并入本专利技术。美国专利5660667(Davis)也描述了嵌片(即，贴片)，将其作为参考文献引入本专利技术。具有复合曲率的嵌片可完整、无气泡、无皱纹地覆盖在复合曲率表面上，而没有明显的伸展。Davis是这样使用这些嵌片的(a)分析和测绘所要包覆表面的高斯曲率，以确定出具有等高斯曲率的曲线；(b)在表面上确定出短程线，使具有等高斯曲率的曲线和短程线在表面上形成测绘坐标；(c)分析在不同高斯曲率的相邻区域的嵌片之间进行协调所需的延伸性；(d)用一组模具生产每种高斯曲率的贴片；(e)在表面上确定出由等高斯曲率曲线构成的方格，使短程线相交；和(f)沿着匹配的等高斯曲率曲线，将一个具体的高斯曲率的嵌片贴到表面上，这样可在该表面上得到可与常规涂层媲美的完整的、无气泡的、无皱纹的覆盖层，同时减少所有嵌片的伸展作用以得到完整的涂层。确定方格的过程包括自然地标出各曲线、用光学模板将它们显示出来、或简单地将它们标在该表面的三维数字数据模型上。Davis法认为，具有相同高斯曲率的各表面可相应地通过拓扑学进行绘制。例如，假设表面的高斯曲率为5英尺-2，那么在例如可以是球体的5英尺-2主曲率模具上可模塑出曲率为5英尺-2的嵌片，而不是在表面上进行“喷溅”模塑来制造嵌片。由主模制成的嵌片在实际表面上无气泡且无皱纹。表面通常必须是防腐蚀的。这种保护通常包括比较昂贵的表面处理或底漆(即，铬酸盐底漆或转化涂层)，这是由于其中有各种化学品，并与施用的时间有关。这些传统的涂层较重，尤其在与其它表面涂层结合使用的时候，这些其它表面涂层必须涂覆到防腐涂层之上以产生颜色、光泽、改进的表面耐久性、耐磨性、及其综合性能、或其它性能。而用于常规防腐涂层的化学品通常是有害的物质。在当今的商业和军事航天技术应用中，嵌片具有相当重要的价值。Lockheed Martin和3M正在对无漆飞机技术进行飞行试验。这些嵌片(象本专利技术的嵌片)可节省生产成本、降低承载需求、和飞机重量，同时具有明显的环境优点。Lockheed Martin嵌片详细描述在以下论文中“Paintless aircrafttechnology(无漆飞机技术)”，Aero.Eng’g，1997年11月，17页，将其作为参考文献引入本专利技术。商业航空公司，如Western Pacific航空公司使用嵌片把它们的交通工具作为飞行的广告牌。我们要找到能够替代常规的军用或商用的航空油漆体系的耐久性嵌片，以降低储存周期成本、提高性能、和保护下表面不受腐蚀。专利技术的概述本专利技术通过一排具有蒸汽隔绝层的嵌片与表面涂层的结合使用来产生防腐作用。这些嵌片可提供合适的防腐作用以完全省略常规的表面防腐处理，这样可降低重量和减少环境问题。或者，通过嵌片防腐与对环境不敏感但性能较差的无铬酸盐转化涂层的结合使用，可替代对环境敏感的传统防腐技术(即，铬酸盐转化涂层和底漆)。在树脂复合材料结构中，金属表面上或金属紧固零件周围的腐蚀产生了氧化作用，因此降低了表面的性能且通常容易影响结构完整性。要抑制腐蚀或确保不发生腐蚀，需要进行劳动密集因而昂贵的养护工作。更可靠的防腐体系将会在商业和军事航天技术中得到广泛认可。除了防腐，蒸汽隔绝层可有利于航天结构中限制水分透过该结构而进行传输。例如，通过复合蜂窝多层结构，蒸汽隔绝层嵌片包覆层可减缓或消除水分透过层压面板向蜂窝核中的迁移作用。优选的嵌片是在下表面具有耐蚀性，因为它们具有中间蒸汽隔绝层。优选的嵌片具有1-8密耳的含氟弹性体或作为面饰层(通常2-6密耳)的其它聚合物膜，典型的约1-4密耳(一般为3密耳)厚的蒸汽隔绝层，和通常为压敏的或热活化的2密耳粘合剂。精密涂层对于现代民用和军用飞机的空气动力学摩擦和其它方面都是很重要的，在制造时，喷涂法是较不可靠的工艺，因为它难以控制喷头和喷涂条件在制品间得到几乎相同的涂层。该喷涂法通常被忽略的一个变数是，在油漆所施用的交通工具中，各制品之间存在性质差异。这种差异是由剂量偏差的积累(即，由于组件中的每一部分在可允许控制限度内的差异而导致差异的积聚)所造成的。嵌片法可更好地控制涂层的制造，这样，通过将颜料、添加剂、和薄膜适当地分布在整个嵌片中，由此在表面上，可产生合适的光谱性能。如果嵌片同时具有防腐作用，则嵌片的效果进一步提高。在精密制造涂层以得到所需性能时的困难得到克服的同时，无需因为涂层不完美和不适当而刮擦整个制品，或只得进行昂贵的刮去涂层和重涂。在使用嵌片时，可简单地通过切去受损部分，然后重新放入合适的新嵌片而对飞机表面的精密涂层进行小面积修复。而对于油漆，切去部分与原涂层之间在这种修复过程中不易进行喷涂修补。例如，整个板材通常需要用油漆进行重涂以修复小面积缺陷。喷涂、表面处理、掩盖或隔绝修复部分等操作减缓了重涂过程。对于薄的嵌片，建议使用单或双转移保护纸比较方便。将一张保护纸压在要与制品接触和粘结的嵌片的表面上。该表面具有粘合剂或本身具有粘性可粘结到金属或复合材料的飞机表面上。可在定位时，和在适当定位之后进行剥离转移时，暴露表面用类似的保护纸进行增强和保护。标志信息和指令可涂在转移纸上以简化嵌片的施用。因此，本专利技术涉及一种用于对表面进行基本上完整的、无气泡的、无皱纹的包覆的防腐嵌片。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对表面进行基本上完整的、无气泡的、无皱纹的包覆的防腐嵌片，包括蒸汽隔绝层用于基本上减少或消除水分向表面的传输，以及在蒸汽隔绝层的至少一个表面上用于将蒸汽隔绝层粘结到表面上的粘合剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：戴恩C罗林斯，丹尼斯L达尔，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]