[发明专利]钛材表面粘合性的促进

说明书

本发明涉及一种用于促进钛材表面粘合性的方法，并涉及一种运输工具，尤其是飞行器，其包含一种具有一个表面的钛材和一种对该表面有粘合性（der Flaeche haftfest zugeordneten）的有机材料。

促进钛材表面的粘合性是已知的。有机材料——例如粘合剂、油漆、密封剂和/或类似物品——在钛材上的粘合性由钛材的表面状态决定。为了实现涂敷和/或粘合，可事先实施促进钛材表面粘合性的过程，它在最简单的情况下包括清洁。此外还已知的是，在清洁之后必要时还对钛材表面进行物理和/或化学处理，其中可影响有机材料的润湿性、化学相容性和/或机械固定性（Verankerung）。已知的是机械粗糙化，例如借助辐射、化学蚀刻，以及借助通过化学转换和/或电化学转换（Konversion）（例如磷酸化和/或阳极氧化）形成的粘合层和/或借助涂敷层。US4473446公开了一种方法用于在粘合之前借助阳极处理在氟化铬浴中于1-5伏间的阳极处理电压处理钛部件的表面。US4394224公开了一种用来处理钛部件或钛合金部件的方法，用来产生促进粘合性的氧化层。步骤是：在表面上涂敷涂层；用氢氧化钠和过氧化氢水溶液的混合物处理表面；将施加的混合物保持在一个其中过氧化氢相对稳定的温度范围之内，该方法提高了表面范围内的氧化率。DE3427543A1涉及一种用来处理钛的碱性浴。该浴由碱金属氢氧化物、钛络合物组分和外来离子络合物组分构成。US3907609公开了一种化学转换方法和一种组合物，用来在钛和钛合金上产生粘合性的转换层。US5814137以及US6037060涉及一种优选用于钛或铝合金的表面处理，用来形成溶胶-凝胶-膜，它借助共价键粘合在金属表面上，以在金属和有机粘合剂之间产生强力、持久的粘合连接，而不必应用有毒的化学物质，并且明显地减少和/或消除了常规的阳极氧化和/或蚀刻工艺的喷水要求。DE3802043C1涉及一种形成金属表面的方法。为此，为了实现与塑料相接合，在金属表面上，通过用一种由0.1重量%至30重量%的颗粒大小小于1μm、任选硅烷化的无定形的含硅的材料和余额为平均粒度大于1μm的喷砂介质构成的介质进行喷砂而形成一层涂层，并且任选随后进行硅烷化。DE102006045951A1涉及一种对固体物质实施表面化学改性和/或活化的方法。在此方法中，使用至少一种载体介质，该载体介质用来使能量传输到该表面中并且把一种或多种含卤素的化合物传输给该表面，在输入含卤素的化合物的同时，也同时把硅有机化合物或硅烷或金属有机化合物或氢化硅或金属氢化物添加到载体材料中。WO2009/015329A2涉及一种方法，用来在采用电化学氧化作用的情况下形成垂直定向的钛纳米管区域。WO2006/104644A2涉及一种经表面改性的植入物，其具有至少一个含金属的表面，并在表面上具有若干个纳米管，其中纳米管具有一种含金属的表面的氧化物。US7695767B2涉及一种用来在结构物（例如飞机机翼、螺旋桨和/或旋转翼）上提供超级疏水表面的方法。该方法包括把含氟氢酸的介质施加在钛基质上。US20100028387A1涉及一种钛或钛合金基质，覆有一层等离子体沉积的多肽分子，其中所述的基质具有一个纳米管结构的表面。WO2009/017945A2涉及一种纳米管结构的钛基质，覆有一层纳米微粒的羟基磷灰石（Nano-HA）。

本发明的目的是，提供一种尤其环境友好的、用来对钛材进行预处理的方法，它可使有机材料长时间稳固且高强度地结合在钛材上。

此目的通过一种促进钛材表面粘合性的方法得以实现。该方法包括：在表面上产生一个粘合性促进层，该粘合性促进层包含与钛材的表面固定相连并且具有二氧化钛的纳米管，该纳米管的直径为10至300nm，尤其为20至220nm，尤其为30至180nm，尤其为40至140nm，优选为50至100nm；以及，粘合性地在具有纳米管的粘合性促进层上施加一种有机材料。已发现，上述尺寸的纳米管与有机材料的组合可使有机材料尤其长时间稳定地且高强度地连接于钛材。所述表面尤其可指在产生粘合性促进层之前的钛材表面。

在该方法的一个实施方案中，钛材表面的一个涂层设置为有机材料。优选地，有机材料能够可靠地避免从钛材上脱层。借助粘合性促进层实现所述涂层，为此，粘合性促进层位于该表面和有机材料之间和/或位于该表面和有机材料之间的边缘区域之中。

在该方法的另一个实施方案中，借助一种有机材料的粘合层而把另一种材料与含有纳米管的表面以材料融合的方式接合（stoffschlü ssiges Fügen）。优选可在钛材和另一种材料之间实现长时间稳固且高强度的粘合。