用于电磁保护的覆盖交通工具紧固件的喷雾塑料涂层的制作方法

本公开内容一般地涉及涂层和密封剂领域。更具体地本公开内容涉及包括导电涂层和密封剂的涂层和密封剂领域，特别是通过热喷雾施加到表面的那些涂层和密封剂。

背景技术：

在许多领域中，大型结构上的部件——包括在交通工具(包括航空器等)上发现的那些部件——通常涂布有可以为基板表面提供许多重要功能的油漆、底漆、涂料等，功能包括例如防止腐蚀和其他形式的环境退化、外涂层或密封剂粘合、耐磨性、外观等。涂层和密封剂通常应用于通过传统涂层和密封剂应用过程难以进入的组装部件或子组件的区域。此外，在大型结构(例如，航空器上的燃料箱等)的组件中可能出现大量(有时以数千和数万计数)需要涂层和/或密封剂的小零件(例如，紧固件等)。这种涂层和密封剂需要几天或更长的漫长的固化方案，或者需要施加热量或其他额外的触发机制(例如紫外线辐射等)以获得适当的固化程度。

此外，一些涂料(例如油漆和底漆等)和密封剂通常是电绝缘的，并且可能导致对静电耗散和其他电荷耗散的阻碍。然而，某些结构需要耗散积聚在结构内部和/或外表面上的电荷，包括静电荷，以及例如由雷击等产生的电荷。由于航空器制造不断地并入非金属材料，在航空器工业中对电荷耗散的需求变得越来越重要。此外，在某些航空器组件中，不会在其表面上可预测地耗散电荷的非金属材料比如复合材料、塑料等可以与包括传导电荷的金属材料的组件和子组件连接或以其他方式接触。也就是说，可以在更大型结构(例如航空器)的制造中使用包括复合材料和金属材料二者的部件、组件和子组件，或以其他方式并入。

这种结构可能遇到电磁效应(eme)，包括例如但不限于雷击。当结构遇到eme时，传输到结构的电荷经过任何导电路径，并且可能对暴露的介电材料(包括例如复合材料)造成损伤。如果复合材料的边缘包括暴露的碳纤维，则由eme造成的复合材料的电损伤会加剧。如果由eme产生的电荷的路径遇到具有不同电导率的不同材料，则在材料界面处或附近可能发生损伤。这样的界面包括但不限于紧固件/基板界面，并且可以进一步包括连接的界面，在该连接的界面处出现例如密封。

碳纤维增强塑料材料(cfrp)在包括但不限于交通工具的结构中具有实用性，交通工具包括但不限于飞行器。cfrp包括浸渍有树脂材料(例如环氧树脂、丙烯酸树脂等)的纤维材料(例如碳纤维等)以制造所谓的预浸料。预浸料是可以制成卷的部分固化的层，卷可以产生用于复合材料制造的展开的片材。预浸材料或“预浸料”然后可以“铺设”或“堆叠”成多层“堆叠”，该多层“堆叠”可以在成形心轴或其他工具上成形，然后固化或部分固化成形材料以产生复合材料，如果需要，复合材料采用由工具赋予的期望的和预定的形状和尺寸，其中复合材料具有期望的重量和强度。可选地，预浸料可以被定向成堆叠，该堆叠被修整和固化以形成用作复合材料结构或其他类型的复合部件的固体堆叠。

在航空器制造中，cfrp零件通常连接到金属零件。当材料比如cfrp和具有不同导电率的各种金属(例如铝、钛等)连接、紧固或以其他方式彼此靠近时，可能出现关于可预测地耗散电荷的问题。

涂层，特别是航空器制造中使用的涂层，也必须足够坚固以具有多种特性，但可能无法充分地提供所有所需的功能直到相同或可接受的程度。例如，已经尝试了用于同样在金属和非金属涂层上耗散电荷的导电涂层，并取得了不同的成功。然而，已知的导电涂层必须载有导电颗粒到其它所需的涂层特性受损的程度(有时高达50-70重量百分比)。

此外，可以设计为减轻在各种金属和/或非金属表面上的电不平衡的表面涂层通常必须，至少部分地，解决另外的问题和功能，包括外观、粘合性、耐磨性、环境退化等。

此外，固有的涂层特性(粘度等)可能使得难以使用有效的施加技术将这种涂层施加到部件(例如，包括但不限于位于限制性位置和表面中或限制性位置和表面上的紧固件)。例如，当施加模式比如喷雾可以以其他方式在涂层加工的效率、成本节约等方面提供改进时，在其他方面期望的涂层可能太粘而不能使用喷雾器施加到表面。

另外，制备、维护、储存或展开具有有用范围的不同性质的专用涂层可能是昂贵的。在其他方面有用的涂层可能还具有长的固化时间，例如在存在或不存在升高的固化温度或在使用或不使用另外的触发过程的情况下需要数天来固化。这种延长或复杂的固化方案进一步增加了所需的制造时间，以及增加了成本。此外，专用涂层可能缺少足够的货架期或贮存期以用于非常长的现场。在经济上可能是进一步不切实际的是，对于存储和/或库存涂层的具体制造设施(在设备或空间要求方面)，存储和/或库存涂层需要例如维持在特定温度下。

技术实现要素：

本方面公开了一种组件，其包括第一基板和第二基板、配置为连接第一基板和第二基板的紧固件和配置为涂布该紧固件的喷雾沉积的热塑性聚合物涂层。喷雾沉积的热塑性聚合物涂层包括至少一种热塑性聚合物，该热塑性聚合物包括下列至少一种：尼龙、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚酰胺、聚苯硫醚、聚苯砜、聚砜和聚醚酰胺。喷雾沉积的热塑性聚合物涂层进一步包括至少一种热塑性聚合物，该热塑性聚合物包括下列至少一种：包括tpc-et的共聚物、热塑性弹性体和包括dai-t-530的热塑性含氟弹性体。

在另一方面中，该组件包括热塑性聚合物涂层，该热塑性聚合物涂层进一步包括导电材料，该导电材料包括下列至少一种：钛、镍合金、铜、碳黑、石墨烯粉末和碳纳米管。

本发明的另一方面公开了紧固件涂布系统，包括高速喷雾器和作为原料的至少一种热塑性聚合物粉末，其中热塑性聚合物粉末包括下列至少一种：尼龙、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚酰胺、聚苯硫醚、聚苯砜、聚砜和聚醚酰胺。喷雾沉积的热塑性聚合物涂层进一步包括至少一种热塑性聚合物，该热塑性聚合物包括下列至少一种：包括tpc-et的共聚物、热塑性弹性体和包括dai-t-530的热塑性含氟弹性体。

在另一方面中，热塑性聚合物粉末进一步包括导电材料粉末，该导电材料粉末包括下列至少一种：钛、镍合金、铜、碳黑、石墨烯粉末或碳纳米管。

在另一方面中，原料包括至少一种热塑性聚合物粉末原料的原料混合物。

在进一方面中，原料混合物包括至少一种热塑性聚合物粉末原料与导电粉末原料材料组合的混合物。

仍进一方面涉及包括公开的热塑性聚合物涂层和公开的导电热塑性聚合物涂层的紧固件，以及包括涂布的紧固件的组件，和包括该组件的较大物体，该组件进一步包括涂布的紧固件。

另一方面涉及用于涂布安装的紧固件的方法，该方法包括将热塑性聚合物粉末原料输送到高速喷雾器，其中热塑性聚合物粉末原料包括下列至少一种：尼龙、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚酰胺、聚苯硫醚、聚苯砜、聚砜和聚醚酰胺。另外的热塑性聚合物粉末原料包括至少一种热塑性聚合物粉末，至少一种热塑性聚合物粉末包括下列至少一种：包括tpc-et的共聚物、热塑性弹性体和包括dai-t-530的热塑性含氟弹性体。形成热塑性聚合物涂层材料，随后将热塑性聚合物涂层材料从高速喷雾器引导至安装的紧固件并且将一定量的热塑性聚合物涂层材料沉积在安装的紧固件上，并且用热塑性聚合物涂层材料涂布安装的紧固件。

另一方面涉及用于涂布安装的紧固件的方法，该方法包括将热塑性聚合物粉末原料输送到高速喷雾器，其中热塑性聚合物粉末原料包括下列至少一种：尼龙、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚酰胺、聚苯硫醚、聚苯砜、聚砜和聚醚酰胺；和导电粉末原料包括下列至少一种：钛、镍合金、铜、碳黑、石墨烯粉末或碳纳米管。另外的热塑性聚合物粉末原料进一步包括至少一种热塑性聚合物粉末，至少一种热塑性聚合物粉末包括下列至少一种：包括tpc-et的共聚物、热塑性弹性体和包括dai-t-530的热塑性含氟弹性体。形成导电热塑性聚合物涂层材料，随后将导电热塑性聚合物涂层材料从喷雾器引导至安装的紧固件并将一定量的导电热塑性聚合物涂层材料沉积在安装的紧固件上，并且用导电热塑性聚合物涂层材料涂布安装的紧固件。

在另一方面中，高速喷雾器是热喷雾器或冷喷雾器。

另一方面涉及用于涂布安装的紧固件的方法，该方法进一步包括通过将机器人与高速喷雾器和控制器通讯关联引导高速喷雾器的移动，用于控制和调节沉积在安装于基板中的紧固件上的热塑性聚合物涂层材料或导电热塑性聚合物涂层材料的量。

在进一方面中，将一种或多种热塑性聚合物粉末原料组合成热塑性聚合物粉末原料混合物，然后将该原料混合物作为原料材料供应到高速喷雾器。

在另一方面中，经由一个或多个原料供料管线将多于一种热塑性聚合物粉末原料作为单独的原料材料直接供应到高速喷雾器。

在进一方面中，将一种或多种热塑性聚合物粉末原料和导电粉末原料组合以形成导电热塑性聚合物粉末原料混合物，该导电热塑性聚合物粉末原料混合物作为原料材料供应到高速喷雾器。

在另一方面中，经由一个或多个原料供料管线将多于一种热塑性聚合物粉末和导电粉末作为单独的原料材料直接供应到喷雾器。

根据进一方面，当热塑性喷雾制剂包括由导电粉末原料输送的导电组分时，由高速喷雾器输送到基板表面的所得导电热塑性涂层具有范围从约1×10e⁵至约1×10¹¹欧姆-米(ohm-m)的电阻率。更优选地，由高速喷雾器输送到基板表面的所得导电热塑性涂层具有范围从约1×10e⁵至约1×10⁸欧姆-米的电阻率。

本公开内容的方面进一步预期但不限于具有基板表面的物体、部件、子组件、组件，该基板表面包括根据公开的方法输送到基板表面的热塑性涂层和导电热塑性涂层。物体包括例如但不限于载人航空器、无人航空器、载人航天器、无人航天器、载人旋翼机、无人旋翼机、卫星、火箭、载人陆地交通工具、无人陆地交通工具、载人和无人气垫船、载人水面交通工具、无人水面交通工具、载人水下交通工具、无人水下交通工具和其组合。

已经讨论的特征、功能和优势可以在各个方面独立地实现，或者可以在又其他方面中组合实现，参考以下描述和附图可以看出其进一步的细节。

附图说明

已经概括地描述了本公开内容的变型，现在将参考附图，附图不一定按比例绘制，并且其中：

图1是本公开内容的方面的图解，其显示热塑性聚合物粉末原料和包括热塑性聚合物粉末原料和用于将热塑性聚合物涂层沉积到基板表面上的高速喷雾器的系统；

图2a是本公开内容的方面的图解，其显示混合多于一种热塑性聚合物粉末原料以形成用作喷雾制剂的热塑性粉末原料混合物，和包括热塑性粉末原料混合物和用于将可调节热塑性聚合物涂层沉积到基板表面上的高速喷雾器的系统；

图2b是本公开内容的方面的图解，其显示经由单独的供料管线输送到图2a中显示的喷雾器的多种热塑性粉末原料，和用于将可调节热塑性聚合物涂层沉积到基板表面上的系统；

图3a是本公开内容的方面的图解，其显示至少一种热塑性聚合物粉末原料与至少一种导电粉末原料混合以形成导电热塑性粉末原料混合物，和包括导电热塑性聚合物粉末原料混合物和用于将导电热塑性聚合物涂层沉积到基板表面上的高速喷雾器的系统；

图3b是本公开内容的方面的图解，其显示图3a中显示的至少一种热塑性聚合物粉末原料和导电粉末原料，和包括用于将导电热塑性聚合物涂层沉积到基板表面上的高速喷雾器的系统，其中经由单独的供料管线将多于一种热塑性聚合物粉末原料和一种或多种导电粉末原料输送或引导至喷雾器；

图4a是本公开内容的方面的图解，其显示多于一种热塑性聚合物粉末原料与导电粉末原料混合以形成导电热塑性粉末原料混合物，和包括导电热塑性聚合物粉末原料混合物和用于将导电热塑性聚合物涂层沉积到基板表面上的高速喷雾器的系统；

图4b是本公开内容的方面的图解，其显示图4a中显示的两种不同热塑性聚合物粉末原料和导电粉末原料，和包括两种不同热塑性聚合物粉末原料、导电粉末原料和用于将导电热塑性聚合物涂层沉积到基板表面上的高速喷雾器的系统，其中经由单独的供料管线将两种热塑性聚合物粉末原料和导电粉末原料输送或引导至喷雾器；

图5是包括组件和子组件的航空器的图解，该组件和子组件进一步包括具有根据本公开内容的方面的涂层的紧固件，其中该紧固件使用根据本公开内容的方面的系统来涂布并且经由根据本公开内容的方面的方法来涂布；

图6是概述根据本公开内容的方面的方法的流程图；

图7是概述根据本公开内容的方面的方法的流程图；和

图8是概述根据本公开内容的方面的方法的流程图。

图9是热涂布工艺的图解；

图10是本公开内容的方面的图解，其显示涂布组件中适当位置处的紧固件下侧的高速喷雾器；

图11是显示组件中适当位置处的根据本公开内容的方面的紧固件的图解；和

图12是根据本公开内容的方面的组件中涂布的紧固件的横截面侧视图；

图13是根据本公开内容的方面的涂布的紧固件的顶视图；

图14是概述根据本公开内容的方面的方法的流程图；

图15是概述根据本公开内容的方面的方法的流程图

具体实施方式

本公开内容的方面涉及粉末状热塑性原料制剂，其可以是可调节的，或者在沉积期间以其他方式实时地改变其特性，并且可以包括导电材料，并且可以是电可调节的。粉末状热塑性聚合物粉末原料包括粉末状聚合物，粉末状聚合物包括至少一种导电粉末状材料，至少一种导电粉末状材料可以经由高速喷雾器沉积在基板表面上以在基板表面上形成热塑性涂层，其中涂层具有预定的特性。

公开的包含导电粉末并且可以被调节或定制(包括实时)的粉末状导电热塑性涂层制剂的方面，为导电热塑性涂层提供宽范围的所需特性，该导电热塑性涂层提供具体的和宽范围的量的电阻率或电导率，同时还向涂布有本发明公开的导电热塑性涂层的基板提供坚固的保护性质。

另外，本公开内容的方面涉及热塑性涂层制剂，其可以定制为使用高速喷雾技术将热塑性涂层输送到金属和非金属基板和部件，其中热塑性涂层具有预定的特性。当导电粉末状原料材料存在于热塑性聚合物粉末原料中时，通过改变提供给高速喷雾器的粉末状原料成分(例如，至少一种热塑性聚合物粉末原料和导电粉末原料)的比例，可以预测地定制(甚至基本上实时)所得施加的导电热塑性涂层的各种特征。

不受限制，根据本公开内容的方面使用的热塑性聚合物粉末的平均粒径的范围为从约20μm至约300μm。另外，不受限制，根据本公开内容的方面使用的导电粉末的平均粒径的范围为从约5μm至约80μm。

结合本公开内容的方面使用的高速喷雾器包括能够以范围从约20m/s至约1200m/s的速度分散原料的喷雾器。这种喷雾器包括热喷雾器(例如，火焰喷雾器等)和冷喷雾器。

本公开内容的方面涉及粉末状热塑性制剂，其可以是可调节的，或者在沉积期间以其他方式实时地改变其特性，并且可以包括导电材料，并且也可以是电可调节的。粉末状热塑性聚合物原料可以包括至少一种导电粉末状材料以形成导电热塑性粉末原料混合物，该混合物可以经由高速喷雾器沉积到基板表面上以在基板表面上形成可调节导电热塑性涂层，其中导电热塑性涂层具有预定的特性。

公开的热塑性聚合物粉末的方面，粉末状导电涂层制剂可以被调节或定制(包括实时)以提供宽范围的所需涂层特性，同时也向涂布有本发明公开的热塑性涂层的基板提供坚固的保护涂层性质。

根据进一方面，粉末状导电热塑性聚合物涂层制剂(其包含导电粉末)可以被调节或定制(包括实时)，并且为导电热塑性涂层提供宽范围的所需特性，该导电热塑性涂层提供具体的和宽范围的量的电阻率或电导率，同时还向涂布有本发明公开的导电热塑性涂层的基板提供坚固的保护性质。

另外，本公开内容的方面涉及热塑性聚合物粉末涂层制剂，其可以定制为前体原料混合物，或可以基本上同时地或以预定顺序(例如，预定的程序化顺序)从单独的原料源输送至喷雾器或供应至高速喷雾器。然后使用高速喷雾技术，喷雾器将热塑性聚合物粉末涂层制剂输送至金属和/或非金属基板和部件以形成热塑性涂层，其中热塑性涂层具有可以实时调节(例如，在施加到基板表面期间实时等)的预定特性。当导电粉末原料材料存在于热塑性聚合物粉末原料中时，通过改变提供给喷雾器的粉末状原料成分的比例(例如，至少一种热塑性聚合物粉末原料和导电粉末原料的比例(一种或多种))，可以预测地定制(甚至基本上实时)所得施加的导电热塑性涂层的各种特征。

不受限制，根据本公开内容的方面使用的热塑性聚合物粉末原料(一种或多种)的平均粒径的范围为从约20μm至约300μm。另外，不受限制，根据本公开内容的方面使用的导电粉末原料(一种或多种)的平均粒径的范围为从约5μm至约80μm。结合本公开内容的方面使用的高速喷雾器包括能够以范围从约20m/s至约1200m/s的速度分散原料的喷雾器。这种喷雾器包括热喷雾器(例如，火焰喷雾器等)和冷喷雾器。

根据一个方面，热塑性聚合物粉末包括尼龙、聚醚醚酮(等同地称为peek)、聚醚酮酮(等同地称为pekk)、聚酰胺、聚苯硫醚、聚苯砜、聚砜和聚醚酰胺中的至少一种。

在进一方面中，热塑性聚合物粉末原料包括热塑性聚酯弹性体粉末或热塑性含氟弹性体粉末中的至少一种。预期的热塑性弹性体粉末包括可获得为peek、pekk、5526(dupont)；dai-e1^tm、(kraiburg)等的那些。热塑性聚合物粉末原料优选地具有范围从约20μm至约300μm的平均粒径。

聚醚醚酮(peek)是聚芳醚酮(paek)家族中的有机热塑性塑料，其中peek具有下列通式：

peek具有范围从约20至约80ppm/°f(即约2至约8x10^-5in./in/°f)的热膨胀系数值(取决于等级)、约3.6gpa的杨氏模量值和范围从约90mpa至约100mpa的抗拉强度。peek具有高度耐热降解性以及对有机和水性环境(例如环境包括但不限于与燃料和燃料系统等接触的那些环境)二者的攻击的高度耐性，并且具有高的耐生物降解性。

根据另一个并且也如下面的实例中所显示，ret聚合物粉末。聚醚酮酮(pekk)是paek家族中的半结晶的热塑性塑料，其中pekk具有下列通式：

pekk具有约10至约20ppm/°f(即约1至约2×10^-5in./ir/°f)的热膨胀系数值(取决于等级)、约4.5gpa的杨氏模量值和约102mpa的抗拉强度。pekk也具有高度耐热降解性以及对有机和水性环境(例如环境包括但不限于与燃料和燃料系统等接触的那些环境)二者的攻击的高度耐性，并且具有高的耐生物降解性。

沉积在基板表面上的预期的热塑性聚合物涂层的密度可以是任何期望的厚度，但是具体地沉积的厚度范围为从约25μm至约5mm，其中预期的热塑性涂层具有范围从约1.0g/cc至约1.8g/cc的材料密度。与当前在例如航空器生产——其中总重量影响交通工具范围、燃料消耗、可用载货容量、制造时间等，所有这些都可能会影响总的生产成本——中使用的材料涂层相比，能够沉积具有这样的可定制的和预定的密度，并且以降低的密度沉积至这样期望厚度的热塑性涂层实现了极大的重量减轻。

如果期望，根据进一步的预期方面，热塑性涂层(和当存在导电性部件以形成导电热塑性涂层，这样所得的导电热塑性涂层)可以例如在涂层沉积过程期间实时定制或“调节”，使得沉积的涂层具有各种期望的和预定的特性，例如，物理、化学、热等。除了期望的和可定制的导电率或电阻率值之外，这样的上述可调节的特性是用本发明公开的导电热塑性涂层可实现的。这可以通过提供不同的粉末状热塑性聚合物原料(一种或多种)、不同量(例如，不同的相对比等)的不同粉末状热塑性聚合物原料(一种或多种)、额外数量的不同粉末状热塑性聚合物原料(一种或多种)或者通过向粉末状热塑性聚合物原料(一种或多种)提供添加剂来实现。

根据其他方面，预期的导电粉末原料材料包括但不限于各种金属粉末，包括钛、镍合金、铜、碳黑、石墨烯粉末或碳纳米管。预期的导电粉末原料材料优选地具有范围从约5μm至约80μm的平均粒径。

根据本公开内容的方面，当公开的粉末状热塑性聚合物原料制剂与一种或多种导电粉末原料(一种或多种)组合或以其它方式混合时产生所得的导电热塑性聚合物原料混合物，该混合物在基板表面上产生导电热塑性聚合物涂层，其中所得的导电涂层具有范围从1×10e⁵至约1×10¹¹欧姆-米，和更优选地从约1×10e⁵至约1×10e⁸欧姆-米的期望的和预定的电阻率。

为了在基板表面上提供具有范围从约1×10e⁵至约1×10¹¹欧姆-米的电阻率的导电热塑性涂层，按提供给喷雾器的导电热塑性聚合物粉末原料(一种或多种)的总体积计，导电热塑性聚合物粉末具有范围从按体积计约1％至约9％的按导电部件(例如导电粉末)的体积计的相对百分比。

进一步理解，热塑性聚合物粉末(例如，作为原料提供给喷雾器)可以是在将多组分原料引入喷雾器之前形成的混合物。在一个方面中，当粉末状原料包括多于一种类型的粉末组分时(例如多于一种热塑性聚合物粉末原料；一种热塑性聚合物粉末原料和至少一种类型的导电粉末原料；多于一种热塑性聚合物粉末原料和至少一种类型的导电粉末原料等)，多组分粉末原料材料可以混合在一起以形成热塑性(或导电热塑性)聚合物粉末混合物，或“原料混合物”。然后将原料混合物作为原料引入喷雾器。为了本公开内容的目的，术语“原料”指从材料的供应源供应至混合物的前体材料，或者从材料的供应源经由供料管线直接供应至喷雾器的材料。

在可选的方面，当粉末状原料包括多于一种类型的粉末组分(例如，多于一种热塑性聚合物粉末原料；一种热塑性聚合物粉末原料和至少一种导电粉末原料；多于一种热塑性聚合物粉末原料和至少一种导电粉末原料等)，可以经由单独的供料管线将多种粉末状原料组分引导至喷雾器，使得多组分粉末状原料混合物不会预先形成为单一原料，然后将该单一原料组分提供给喷雾器。根据该方面，一个或多个控制器可用于监测和控制单一粉末状原料从供应源释放并向喷雾器引导的速率。以此方式，控制、监测和维持具体粉末状原料组分的个体流速以确保实现到达(例如，输送至)喷雾器的原料组分的具体比率，并且如果期望，维持喷雾沉积在基板表面上的材料(例如涂层)的持续时间。例如，在该方面，为了产生具有范围从约1×10e⁵至约10e⁸欧姆/米的电阻率的导电热塑性涂层，按输送至喷雾器的组合粉末状材料原料的体积计，输送至喷雾器的一定量的导电粉末原料的存在范围为从约1％至约9％(例如，组合的粉末状材料体积等于与导电粉末原料体积组合的热塑性聚合物粉末原料的体积，并且例如通过调节经由一个或多个供料管线进料至喷雾器等的单组分原料的比较流速来控制、监测和维持)。

根据本发明的方面，形成的导电热塑性聚合物粉末原料混合物成为热喷雾器原料材料，通过热喷雾器将该热喷雾器原料材料转化为导电涂层或导电密封剂，其期望地施加(经由热喷雾器)至例如在紧固件或接头处的金属、非金属或金属/非金属界面、或至部件边缘作为边缘密封。选择比较量的导电粉末——选择并加入到热塑性粉末中以形成导电热塑性粉末混合物——在最终的导电热塑性涂层和/或导电热塑性密封剂中实现具体的导电效果，该导电热塑性涂层和/或导电热塑性密封剂以导电涂层或导电密封剂的形式沉积到基板上。即，通过定制加入以形成用作热喷雾器原料材料的热塑性粉末混合物的形式的导电粉末的量，离开热喷雾器并沉积在基板表面上的所得材料将成为在基板表面上具有具体的、预先选择的电阻率的涂层或密封剂。

根据本公开内容的方面获得的可定制的导电热塑性涂层提供关于耗散静电荷的导电挠性，静电荷与具体材料一起或沿着具体材料积聚，或者由显著的电事件包括例如雷击引起。此外，本文公开的导电热塑性涂层与同量的热塑性涂层在易于操作、易于施用、保留和粘附特性、由于较低毒性(例如，与多硫化物和铬酸盐等比较)的安全性等方面具有显著的优势。

此外，由于本发明公开的导电涂层本质上是热塑性的，所以导电热塑性涂层或密封剂在施用后不需要单独的固化步骤。换句话说，热塑性涂层/密封剂在冷却时将“凝固(set)”并且不需要随后的固化方式或方案(regimen)来“建立(setup)”。所公开的热塑性聚合物涂层和导电热塑性聚合物涂层可以制造成进一步包括具体颜色，以便例如有助于关于将在各种质量控制和维修间隔下进行的两种初始施加质量检查以及维修和维护检查。仍进一步，如果需要维修或更换热塑性聚合物涂布的零件或表面(或导电热塑性聚合物涂布的零件或表面)，如与例如需要固化方案的基于环氧树脂的或基于丙烯酰胺的涂层和/或密封剂相比，这种涂布的零件或这种涂布的零件上的涂层可以使用各种溶剂或机械移除更容易地移除。

关于粘合性，当进行90°抗剥离性的astmd6862-11(2016)标准试验方法中阐释的粘合性测试时，本公开内容的导电涂层/密封剂在金属和非金属二者上的粘合值的范围为约5磅/英寸至约50磅/英寸宽面积。

以该方式，本文公开的热塑性涂层和密封剂系统将热塑性材料特性的益处与高速喷雾技术和系统(例如，热火焰喷雾和冷喷雾)相结合，并且沉积的热塑性涂层和密封剂特性可以进一步定制为作为基板表面上的涂层和/或密封剂的期望的最终用途。当将导电粉末原料组分添加到热塑性粉末原料中时，沉积到基板表面的导电涂层具有电特性(例如，导电率、电阻率等)，该电特性也可以根据其预期用作导电涂层，特别是用作均匀或混合表面上的涂层和/或密封剂的用途的需要而定制，表面包括金属和/或非金属部件。

根据进一方面，可以改进目前已知的热喷雾装置和冷喷雾装置以及系统以沉积由目前公开的热塑性制剂制成的涂层，该热塑性聚合物粉末制剂还可以包括导电材料以形成导电热塑性涂层。特别优选的热喷雾器包括火焰喷雾器。

热喷雾技术是涂布工艺，其中将熔化的或加热的材料喷雾到(例如，沉积到)表面上。将原料作为涂层前体供应给喷雾器。通过电气手段(例如等离子体或电弧)或化学手段(例如燃烧火焰)加热原料。热喷雾可以实现在大面积内具有范围为约20μm至约5.0mm的涂布厚度和与其他已知的涂布工艺相比的高沉积速率的涂层，或者以范围从约1至约50克/秒(g/s)的速率沉积的涂层等，目前预期的已知的涂布工艺的沉积速率的范围为，例如从约20μm/1ft²/10秒或更高等。

火焰喷雾涂布是指一种热喷雾类型，其中将熔化的或加热的原料材料喷雾到基板表面上。通过电气手段(例如等离子体或电弧)或化学手段(例如燃烧火焰)加热原料(例如涂层前体材料)。在涂布过程期间，基板优选地不经受变形，因为在喷雾操作期间基板温度保持在低于约250°f。当基板是金属时，基板不会冶金地改变。可以实现范围为从约2μm至5.0mm的涂层厚度，这种厚度的沉积(例如，涂布施加)速率的范围为至少约20μm/1ft²/10秒或更高，或以范围为从约1至约50克/秒(g/s)的沉积速率沉积的涂层等。

根据本发明的方面有用的热(例如，火焰等)喷雾器包括但不限于，例如，tafa型号5220hp/8200hp/825jpidhp/(id)、7780(upcc)、jp-8000hp/jp-hp/(praxair，inc.，danbury，ct)；86、85(metallizingequipmentco.pvt.ltd.(jodhpur，india)plasmatechnologyinc.，torrence，ca)：和从plasmatechnologyinc.(torrenceca)可获得的系统等，通用火焰喷雾系统pg-550(alamosupplyco.，ltd.，(houston，tx)，等等。各种控制器可以与描述的tafa系统结合使用，tafa系统包括例如tafamodel7700gfhvofsystem(praxair，inc.，danbury，ct)。

与上述火焰喷雾器系统相反，在“冷喷雾”系统中，粉末颗粒(例如，原料颗粒)通常具有约10μm至约40μm的平均粒径，并且在低于其熔点的温度下通过超音速压缩气体射流被加速到非常高的速度(200至1200m/s)。在与基板撞击时，颗粒经历极端且快速的塑性变形，这破坏了存在于所有金属和合金上的薄表面氧化物膜。这允许在高的局部压力下暴露的基板表面之间的紧密的共形接触，允许与沉积的材料层发生粘合。沉积的材料层可以以非常高的沉积效率(例如，在一些情况下高于90％)快速建立。使用冷喷雾系统可以在没有高热负荷的情况下沉积材料，产生具有低孔隙率和氧含量的涂层。根据本发明的方面有用的冷喷雾器包括但不限于例如impactspraysystem5/8；impactspraysystem5/11(impactinnovationswaldkraiburg，germany)等。

冷喷雾工艺涉及热喷雾工艺，并且统称为冷气动态喷雾、动力喷雾、高速颗粒固结(hpvc)、高速粉末沉积、超音速颗粒/粉末沉积(spd)等工艺。在冷喷雾中，高速气体射流，例如delaval会聚/发散喷嘴可用于加速通常具有范围为从约1μm至约50μm的平均粒径的粉末颗粒。在低于原料材料颗粒熔点的温度下通过气体射流加速颗粒。然后将颗粒喷射到可位于离喷嘴约25mm的基板上。颗粒撞击基板并形成涂层。不受特定理论的束缚，认为颗粒的动能而不是升高的温度导致颗粒在与基板表面撞击时塑性变形，以形成粘合在一起的“溅斑(splat)”以产生涂层。由冷喷雾颗粒形成的涂层以固态形成，而不是经由熔化接着固化形成，如在使用升高的温度的热喷雾工艺(例如火焰喷雾等)中发生的。这种冷喷雾工艺避免了可能由高温沉积引起的有害影响，包括例如高温氧化、蒸发、熔化、结晶、残余应力、气体释放等。结果，根据本发明的方面，冷喷雾可有利地用于温度敏感(例如，热敏)基板。根据本发明的方面得到的涂层具有包括高强度、低孔隙率和最小残余应力的特性。

如上所述，通过提供预定的材料组合以形成定制的热塑性粉末原料材料并通过进一步掺入添加剂，包括但不限于添加剂，比如颜料、染料或着色剂等，可以以预定方式改变根据本发明的方面预期的热塑性聚合物涂层的特性。这种着色剂可以便于在例如检查等期间检查涂层的状况。

如前所述，出于在例如材料沉积(例如，涂布等)循环期间控制喷雾器的操作和移动以及喷雾器的操作的目的，在本文公开的系统和方法中使用的喷雾器可以手动操作，但也可以通过并入喷雾器或以其他方式将喷雾器附连到机器人或机器人臂来自动地操作，机器人包括传感器、控制器、软件和硬件等或与传感器、控制器、软件和硬件等通讯。与机器人和喷雾器相关联的机器人和装置可以直接操作和供电，并且还可以远程操作，响应于例如无线信号等。

在涂层特性包括在粘合性和/或对例如在交通工具燃料箱等中遇到的那些环境因素的抗性方面需要坚固性的情况中，根据各种毒性分类涂层材料，使得它们的处理和应用对人员有危险。此外，各种应用位点难以接近。此外，维护和/或更换目前使用的涂层导致移除固化的涂层的显著的维修和更换时间。相反，根据本公开内容的方面使得可能由热塑性材料制成的涂层在应用期间具有显著降低的毒性，并且可以更容易地移除和更换(例如，在预定的例行检查和/或更换时)。

此外，由公开的热塑性聚合物粉末制剂制成的本发明公开的涂层在所需的使用期限内维持粘合特性，该使用期限至少等于或超过使用先前可用的涂层和密封剂(例如，基于环氧树脂和丙烯酰胺的选择等)可以实现的使用期限。在进行90°抗剥离性的astmd6862-11(2016)标准测试方法中描述的粘合性测试时，由公开的热塑性聚合物粉末制剂制成的热塑性聚合物涂层的粘合性具有范围从约5至约50lbs./in²宽面积的粘合力。

当需要导电膜或涂层时，可以定制预期的热塑性聚合物涂层、密封剂、膜等以实现所需的表面电阻率，当热塑性聚合物粉末原料的导电组分组合物按导电热塑性聚合物粉末原料的体积计为约1％至约9％时，表面电阻率的范围为例如，从1×10⁵至1×10¹¹欧姆-米。所产生的涂层的期望的特性，包括例如期望的电阻率、凝固时间、厚度等，决定了并入热塑性聚合物粉末原料中或者与热塑性聚合物粉末原料基本上同时供应至喷雾器(例如，在将原料单独供应至喷雾器，并且没有制备原料混合物并且接着输送到喷雾器的情况下)的导电粉末原料组分的浓度。

涂层和密封剂通常应用于在各种组件和子组件中的空间限制性区域和其他难以进入的区域，各种组件和子组件可在例如具有需要的涂层和密封剂(例如，环氧树脂和丙烯酰胺等)的包括航空器的交通工具中发现，涂层和密封剂需要大量的固化时间，超过许多天。用于比如包括本发明公开的涂层的组件和子组件的部件在制造包括航空器的交通工具，以及用于制造这种交通工具上的燃料箱的结构部件中发现具体实用性。

此外，长的固化时间延迟了制造并增加了制造成本。与需要几天或更长时间的固化时间的基于环氧树脂的材料和其它材料相对照，根据本发明公开的方法施加的本发明公开的热塑性聚合物涂层和密封剂不需要固化，并且仅需要热塑性材料冷却和“凝固”所需的时间(例如，假设涂层厚度的范围为约2.5mm至约5.0mm，热塑性材料“凝固”时间理解为从大约小于几分钟到大约几分钟，或者热塑性材料从施加温度冷却到大约室温(环境)的时间量)。根据本发明的方面，本文公开的沉积的热塑性聚合物涂层和密封剂(包括沉积的导电热塑性聚合物涂层和密封剂)的这种“凝固”时间与固化本文期望的和公开的基板和基板表面上的先前用于本文期望的目的的密封剂和涂层所需的几小时或甚至几天的固化时间形成强烈对比。

虽然热塑性聚合物的许多特性可能适用于在组件和子组件中难以进入的位置的涂层和密封剂，但是这种热塑性聚合物涂层的使用在其中涂层或密封剂需要导电率(或需要具有一定的电阻率)，或者其中之前不可能沉积具有可变的或定制的特性的热塑性涂层的情况下尤其受到阻碍。根据本公开内容的方面，现在已经实现了制造和使用导电涂层和密封剂，该导电涂层和密封剂具有定制的多种物理和化学特性，由本发明公开的热塑性聚合物粉末制剂制成，并根据本发明公开的方法施加。

图1显示了概述显示热塑性聚合物粉末原料和系统10的方面的方框图，该方面包括将热塑性聚合物粉末原料引导至高速喷雾器以将热塑性聚合物涂层沉积到基板表面上。如图1所显示，热塑性聚合物粉末原料12经由热塑性聚合物粉末原料供料管线11从热塑性聚合物粉末原料供应源引导，该热塑性聚合物粉末原料供料管线11与热塑性聚合物粉末原料12连通并且还与高速喷雾器14连通。预定量的热塑性聚合物粉末原料12可以通过将热塑性聚合物粉末原料12引导至高速喷雾器14的任何期望的装置来引导，包括由控制器(未显示)调节并且受制于例如已知控制例如原料流速等的软件和硬件的自动装置。高速喷雾器可以是热喷雾器或冷喷雾器。如图1中所显示，热塑性聚合物粉末原料12通过高速喷雾器14转化为基板16上的热塑性聚合物涂层16a。当可以手动操作高速喷雾器14时，图1显示了可以与控制器15通讯的任选的机器人臂13(或“机器人”)。控制器15可以根据需要进一步任选地与远程或集成软件或硬件通讯，以控制机器人臂移动以及控制流速和作为热塑性涂层16a沉积到基板16上的材料的量。任选地，可以将附加控制器(未显示)集成到系统10中以控制系统10的一个或多个方面。

图2a显示了概述显示热塑性聚合物粉末原料混合物和系统20的方面的方框图，该方面包括混合多种热塑性聚合物粉末原料以形成热塑性粉末混合物，并且然后将一定量的热塑性粉末混合物引导至高速喷雾器并将热塑性聚合物涂层沉积到基板表面上。如图2a中所显示，在系统20中，将预定量的第一热塑性聚合物原料22a和第二热塑性聚合物原料22b引导至混合容器(未显示)中。预定量的第一和第二热塑性聚合物原料22a、22b分别经由第一和第二热塑性聚合物粉末原料供料管线21a和21b输送，并且混合在一起以形成热塑性聚合物粉末原料混合物27。经由原料混合物供料管线28将热塑性聚合物粉末原料混合物27引导至高速喷雾器24。如图2a中所显示，原料混合物供料管线28与热塑性聚合物粉末原料混合物27和高速喷雾器24连通。预定量的第一热塑性粉末原料22a和第二热塑性聚合物粉末原料22b可以通过任何期望的装置从各自的原料供应源(未显示)引导，该装置包括通过控制器(未显示)调节并且受控于例如已知控制例如从供应源到喷雾器的原料流速等的软件和硬件的自动装置。高速喷雾器24可以是热喷雾器或冷喷雾器。如图2a中所显示，热塑性聚合物粉末原料混合物27通过高速喷雾器24转化为沉积在基板26上的热塑性聚合物涂层26a。当可以手动操作高速喷雾器24时，图2a显示可以与控制器25通讯的任选的机器人臂23(或“机器人”)。控制器25可以根据需要进一步任选地与远程或集成软件或硬件通讯以控制机器人臂移动以及控制流速和作为热塑性聚合物涂层26a沉积到基板26上的材料的量。任选地，可以将附加控制器(未显示)集成到系统20中以控制系统20的一个或多个方面。

图2b显示了概述显示两种热塑性聚合物粉末原料和与图2a中显示的系统20相似的系统30的方面的方框图，如图2b中所显示，不同之处在于系统30包括分别与高速喷雾器24和第一和第二热塑性聚合物粉末原料22a和22b连通的第一和第二热塑性聚合物粉末原料供料管线31a和31b。即，如图2b中所显示，第一和第二热塑性聚合物粉末原料22a、22b的量没有混合在一起以形成原料混合物。相反，根据图2b中显示为系统30的方面，经由第一热塑性聚合物粉末原料供料管线31a将预定量的第一热塑性聚合物粉末原料22a引导至高速喷雾器24。类似地，经由第二热塑性聚合物粉末原料供料管线31b将预定量的第二热塑性聚合物粉末原料22b引导至高速喷雾器24。当可以手动操作高速喷雾器24时，图2b显示了可以与控制器25通讯的任选的机器人臂23(或“机器人”)。控制器25可以根据需要进一步任选地与远程或集成软件或硬件通讯以控制机器人臂移动以及控制流速和作为热塑性聚合物涂层26a沉积到基板26上的材料的量。任选地，可以将附加控制器(未显示)集成到系统30中以控制系统30的一个或多个方面。

图3a显示了概述显示热塑性聚合物粉末原料和导电粉末原料和系统40的方面的方框图。如图3a中所显示，在系统40中，将热塑性聚合物粉末原料42a和导电粉末原料42b引导至混合容器(未显示)中。预定量的第一和第二热塑性聚合物原料42a、42b分别经由第一和第二热塑性聚合物粉末原料供料管线41a和41b输送，并且混合在一起以形成导电热塑性聚合物粉末原料混合物47。经由导电热塑性聚合物粉末原料混合物供料管线48将一定量的导电热塑性聚合物粉末原料混合物47引导至高速喷雾器44。如图3a中所显示，供料管线48与导电热塑性原料混合物47和高速喷雾器44连通。预定量的导电热塑性聚合物原料混合物47可以通过任何期望的装置引导至高速喷雾器44，该装置包括通过控制器(未显示)调节并且受控于例如已知控制例如从供应源到喷雾器的原料流速等的软件和硬件的自动装置。高速喷雾器44可以是热喷雾器或冷喷雾器。如图中所显示3a，导电热塑性聚合物粉末原料通过高速喷雾器44转化为沉积在基板46上的导电热塑性聚合物涂层46a。当可以手动操作高速喷雾器44时，图3a显示了可以与控制器45通讯的任选的机器人臂43(或“机器人”)。控制器45可以根据需要进一步任选地与远程或集成软件或硬件通讯以控制机器人臂43的移动以及控制流速和在基板46上沉积的导电热塑性聚合物涂层46a的量。任选地，可以将附加控制器(未显示)集成到系统40中以控制系统40的一个或多个方面。

图3b显示了概述显示导电热塑性聚合物粉末和与图3a中显示的系统40相似的系统50的方面的方框图，如图3b中所显示，不同之处在于系统50包括与热塑性聚合物粉末原料42a和高速喷雾器44连通的热塑性聚合物粉末原料供料管线51a。导电粉末原料供料管线51b显示与导电粉末原料42b和高速喷雾器44连通。即，如图3b中所显示，一定量的热塑性聚合物粉末原料42a没有与一定量的导电粉末原料42b混合以形成导电热塑性聚合物原料混合物。相反，根据图3b中显示为系统50的方面，经由热塑性聚合物粉末原料供料管线51a将预定量的热塑性聚合物粉末原料42a引导至高速喷雾器44。类似地，经由导电粉末原料供料管线51b将预定量的导电粉末原料42b引导至高速喷雾器24。当可以手动操作高速喷雾器44时，图3b显示了可以与控制器45通讯的任选的机器人臂43(或“机器人”)。控制器45可以根据需要进一步任选地与远程或集成软件或硬件通讯以控制机器人臂43的移动以及控制流速和在基板46上沉积的导电热塑性聚合物涂层46a的量。任选地，可以将附加控制器(未显示)集成到系统50中以控制系统50的一个或多个方面。

图4a显示了概述显示导电热塑性聚合物粉末原料和系统60的方面的方框图，该方面包括混合第一和第二热塑性聚合物粉末原料与导电粉末原料以形成导电热塑性粉末原料混合物，并且然后将一定量的导电热塑性粉末原料混合物引导至高速喷雾器并将导电热塑性聚合物涂层沉积到基板表面上。如图4a中所显示，在系统60中，将一定量的第一热塑性聚合物粉末原料62a、一定量的第二热塑性聚合物粉末原料62b和一定量的导电粉末原料62c引导至混合容器(未显示)中并且混合在一起以形成导电热塑性聚合物粉末原料混合物67。经由原料混合物供料管线68将期望量的导电热塑性聚合物粉末原料混合物67引导至高速喷雾器64。如图4a中所显示，原料混合物供料管线68与导电热塑性聚合物粉末原料混合物67和高速喷雾器64连通。通过任何期望的方式分别经由第一热塑性聚合物粉末原料供料管线61a、第二热塑性聚合物粉末原料供料管线61b和导电聚合物粉末原料供料管线61c将预定量的：1)第一热塑性聚合物粉末原料62a；2)第二热塑性聚合物粉末原料62b；和3)导电粉末原料62c引导至导电热塑性聚合物粉末原料混合物67。通过任何期望的装置将预定量的导电热塑性聚合物原料混合物67引导至高速喷雾器64，装置包括例如通过控制器(未显示)调节并且受控于例如已知控制例如通向喷雾器的原料流速等的软件和硬件的自动装置。高速喷雾器64可以是热喷雾器或冷喷雾器。如图4a中所显示，通过高速喷雾器44将导电热塑性聚合物粉末原料混合物67转化为沉积在基板46上的导电热塑性聚合物涂层66a。当可以手动操作高速喷雾器64时，图4a显示了可以与控制器65通讯的任选的机器人臂63(或“机器人”)。控制器65可以根据需要进一步任选地与远程或集成软件或硬件通讯以控制机器人臂63的移动以及控制流速和在基板66上沉积的导电热塑性聚合物涂层66a的量。任选地，可以将附加控制器(未显示)集成到系统60中以控制系统60的一个或多个方面。

图4b显示了概述显示导电热塑性聚合物粉末和与图4a中显示的系统60相似的系统70的方面的方框图，如图4b中所显示，不同之处在于系统70包括：1)与第一热塑性聚合物粉末原料62a和高速喷雾器64连通的第一热塑性聚合物粉末原料供料管线71a；2)与第一热塑性聚合物粉末原料62b和高速喷雾器64连通的第二热塑性聚合物粉末原料供料管线71b；和3)与导电粉末原料62e和高速喷雾器64连通的导电粉末原料供料管线71c。即，如图4b中所显示，一定量的第一热塑性聚合物粉末原料62a和一定量的第二热塑性聚合物粉末原料62b没有与一定量的导电粉末原料混合以形成导电热塑性聚合物原料混合物。相反，根据图4b中显示的系统70，经由第一热塑性聚合物粉末原料供料管线71a将预定量的第一热塑性聚合物粉末原料62a引导至高速喷雾器64。类似地，经由第二热塑性聚合物粉末原料供料管线71b将预定量的第二热塑性聚合物粉末原料62b引导至高速喷雾器64。此外，经由导电粉末原料供料管线71c将预定量的导电粉末原料62c引导至高速喷雾器64。当可以手动操作高速喷雾器64时，图4b显示了可以与控制器65通讯的任选的机器人臂63。控制器65可以根据需要进一步任选地与远程或集成软件或硬件通讯以控制机器人臂63(或“机器人”)的移动以及控制流速和在基板66上沉积的导电热塑性聚合物涂层66a的量。任选地，可以将附加控制器(未显示)集成到系统70中以控制系统70的一个或多个方面。

上面公开的机器人臂在本文中被等同地称为“机器人”，使得机器人的任何零件(feature)(除了“臂”之外)可以控制高速喷雾器的相对运动，和/或机器人可以控制从高速喷雾器发射的喷雾方向(例如，当喷雾器本身保持在基本静止的位置时，机器人控制来自高速喷雾器的喷雾方向并改变来自高速喷雾器的喷雾方向等)。

图5是包括组件和子组件以及部件的航空器80的图解，部件进一步包括紧固件，其中紧固件具有根据本公开内容的方面的涂层，其中紧固件使用根据本公开内容的方面的系统涂布并且经由根据本公开内容的方面的方法涂布。进一步理解，本文描述的涂层可以有利地涂布在存在于部件、组件和子组件上的基板上，该部件、组件和子组件并入其他类型的载人和无人航空器、陆地交通工具、海面下和海面(例如，水上)交通工具、载人和无人卫星等。

图6、7和8是概述本公开内容的方面的流程图。图6概述了方法100，该方法100包括102将至少一种热塑性聚合物粉末引导至高速喷雾器，随后104在高速喷雾器处或高速喷雾器附近形成热塑性聚合物喷雾制剂。图6中概述的方法进一步包括106将热塑性喷雾制剂从高速喷雾器引导至具有基板表面的基板，和108在基板表面上形成热塑性聚合物涂层。图6中概述的方法应理解为至少涉及图1、2a和2b中显示的系统。

图7概述了方法110，该方法110包括102将一定量的至少一种热塑性聚合物粉末引导至高速喷雾器，随后103将一定量的导电粉末与热塑性聚合物粉末同时引导至高速喷雾器，和104a在高速喷雾器处或高速喷雾器附近形成导电热塑性聚合物喷雾制剂。该方法进一步包括106a将导电热塑性聚合物喷雾制剂从喷雾器引导至基板表面，和108a在基板表面上形成导电热塑性涂层。图7中概述的方法应理解为至少涉及图3a、3b、4a和4b中显示的系统。

图8概述方法120，该方法120包括102a将一定量的第一热塑性聚合物粉末和一定量的第二热塑性聚合物粉末和一定量的导电粉末引导至高速喷雾器，随后104a形成导电热塑性聚合物喷雾制剂。该方法进一步包括106a将导电热塑性聚合物制剂从喷雾器引导至基板表面，和108a在基板表面上形成导电热塑性涂层。图8中概述的方法应理解为至少涉及图4a和4b中显示的系统。

图9显示了根据本公开的方面的热喷雾沉积系统130的代表性图解。如图9中所显示，比如通过以特定的速度和如大箭头所指示的方向将原料颗粒133引导至热喷雾器(例如，火焰喷雾器，图9中未显示)中的火焰134加热包括单独的原料颗粒133的原料132。原料颗粒133在熔化成半固态或液态时变形。然后变形的颗粒135撞击基板表面136。变形的颗粒继续撞击基板表面136。随着图解的热喷雾沉积过程继续，在基板表面136上形成沉积层138。

图10是热喷雾工艺140的图解，其可包括使用高速火焰喷雾器或高速冷喷雾器(在图10中统称为“喷雾器”)。如图10中所显示，并且根据本公开的方面，操作喷雾器142以发射和引导热塑性聚合物颗粒喷雾143，热塑性聚合物颗粒喷雾143通过处理引导至喷雾器的热塑性聚合物粉末原料形成。通过向热塑性聚合物粉末原料中加入不同量的导电粉末原料可以定制原料，并且可以制成导电原料(也可以定制)。将热塑性聚合物颗粒喷雾143从喷雾器142引导至安装在基板146中的紧固件144。至少一种热塑性聚合物粉末原料用作供应给喷雾器142的原料供应源(未显示)。根据进一方面，原料也可以是导电热塑性聚合物粉末原料混合物，其中原料混合物包含导电粉末原料。根据进一方面，当原料包括多种组分时，每种组分可以可选地经由离散的原料供料管线(未显示)单独地并且也基本上同时地供应到喷雾器。如果需要，可以通过与附带软件和硬件自动或手动结合来驱动的定序器和/或控制器，包括使用机器人，通过一个或多个原料供应管线将预定量的多种原料组分输送到喷雾器。以这种方式，当颗粒喷雾中的颗粒撞击紧固件144、基板146和紧固件/基板界面147时，紧固件144被涂布至预定的厚度。如图10所示，紧固件144可以由金属或非金属制成，并且基板146也可以由金属或非金属制成。

根据本公开内容的方面，当紧固件和基板中的至少一个由具有不同电阻率(或导电率)的金属制成时，热塑性聚合物粉末原料可以与预定量的导电粉末原料“掺杂”以形成导电热塑性聚合物粉末原料。当导电热塑性粉末原料进入并通过高速喷雾器时，包含导电原料颗粒和热塑性聚合物原料颗粒的导电热塑性聚合物粉末原料在喷雾器中经由气体射流经历加热和/或高速以使导电热塑性聚合物粉末原料中的颗粒至少软化和变形。组合的原料颗粒作为导电热塑性聚合物颗粒喷雾以预定的速度离开喷雾器并撞击期望的目标，比如例如图10中所显示的紧固件144、基板146和紧固件/基板界面147。在撞击所选择的目标(一个或多个)时，颗粒喷雾在目标(一个或多个)上形成涂层，其中涂层具有期望的、预定的和可定制的电阻率值。此外，所形成的涂层的电阻率值可以定制或“调整”到特定的电阻率值。如果涂布的材料经历比如例如来自静电放电或雷击的电磁效应(eme)，则热塑性涂层的导电率将至少减轻eme的有害影响，否则由于这种邻接的和/或接近定位的结构的不同电阻率值会在紧固件处或在紧固件附近或者在紧固件/基板界面处或在紧固件/基板界面附近(例如，邻接的结构)遇到。根据本公开的方面使得可能的热塑性涂层进一步消除了储存和使用昂贵的替代品的需要，包括例如物理上施加的紧固件盖，其安装、维护和更换是昂贵的且耗时的。

图11是包括经由紧固件紧固而邻接的两个结构的组件的图解。如图11中所显示，组件150包括邻接第二基板153的第一基板152。紧固件154显示为适应例如通过基板152、153中的对准孔(未显示)，使得紧固件在固定时施加足以将基板152、153保持在邻接方向上的压力。如图11中进一步显示，紧固件154具有与基板152的表面(“上”表面)接触的紧固件第一端154a，以及与基板153的表面(“下”表面)接触的紧固件第二端154b。

图12是将两个基板紧固在一起的在适当位置的涂布的紧固件的横截面侧视图。如图12中所显示，紧固件组件160包括通过紧固件164紧固在一起的第一基板162和第二基板163。如图12所示，紧固件164连同包括紧固件/基板界面166a、166b、166c和166d的基板162、163的部分由热塑性聚合物紧固件涂层168涂布。尽管显示为单个的点，但是紧固件/基板界面被理解为表示“周界”，比如位于紧固件/基板界面处的基本上圆形的周界。

根据本公开内容的方面，热塑性聚合物涂层可以是导电的，具有期望的和/或预定的和可定制的(例如，“可调节的”)电阻率。根据进一方面，基板162、163可以由金属或非金属材料制成。紧固件164可由金属或非金属材料制成。基板162、163和/或紧固件164中的每一个可以由相同或不同的金属或相同或不同的非金属制成。如果基板162、163的电阻率值彼此不同和/或者与紧固件164的电阻率值不同，则紧固组件区域或分区在遭遇eme事件(例如，来自静电放电或雷击等)时可能易受有害影响。

根据本方面，形成为覆盖紧固件164的导电热塑性聚合物涂层168的电阻率值可以根据需要定制或“调整”为任何电阻率值，并且优选地范围从约1×10⁵至约1×10¹¹欧姆-米，并且更优选地范围从约1×10⁵至约1×10⁸欧姆-米。如果涂布的材料经历比如例如来自静电放电或雷击的电磁效应(eme)，则热塑性涂层的导电率将至少减轻eme的有害影响，否则由于这种邻接的和/或邻近定位的结构的不同电阻率值会在紧固件处或在紧固件附近或在紧固件/基板界面处或在紧固件/基板界面附近(例如，邻接的结构)遇到。

图13是根据本公开的方面的涂布紧固件的俯视透视图或“顶”视图。如图13中所显示，组件170的区域包括安装在基板174中的紧固件172。显示热塑性聚合物涂层176涂布基板174和紧固件172的一部分以形成涂布紧固件178。与图12中显示的紧固件164相同，当热塑性聚合物涂层包括导电材料时，在紧固件和基板的至少一部分上形成导电热塑性聚合物涂层。根据本方面，形成为覆盖紧固件的导电热塑性聚合物涂层的电阻率值可以被定制或“调节”到预定的电阻率值，使得如果涂布材料经历比如例如来自静电放电或雷击的电磁效应(eme)，热塑性涂层的导电率将至少减轻eme的有害影响，否则将由于这种邻接的和/或邻近定位的结构的不同电阻率值在紧固件处或在紧固件附近或者在紧固件/基板界面处或在紧固件/基板界面(例如，邻接的结构)附近遇到。

图14是概述根据本公开内容的方面的方法的流程图。如图14所示，根据目前公开的方面，用于涂布安装的紧固件的方法200包括202将热塑性聚合物粉末原料输送到高速喷雾器。高速喷雾器优选是可以是热喷雾器(例如火焰喷雾器)或冷喷雾器的高速喷雾器。方法200的进一步预期的步骤包括204形成热塑性聚合物涂层材料，然后206将热塑性聚合物涂层材料从高速喷雾器引导至基板表面上的紧固件和紧固件/基板界面，和208将一定量的热塑性聚合物涂层材料沉积在紧固件上以在紧固件上和在紧固件/基板界面处形成热塑性聚合物涂层，以及210用热塑性聚合物涂层涂布紧固件。图14中概述的方法可用于实现涂布方法以制备图1至图13中的一个或多个中显示和/或描述的涂布紧固件、紧固件/基板界面和基板。

当将包括金属紧固件的紧固件安装到组件中时，组件包括例如紧固的第一和第二零件或基板，并且至少一个基板由金属制成，根据本公开内容，热塑性涂层材料是导电的，并且在某些方面中，导电涂层具有范围从约10⁵至18¹欧姆-米的电阻率。图15是概述根据本公开内容的方面的方法的流程图。如图15中所显示，根据目前公开的方面，用于涂布安装的紧固件的方法300包括302将导电热塑性聚合物输送到高速喷雾器。高速喷雾器优选是可以是热喷雾器(例如火焰喷雾器)或冷喷雾器的高速喷雾器。方法300的进一步预期的步骤包括304形成导电热塑性聚合物涂层材料，然后306将导电热塑性聚合物涂层材料从喷雾器引导至基板表面上的紧固件和紧固件/基板界面，和308将一定量的导电热塑性聚合物涂层材料沉积在紧固件上以在紧固件和紧固件/基板界面上形成导电热塑性聚合物涂层，以及310用导电热塑性聚合物涂层涂布紧固件。图15中概述的方法可用于实现涂布方法以制备图1至图14中的一个或多个中显示和/或描述的涂布紧固件、紧固件/基板界面和基板。

实施例1

在室温下，将具有约30μm的中值粒径的95g量的peek粉末(kt820，低熔体流动；kt-880，高熔体流动-spireultrapolymers，solvay，brusselsbelgium)与具有约90μm的标称粒径的5g量的导电钛粉(ts1374-钛粉-stanfordadvancedmaterials，irvine，ca)混合。使用mazerustarmixer(medisca，lasvegas，nv)将两种粉末混合，以形成通过组合两种粉末(表示按重量计100％)产生的完全导电的热塑性聚合物粉末混合物。将该混合物作为原料装入热喷雾器ascpg-550(alamosupplyco.，lt.，houston，tx)的储存器中。制备了在总的粉末混合物中具有不同量(按体积计％)的钛的三种制剂：1)按体积计1％的钛粉；2)按体积计6％的钛；和3)按体积计9％的钛。

实施例2

将热喷雾器设定为等于约1至50克/秒的流速，并将实施例1中制备的一定量的三种原料混合物(导电热塑性聚合物粉末混合物)中的每一个从储存器引导至热喷雾器，并且到加热的喷雾头。每种原料实现从固体到流动的、加热的可喷雾液体的相变，并且然后作为颗粒喷雾喷射并由热喷雾器引导和从热喷雾器引导至基板表面，该基板表面包括位于碳纤维增强塑料复合面板附近的铝板(2000、6000和7000系列铝)的搭接界面。将基板表面用溶剂清洗(丙酮擦拭)并完全干燥。热喷雾器的头部位于离基板表面约24”的距离处。手动地移动热喷雾器以沉积基板表面的视觉上均匀的覆盖范围。用恒温器监测基板表面温度。

实施例3

将根据实施例1和2中描述的方法制备和沉积的导电热塑性涂层在基板表面上冷却不超过5分钟。三个样品(#1，#2，和#3)的导电热塑性涂层电阻率值测量为如表1中所阐释，这三个样品在制备的导电热塑性聚合物粉末制剂中具有按体积计1％、6％和9％的钛。调节热塑性聚合物(peek/ti)粉末原料混合物中导电钛粉的量/浓度/比率导致导电热塑性聚合物涂层的电阻率的测量变化，如表1中所示。

表1-peek/钛粉

将附加量的热塑性聚合物粉末与不同量的导电粉末混合以产生如上所述的进行热喷雾的原料混合物。

本公开内容的进一方面预期热塑性聚合物紧固件涂层和导电热塑性聚合物紧固件涂层(和将其输送到包括紧固件的基板和基板表面的方法)和其他部件，包括用于结构和物体的部件、组件等，包括例如交通工具。这些预期的部件、组件等包括但不限于用于安装、固定等的紧固件，与航空器相关的部件、组件等(例如翼梁、翼肋、桁条等)，以及与交通工具燃料箱和燃料箱系统相连接的发现具体实用性的这种部件。这种交通工具包括但不限于载人航空器、无人航空器、载人航天器、无人航天器、载人旋翼机、无人旋翼机、卫星、火箭、载人陆地交通工具、无人陆地交通工具、载人水面交通工具、无人水面交通工具、载人水下交通工具、无人水下交通工具和其组合。

此外，本公开内容包括根据下述条款的实施方式：

条款1.一种组件(144)(164)，其包括：

第一基板(152)(162)；

第二基板(153)(163)；

配置为连接第一基板和第二基板的紧固件(144)(164)；和

配置为涂布紧固件的喷雾沉积的热塑性聚合物涂层材料(168)，所述喷雾沉积的热塑性聚合物涂层材料由粉末状原料材料制成，所述粉末状原料材料包括：

热塑性聚合物粉末原料，其包括下列至少一种：尼龙、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚酰胺、聚苯硫醚、聚苯砜、聚砜和聚醚酰胺。

条款2.条款1所述的组件，其中喷雾沉积的热塑性涂层材料(143)进一步包括：

由导电粉末原料制成的导电材料，导电粉末原料包括下列至少一种：钛、镍合金、铜、碳黑、石墨烯粉末和碳纳米管。

条款3.一种物体，其包括条款1所述的组件。

条款4.条款2所述的组件，其中热塑性涂层材料具有范围从约1×10⁵至约1×10⁸欧姆-米的电阻率值。

条款5.一种物体，其包括条款2所述的组件。

条款6.条款3所述的物体，其中物体是交通工具，该交通工具选自：载人航空器；无人航空器；载人航天器；无人航天器；载人旋翼机；无人旋翼机；载人陆地交通工具；无人陆地交通工具；载人气垫船；无人气垫船；载人水面交通工具；无人水面交通工具；载人水下交通工具和无人水下交通工具。

条款7.条款5所述的物体，其中物体是交通工具，该交通工具选自：载人航空器；无人航空器；载人航天器；无人航天器；载人旋翼机；无人旋翼机；载人陆地交通工具；无人陆地交通工具；载人水面交通工具；无人水面交通工具；载人水下交通工具和无人水下交通工具。

条款8.一种紧固件涂布系统(10)(20)(30)(40)(50)(60)(70)(142)，其包括：

第一热塑性聚合物粉末原料(12)(22a)(42a)(62a)，其包括下列至少一种：尼龙、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚酰胺、聚苯硫醚、聚苯砜、聚砜和聚醚酰胺；和

高速喷雾器(14)(24)(44)(64)。

条款9.条款8所述的紧固件涂布系统，其中高速喷雾器包括高速冷喷雾器和热喷雾器中的至少一种。

条款10.条款8或9所述的紧固件涂布系统(40)(50)(60)(70)，其进一步包括：

导电粉末原料(42b)(62c)，其包括下列至少一种：钛、镍合金、铜、碳黑、石墨烯粉末和碳纳米管。

条款11.条款8、9或10所述的紧固件涂布系统，其中热塑性聚合物粉末原料进一步包括：

第二热塑性聚合物粉末原料(22b)(62b)，其包括下列至少一种：尼龙、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚酰胺、聚苯硫醚、聚苯砜、聚砜和聚醚酰胺；并且

其中第一热塑性聚合物粉末原料(22a)(62a)不同于第二热塑性聚合物粉末原料。

条款12.条款11所述的紧固件涂布系统(40)(60)(70)，其进一步包括：

导电粉末原料(42b)(62c)，其包括下列至少一种：钛、镍合金、铜、碳黑、石墨烯粉末和碳纳米管。

条款13.条款12所述的紧固件涂布系统(60)，其中第一热塑性聚合物粉末原料(62a)和第二热塑性聚合物粉末原料(62b)混合在一起以形成热塑性聚合物粉末原料混合物(67)。

条款14.条款13所述的紧固件涂布系统(40)(60)，其进一步包括：

导电粉末原料(42b)(62c)，其包括下列至少一种：钛、镍合金、铜、碳黑、石墨烯粉末和碳纳米管，并且

其中导电粉末原料与至少第一热塑性聚合物粉末原料(42a)(62a)混合以形成导电热塑性聚合物粉末原料混合物(47)(67)。

条款15.一种喷雾沉积的热塑性紧固件涂层(168)(176)，该紧固件涂层包括：

热塑性聚合物，其包括下列至少一种：尼龙、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚酰胺、聚苯硫醚、聚苯砜、聚砜和聚醚酰胺。

条款16.条款15所述的热塑性紧固件涂层，其进一步包括：

导电材料，其包括下列至少一种：钛、镍合金、铜、碳黑、石墨烯粉末和碳纳米管。

条款17.条款15所述的热塑性紧固件涂层，其中热塑性涂层具有范围从约1×10⁵至约1×10¹¹欧姆-米的电阻率值。

条款18.一种紧固件(144)(172)，其包括条款15所述的热塑性紧固件涂层。

条款19.一种紧固件，其包括条款16所述的热塑性紧固件涂层。

条款20.一种用于涂布安装的紧固件的方法(200)，其包括：

(202)将热塑性聚合物粉末原料输送到喷雾器，所述热塑性聚合物粉末包括下列至少一种：尼龙、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚酰胺、聚苯硫醚、聚苯砜、聚砜和聚醚酰胺；

(204)形成热塑性聚合物涂层材料；

(206)将热塑性聚合物涂层材料从喷雾器引导至安装的紧固件；

(208)将一定量的热塑性涂层材料沉积在安装的紧固件上；和

(210)用热塑性涂层材料涂布安装的紧固件。

条款21.条款20所述的方法，该喷雾器包括：

冷喷雾器或热喷雾器。

条款22.条款21所述的方法，其中，在将热塑性涂层材料从热喷雾器引导至安装的紧固件的步骤中，该方法进一步包括；

通过将机器人结构与喷雾器通讯关联引导喷雾器的移动，所述机器人结构进一步与控制器通讯，该方法进一步包括：

控制施加至安装的紧固件的热塑性涂层材料的量。

权利要求23.一种用于涂布安装的紧固件的方法(300)，其包括：

(302)将热塑性聚合物粉末原料混合物输送到高速喷雾器，所述热塑性聚合物粉末原料混合物包括：

至少一种热塑性聚合物粉末原料，所述热塑性聚合物粉末原料包括下列至少一种：尼龙、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚酰胺、聚苯硫醚、聚苯砜、聚砜和聚醚酰胺；和

导电粉末原料，所述导电粉末原料包括下列至少一种：钛、镍合金、铜、碳黑、石墨烯粉末和碳纳米管；

(304)形成导电热塑性聚合物涂层材料；

(306)将导电热塑性聚合物涂层材料从高速喷雾器引导至安装的紧固件；

(308)将一定量的导电热塑性聚合物涂层材料沉积在安装的紧固件上；和

(310)用导电热塑性聚合物涂层材料涂布安装的紧固件。

条款24.条款23所述的方法，该导电热塑性聚合物涂层材料进一步包括：

范围从约1×10⁵至约10⁸欧姆-米的电阻率值。

条款25.条款23或24所述的方法，该喷雾器包括：

冷喷雾器或热喷雾器。

条款26.条款23或24所述的方法，其中，在将热塑性聚合物涂层材料从高速喷雾器引导至安装的紧固件的步骤中，该方法进一步包括；

通过将机器人与高速喷雾器通讯关联引导高速喷雾器的移动，所述机器人进一步与控制器通讯；和

控制施加至安装的紧固件的导电热塑性涂层材料的量。

当然，在不脱离本发明的本质特征的情况下，本发明可以以不同于本文具体阐述的方式的其他方式进行。本实施方式在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的，并且落入所附权利要求的含义和等同范围内的所有改变都旨在包含在其中。