专利名称：静电消散燃料箱涂层和方法
技术领域：
本公开主要涉及涂层和施加涂层的方法，并且更具体地，涉及静电消散涂层和向燃料箱组件施加静电消散涂层的方法。
背景技术：
在许多行业包括航空航天行业中已知将静电(静电)消散涂层施加到导电材料上。当静电消散涂层具有放电点，诸如接地的电路径时，就可施加这种静电消散涂层，以消散在该导电材料表面上积聚的电荷。绝缘涂层可能不充分地放电该静电放电，并且电接地导电材料上或衬底上的绝缘涂层组合可能在涂层表面上产生电容，诸如静电放电积聚。当不能将静电放电释放至大地时，电容就可能导致自发、自启动表面放电。通常也将这些自发、自启动表面放电称为传播型刷形放电(PBD )。通常不希望有传播型刷形放电。·已知的静电消散涂层存在于在飞机的玻璃纤维加强塑料组件上使用。然而，该已知静电消散涂层能够包含导致铝地电化腐蚀的碳黑。另外，已知方法存在于在飞机的复合材料燃料箱表面施加绝缘底漆。然而，为了防止传播型刷形放电(PBD)，该已知方法要求在施加该绝缘底漆前，大范围掩蔽表面或衬底，并且当施加绝缘底漆时还要求具有特定条状体宽度的条状底漆构造。因而，完成该已知方法能够要求另外的劳动力和时间，这能够导致更大劳动力和制造成本。此外，该已知方法可能不允许在燃料管中使用玻璃纤维加强塑料，这可能导致大范围合成材料钻孔爆裂，诸如环氧树脂预浸碳纤维型钻孔导致的爆裂。因此，在本领域存在一种静电消散燃料箱涂层和方法的需求，其提供比已知涂层和方法更好的的优点。
发明内容
满足对静电消散燃料箱涂层和方法的该需求。如下文详细说明所述，施加静电消散燃料箱涂层的静电消散燃料箱涂层和方法的实施例可提供比现有涂层和方法更好的显著优点。在本公开的实施例中，提供一种用于减轻燃料容器内的静电放电的方法。该方法包括提供一种静电消散涂层，当在40V (伏特)或更小电压测量时，其具有I. OxlO9 Ω-m (欧姆-米)或更小的体积电阻率，并且当在100V(伏特)或更小电压测量时，其具有I. OxlO11 Ω/sq (欧姆/平方米)或更小的表面电阻率，具有4000V (伏特)或更小击穿电压，并且具有60秒或更短电荷衰减。本方法还包括将静电消散涂层施加到燃料容器的表面，以形成连续涂层表面。为了清洁表面并且提高静态消散涂层对表面的粘附，本方法还包括在将静电消散涂层施加到燃料容器的表面之前，处理燃料容器的表面。本方法还包括在将静电消散涂层施加到燃料容器的表面后，固化该涂层表面。在本公开的另一实施例中，提供一种减轻飞机燃料箱中的静电放电的方法。该方法包括提供一种静电消散涂层，当在40V(伏特)或更小电压测量时，其具有I. 0χ109Ω-πι(欧姆-米)或更小的体积电阻率，并且当在IOOV(伏特)或更小电压测量时，其具有I. OxlO11 Ω/sq (欧姆/平方米)或更小的表面电阻率，具有4000V (伏特)或更小击穿电压，并且具有60秒或更短电荷衰减。本方法还包括提供一种飞机燃料箱，其包括一个或更多导电和电介质复合材料组件，并且其还包括一个或更多金属组件。为了清洁表面并且提高静态消散涂层对表面的粘附，本方法还包括处理飞机燃料箱的复合材料组件的表面。本方法还包括将静电消散涂层施加到飞机燃料箱的复合材料组件的表面，以形成连续涂层表面。本方法还包括固化该涂层表面。在本公开的另一实施例中，提供一种减轻燃料容器内的静电放电的静电消散涂层。该静电消散涂层，当在40V (伏特)或更小电压测量时，其具有1.0Χ109Ω-πι (欧姆-米)或更小的体积电阻率，并且当在100V (伏特)或更小电压测量时，其具有1.0xl0nQ/Sq (欧姆/平方米)或更小的表面电阻率，具有4000V (伏特)或更小击穿电压，并且具有60秒或更短电荷衰减。在本公开的另一实施例中，提供一种飞机，其包括机身、与机身操作性耦合的机翼、以及布置在机身和机翼至少一个内部的燃料箱。该燃料箱包括一个或更多导电和电介·质复合材料组件，并且其还包括一个或更多金属组件，其包括铝组件、钛组件和耐腐蚀钢组件。优选，将静电消散涂层施加到燃料箱的一个或更多复合材料组件的表面上。该静电消散涂层，当在40V (伏特)或更小电压测量时，其具有I. OxlO9 Ω-m (欧姆-米)或更小的体积电阻率，当在100V (伏特)或更小电压测量时，其具有1.0X10nQ/Sq (欧姆/平方米)或更小的表面电阻率，具有4000V (伏特)或更小击穿电压，并且具有60秒或更短电荷衰减。能够在本公开的各个实施例中单独实现已讨论的特征、功能和优点，或者可将其在仍其他实施例中组合，能够参考下文说明和附图看出其进一步细节。
能够通过参考结合示出优选和例证性实施例的附图的详细说明更好地理解本公开，但是其不必要按比例绘制，其中图I示出具有涂有本公开的静电消散涂层实施例的至少一个燃料箱的例示性飞机的透视图；图2示出涂有本公开的静电消散涂层实施例的燃料箱的一部分的透视图；图3示出限定将本公开的静电消散涂层实施例施加至燃料容器的表面的例示性方法的流程图；以及图4示出限定将本公开的静电消散涂层实施例施加至飞机燃料箱表面的另一例示性方法的流程图。
具体实施例方式下文中，将参考附图更充分描述所公开的实施例，其中示出一些而非全部公开实施例。实际上，可提供几个不同实施例，并且不应将其视为限于本文提出的实施例。而是，提供这些实施例，以便本公开将彻底和完整，并且将完全将本公开的范围传达给本领域技术人员。现在参考附图，图I示出例示性飞机10的透视图，其具有至少一个燃料容器26，优选为燃料箱30的形式(参见图2)，其涂有本公开的静电消散涂层36 (参见图2)的实施例。飞机10包括机身12、前端14、座舱16、被操作耦合至机身12的机翼18、一个或更多推进单元20、尾翼垂直稳定器22、一个或更多尾翼水平稳定器24以及至少一个燃料容器26。虽然图I中所示的飞机1 0大致代表商用客机，但是本文公开的涂层和方法实际上也可在任何类型的飞机的组件中使用。更特别地，所公开的实施例的教导可应用于其他客机、货运飞机、旋翼飞机和任何其他类型的飞机制造和组装。也应明白，可在其他航空交通工具中利用根据本公开的涂层和方法的可替换实施例。在本公开的实施例中，提供一种用于减轻优选为飞机燃料箱30 (参见图2)形式的燃料容器26的静电放电的静电消散涂层36 (参见图2)。当在40V (伏特)或更小电压测量时，该静电消散涂层36具有I. OxlO9Ω-m (欧姆-米)或更小的体积电阻率。优选，应在不超过40V (伏特)的电压下测量该体积电阻率测量值。当在100V (伏特)或更小电压测量时，该静电消散涂层36具有I. OxlO11 Ω/sq (欧姆/平方米)或更小的表面电阻率。优选，应在不超过100V (伏特)的电压下测量该表面电阻率。当进行体积电阻率和表面电阻率测量时，不可接受的高电压能够在能够获得可靠的体积电阻率和表面电阻率测量值之前损坏该涂层。静电消散涂层36还具有4000V (伏特)或更小击穿电压。静电消散涂层36还具有60秒或更短电荷衰减。在一个实施例中，静电消散涂层36可能具有420g/L (克/升)或更少的镉、铬和铅内容物。在一个实施例中，静电消散涂层36可具有670g/L或更少的挥发性有机化合物(VOC)内容物，并且优选为420g/L (克/升)或更少的VOC内容物。优选，当在40V (伏特)或更小电压测量时，该静电消散涂层36具有1.0χ108Ω-πι (欧姆-米)或更小的电阻率。优选，该静电消散涂层36接地，以提供用于静电放电的排放路径。接地提供一种有害静电放电的安全点，并且代表零电势。优选，该静电消散涂层36能够在给飞机10补给燃料期间消散静电放电积聚，以防止产生传播型刷形放电(PBD)。优选，静电消散涂层36不对雷电直接效应保护的设计产生影响。优选，静电消散涂层36为水、液压流体和喷气燃料的化学耐受剂。液压流体的例子可能包括矿物油、烷基和芳基磷酸酯基油、石油基流体和其他适当的液压流体。优选的液压流体包括SKYDROL LD-4，一种来自美国密苏里州圣路易斯市Solutia公司获得的耐火磷酸酯液压流体(SKYDR0L为美国密苏里州圣路易斯市Solutia公司的注册商标)，以及HYJET V，一种来自美国德克萨斯州欧文市埃克森美孚公司的耐火磷酸酯液压流体(HYJET为美国德克萨斯州欧文市埃克森美孚公司的注册商标)。喷气燃料的例子可包括有或无金属离子的液体碳氢化合物或其他适当的喷气燃料。优选，该静电消散涂层与一种或更多种密封剂化学兼容，诸如聚硫化物密封剂、低密度合成橡胶密封剂、环氧树脂密封剂、聚亚安酯密封剂或其他适当的密封剂。优选，该静电消散涂层使得一种或更多种密封剂能够粘附至燃料容器的一个或更多组件，该密封剂可用作止裂带和燃料箱蒙皮之间的紧密连接表面密封。优选，静电消散涂层提供一种在制造操作期间发生的紫外线辐射损害，例如在制造期间照明设施发出的紫外线辐射和被涂层的燃料容器表面之间的障碍。优选，静电消散涂层36为无铬酸盐整体燃料箱涂层，其用于在导电和电介质或非导电复合材料表面或衬底，以及钛和非镀金耐腐蚀钢(CRES)表面或衬底上进行静电消散。图2示出一部分例示性飞机燃料箱30的透视图，其具有一个或更多复合材料组件32和一个或更多金属组件40，其中复合材料组件32涂有本公开的静电消散涂层36的实施例。如图2中所示，未将静电消散环氧树脂涂层36涂加在燃料箱30的金属组件上。然而，在可替换实施例中，可将静电消散涂层36涂加到非铝导电表面或衬底，诸如钛和非涂层耐腐蚀钢(CRES)。优选,燃料箱30形式的燃料容器26包括一个或更多导电和电介质复合材料组件。导电复合材料组件的例子可能包括碳纤维加固(CFRP)或其他适当的导电复合材料。电介质或非导电复合材料组件的例子可能包括玻璃纤维加固塑料(GFRP)、贴面膜、纤维加固聚合物，诸如纤维加固聚酰胺、芳纶加固材料、玻璃纤维、树脂，诸如聚酯树脂、乙烯基酯树脂和环氧树脂，或者另外的适当电介质复合材料。优选，燃料箱30形式的燃料容器26还包括一个或更多金属组件40 (参见图2)，其包括铝组件、钛组件、耐腐蚀钢组件或另外的适当金属组件。如果铝组件在燃料箱30中出现，静电消散涂层36不导致在该铝组件上的电化腐蚀。静电消散涂层36的化学成分不包含任何下列的元素，该元素将导致在铝/碳纤维加固塑料混杂燃料箱中的铝组件上的电化腐蚀。该静电消散涂层可通过使得静电放电能够逸出至大地降低静电积聚的可能性。因此，可能减少或消除静电积聚和不良表面放电。图3示出限定将本公开的静电消散涂层36的实施例涂加至燃料容器26 (参见图I)的表面34的例示性方法100的流程图。在本公开的实施例中，提供一种减轻燃料容器
26(图I)的静电放电的方法100。优选，燃料容器26包括飞机燃料箱30 (参见图2)。方法100包括提供静电消散涂层36 (参见图2)的步骤102，当在40V (伏特)或更小电压测量时，该静电消散涂层36具有I. OxlO9 Ω-m (欧姆-米)或更小的体积电阻率。当在100V (伏特)或更小电压测量时，该静电消散涂层36还具有I. OxlO11 Ω/sq (欧姆/平方米)或更小的表面电阻率。静电消散涂层36还具有4000V (伏特)或更小击穿电压。静电消散涂层36还具有六十(60)秒或更短电荷衰减。优选，当在40V (伏特)或更小电压测量时，该静电消散涂层36具有I. OxlO8 Ω-m (欧姆-米)或更小的电阻率。优选，静电消散涂层36接地，以提供用于静电放电的排出路径，并且优选，静电消散涂层使得能够在补充燃料期间消散静电放电积聚，以防止产生传播型刷形放电(PBD)。优选，静电消散涂层为水、液压流体和喷气燃料的化学耐受剂。优选，该静电消散涂层与一种或更多种密封剂化学兼容，使得一种或更多种密封剂能够粘附至燃料容器的一个或更多组件，并且在任何紫外线辐射和燃料容器表面之间提供一种障碍。方法100还包括处理燃料容器26的表面34的步骤104。优选，处理该表面包括清洁表面，并且提高静电消散涂层36对该表面34的粘附。将取决于表面34的类型和条件确定如何处理或准备该表面34。例如，对于复合材料表面，可通过以下方式处理复合材料表面，即首先使用清洁溶剂，诸如甲基乙基酮或另一种适当的溶剂擦拭复合材料表面，然后以150或180目氧化铝砂纸或另一适当的砂纸打磨元件，砂纸打磨复合材料表面的袋侧，然后以气力喷砂机摩擦复合材料表面，然后以无油压缩空气清除砂纸打磨的残余物，然后再次以清洁溶剂擦拭。优选，复合材料表面应无污染物，以便提高静电消散涂层36对复合材料表面的粘附。对于金属表面，可通过以下方式处理该金属表面，例如喷沙、除油、化学清洁和/或加工该金属表面。处理钛和耐腐蚀合金表面的例示性方法可包括首先使用清洁溶剂，诸如甲基乙基酮或另一种适当的溶剂擦拭金属表面，然后以研磨剂喷射、机械磨除或化学蚀刻处理该经清洁表面，以实现水膜不破表面。可将溶胶-凝胶转换涂层涂加至铝和耐腐蚀合金的经处理表面。方法100还包括将静电消散涂层36涂加至优选燃料箱30形式的燃料容器26的表面34的步骤106，以形成涂层表面38 (参见图2)。优选，形成涂层表面38的静电消散涂层36具有约O. 3密耳至约2. O密耳范围厚度。可通过已知工艺将静电消散涂层36施加至燃料容器26的表面34。该已知工艺可能包括喷溅系统工艺，诸如HVLP (大体积、低压)系统、刷涂工艺、辊涂工艺或另外的适当工艺。优选，以燃料箱形式30的燃料容器26包括上述一个或更多复合材料组件32，并且更优选，包括一个或更多导电和/或电介质或非导电复合材料组件。优选，导电复合材料组件包括碳纤维加固塑料(CFRP)或另外的适当导电复合材料。优选，电介质或非导电复合材料组件包括玻璃纤维加固塑料(GFRP )、贴面膜、纤维加固聚合物，诸如纤维加固聚酰胺、芳纶加固材料、玻璃纤维、树脂，诸如聚酯树脂、乙烯基酯树脂和环氧树脂，或者另外的适当电介质复合材料。优选为燃料箱30形式(参见图2)的燃料容器26还可包括一个或更多金属组件40 (参见图2)，其包括铝组件、钛组件、耐腐蚀钢(CRES)组件或另外的适当金属组件。如果铝组件在燃料箱30形式的燃料容器26中出现，静电消散涂层36不导致在该铝组件上的电化腐蚀。方法100还可包括固化涂层表面38的步骤108。优选，将涂层表面38固化约30分钟至约7天范围有效时间段，并且在约55° F (华氏温度的度)至约210° F (华氏温度的度)范围内的有效温度下固化。图4示出限定将本公开的静电消散涂层36的实施例涂加至飞机的燃料箱30的表面的另一例示性方法120的流程图。在本公开的另一实施例中，提供一种减轻飞机燃料箱·中的静电放电的方法120。方法120包括提供静电消散涂层36的步骤122，当在40V (伏特)或更小电压测量时，该静电消散涂层36具有I. OxlO9Ω-m (欧姆-米)或更小的体积电阻率。当在100V (伏特)或更小电压测量时，该静电消散涂层36还具有1.0X10nQ/Sq (欧姆/平方米)或更小的表面电阻率。静电消散涂层36还具有4000V (伏特)或更小击穿电压。静电消散涂层36还具有六十(60)秒或更短电荷衰减。方法120还包括提供飞机的燃料箱30的步骤124，其中燃料箱30包括导电和/或电介质或非导电的一个或更多复合材料组件32。优选，导电复合材料组件包括碳纤维加固塑料(CFRP)或另一种适当的导电复合材料。优选，优选，电介质或非导电复合材料组件包括玻璃纤维加固塑料(GFRP)、贴面膜、纤维加固聚合物，诸如纤维加固聚酰胺、芳纶加固材料、玻璃纤维、树脂，诸如聚酯树脂、乙烯基酯树脂和环氧树脂，或者另外的适当电介质复合材料。优选，燃料箱还包括一个或更多金属组件40，其包括铝组件、钛组件、耐腐蚀钢组件或另外的适当金属组件。为了清洁表面，并且提高静电消散涂层36对表面34的粘附，方法120还包括处理飞机燃料箱30的复合材料组件32的表面34的步骤126。将取决于表面34的类型和条件确定如何处理或准备该表面34。例如，对于复合材料表面，可通过以下方式处理复合材料表面，即首先使用清洁溶剂，诸如甲基乙基酮或另一种适当的溶剂擦拭复合材料表面，然后以150或180目氧化铝砂纸或另一适当的砂纸打磨元件，砂纸打磨复合材料表面的袋侧，然后以气力喷砂机摩擦复合材料表面，然后以无油压缩空气清除砂纸打磨的残余物，然后再次以清洁溶剂擦拭。优选，复合材料表面应无污染物，以便提高静电消散涂层36对复合材料表面的粘附。对于金属表面，可通过以下方式处理该金属表面，例如喷沙、除油、化学清洁和/或加工该金属表面。处理钛和耐腐蚀合金表面的例示性方法可包括首先使用清洁溶齐U，诸如甲基乙基酮或另一种适当的溶剂擦拭金属表面，然后以研磨剂喷射、机械磨除或化学蚀刻处理该经清洁表面，以实现水膜不破表面。可将溶胶-凝胶转换涂层涂加至铝和耐腐蚀合金的经处理表面。方法120还包括将静电消散涂层36涂加至燃料箱30的复合材料组件32的表面34的步骤128，以形成优选连续的涂层表面38。优选，静电消散涂层36具有约O. 3密耳至约2. O密耳范围厚度。可通过已知工艺将静电消散涂层36施加至燃料箱30的复合材料组件32的表面34。该已知工艺可能包括喷溅系统工艺，诸如HVLP(大体积、低压)系统、刷涂工艺、辊涂工艺或另外的适当工艺。方法120还可包括固化涂层表面38约30分钟至约7天范围有效时间段，并且在约55° F (华氏温度的度)至约210° F (华氏温度的度)范围内的有效温度下固化的步骤130。在本公开的另一实施例中，提供一种飞机10(参见图1)，其包括机身12、与机身12操作性耦合的机翼18、以及布置在机身12和机翼18至少一个内部的优选为燃料箱30形式的燃料容器26。燃料箱30包括一个或更多导电和电介质复合材料组件。优选,导电复合材料组件包括碳纤维加固塑料(CFRP)或另一种适当的导电复合材料。优选，电介质或非导电复合材料组件包括玻璃纤维加固塑料(GFRP)、贴面膜、纤维加固聚合物，诸如纤维加固聚酰胺、芳纶加固材料、玻璃纤维、树脂，诸如聚酯树脂、乙烯基酯树脂和环氧树脂，或者另外的适当电介质复合材料。燃料箱30还包括一个或更多金属组件，其包括铝组件、钛组件、耐腐蚀钢(CRES)组件或另外的适当金属组件。将静电消散涂层36涂加到燃料箱30的复合材料组件32的表面34上。如上所述，当在40V (伏特)或更小电压测量时，静电消散涂层具有I. OxlO9Ω-m (欧姆-米)或更小的体积电阻率，并且当在100V (伏特)或更小电压测量时， 其具有I. OxlO11 Ω/sq (欧姆/平方米)或更小的表面电阻率，具有4000V (伏特)或更小击穿电压，并且具有60秒或更短电荷衰减。静电消散涂层36和在飞机的复合材料燃料箱上施加静电消散涂层36的方法的实施例可提供比现有涂层和方法更好的显著优点。所公开的涂层和施加涂层的方法能够减轻、防止或消除例如在飞机补充燃料期间的静电放电积聚，这继而能够减轻、防止或消除在飞机燃料箱中的表面或衬底，诸如飞机燃料箱中的碳纤维加固塑料或玻璃纤维加固塑料表面或衬底上产生传播型刷形放电(PBD)。因此，可减轻、防止或消除静电积聚和不良表面放电。另外，所公开的涂层和施加涂层的方法明显降低了施加涂层前制备衬底的时间、劳动力和成本，因为所公开的方法无表面面积限制，并且消除了为了防止传播型刷形放电(PBD)所需的大范围掩模和衬底条状涂层构造。此外，所公开的涂层和施加该涂层的方法降低了飞机机翼和某些飞机燃料箱，诸如中央燃料箱的油漆操作的重复劳动和流程时间。此夕卜，所公开的涂层和施加该涂层的方法提供静电消散，同时不影响雷电直接效应保护设计。另外，所公开的涂层和施加该涂层的方法使得密封剂能够粘附，并且在紫外线辐射和复合材料表面或衬底之间提供中间障碍。另外，所公开的涂层和施加该涂层的方法提高了燃料箱密封剂粘附。因而，涂层和施加该涂层的方法降低了燃料泄漏的风险。此外，涂层提供一种障碍，以保护复合材料或金属的底层裸露表面或衬底，使其在制造操作期间不受紫外线辐射损害。此外，因为所公开的涂层被设计地有耐化学性，所以涂层提供对化学药剂，诸如可能在燃料箱中出现的水、液压流体和喷气燃料的耐久性。如果铝组件在燃料箱30中出现，所公开的涂层和施加该涂层的方法不导致在该铝组件上的电化腐蚀。具体地，所公开的涂层不包含导致铝地电化腐蚀的碳黑。因而，所公开的涂层的化学成分不包含任何下列的元素，该元素将导致在铝/碳纤维加固塑料混杂燃料箱中的铝组件上的电化腐蚀。此外，由于所公开的涂层不含碳黑或任何其他黑颜料，并且因此颜色不黑，所以所公开的涂层的颜色提供与飞机燃料箱的黑色复合材料的颜色对比，这继而在密封操作和在燃料箱清洁期间提供更好的可见性。最后，所公开的涂层和施加该涂层的方法可能通过以下方式降低每个飞机的重量，即能够通过替代环氧树脂预浸碳纤维带或织物而使用玻璃纤维加固塑料，并且其明显降低由于对环氧树脂预浸碳纤维带或织物钻孔导致的破裂。飞机重量降低继而能够降低飞机的燃料燃烧。实例
以使用实验批次例示性公开的静电消散涂层产生开发测试数据，以证明符合所公开的静电消散电学要求，包括体积电阻率、表面电阻率、击穿电压和电荷衰减。另外，使用在例示性公开静电消散涂层的生产比例设备上产生的一批产生鉴定测试数据。根据称为美国材料试验标准(ASTM)的国际行业标准执行和测量所公开的静电消散涂层的所公开静电消散电学要求的测量值。复合材料测试面板的表面处理。处理或制备每个复合材料测试面板的袋侧表面和工具侧表面。将甲基乙基酮(MEK)清洁溶剂分配到清洁吸收擦拭器上，并且以该浸有溶剂的擦拭器擦拭复合材料测试面板的袋侧表面，以清除任何残余脱模剂。以来自美国伊利诺斯州罗克福德市的National Detroit公司的Orbital Action Sander,使用180目氧化铝砂纸进行砂纸打磨经清洁袋侧表面，并且清除光泽。通过使用SC0TCH-BRITE垫(SC0TCH-BRITE是美国明尼苏达州圣保罗市的3M公司的注册商标)的气力喷砂机摩擦袋侧表面。以无油压缩空气清除砂纸打磨残余物，并且然后再次以溶剂清洁该袋侧表面。对于工具侧表面，以SC0TCH-BRITE垫摩擦重复该工艺。在具有排风罩的区域中完成砂纸打磨和清洁操作，以消除复合材料灰尘污染物的分布。钛和CRES测试面板的表面处理。溶剂清洁并且使用SC0TCH-BRITE垫摩擦钛测试面板和CRES测试面板的表面。将溶胶-凝胶转换涂层涂加至该钛和CRES测试面板的经处
理表面。性能要求。本文公开的例示性静电消散燃料箱的性能要求如下(1)体积电阻率当在40V (伏特)或更小电压测量时，体积电阻率为1.0Χ109Ω-πι (欧姆-米)或更小，并且在喷气基准流体中环境暴露42天后稳定；(2)表面电阻率当在100V (伏特)或更小电压测量时，表面电阻率为1.0X10nQ/Sq (欧姆/平方米)或更小；(3)击穿电压击穿电压为4000V (伏特)或更小；(4)电荷衰减电荷衰减为60秒或更短；(5)密著性和铅笔硬度浸没在75华氏度和160度华氏度(水)；75华氏度和160华氏度(喷气基准流体)；120华氏度(冷凝湿度)；高温；低温中后，良好的粘附和耐久性；(6)与密封剂兼容；(7)盐雾7天后无电化腐蚀迹象。喷气基准流体用作代表碳氢化合物诸如喷气燃料的标准测试流体。涂加要求(1)能够以喷溅(诸如从HVLP)、静电、刷子、辊子或其他设备均匀涂加；
(2)袋侧表面上的连续涂层的干燥膜厚度约为I. O密耳；(3)快速固化能力(低于或等于160华氏度的优选固化温度);(4)足够长的适用期(通常最短3小时)；(5)易于修复和修整(诸如环境固化能力)；(6)浅色(提供与复合材料表面的颜色对比)；(7)可以痕量污染涂加到衬底上；以及(8)对裸露表面或衬底的UV (紫外线)保护。社底衬底可能包括(I)带式层压工具和袋侧；(2)玻璃纤维工具和袋侧；(3)具有溶胶-凝胶的裸露钛；(4)具有溶胶-凝胶的304CRES ;以及(5)具有溶胶-凝胶的15-5PH(析出硬化)不锈钢(15-5PH是美国俄亥俄州AK钢铁公司的注册商标)。
实例I根据涂层供应商说明书，混合涂层组分。混合后，在将涂层涂加至测试面板前，允许30分钟诱导时间。以均匀交叉涂层将该涂层涂加至测试面板的复合材料袋侧表面，达到最大I. 5密耳的干燥膜厚度。使用铝证据面板以测量涂层厚度。观察涂层的连续性并且无缺陷。以均匀交叉涂层将该涂层涂加至测试面板的复合材料工具侧、钛和CRES表面，达到最大I. 2密耳的干燥膜厚度。使用铝证据面板以测量涂层厚度。观察涂层的连续性并且无缺陷。最初在75华氏度固化该经涂层测试面板30分钟，然后在160华氏度强迫固化其60分钟。实例2在与涂层的固化溶液组分混合前，将涂层的基本组分在油漆混合器上摇动15分钟。使用根据涂层供应商说明书的混合比，将基础组分倒入清洁、耐溶剂并且耐水的容器。使用根据涂层供应商说明书的混合比，将涂层的固化溶液倒入具有基础组分的容器内，并且搅动这两种组分。使用根据涂层供应商说明书的混合比，将涂层的稀释剂组分倒入具有基础组分的容器内，并且搅动这三种组分。混合后，在涂加涂层前，允许30分钟诱导时间。在涂加涂层前，使液体涂层穿过来自美国马萨诸塞州米德尔伯勒市的Gerson公司的中粗滤漆筛。将涂层喷溅涂加至表面，成为厚度O. 8密耳至I. 2密耳的干燥膜。使用铝证据面板以测量复合材料上的涂层厚度。观察涂层的连续性并且无缺陷。最初在75华氏度固化该经涂层测试面板30分钟，然后在160华氏度强迫固化其60分钟。实例3在与涂层的硬化剂组分混合前，将涂层的基本组分在油漆混合器上摇动15分钟。将硬化剂组分倒入具有基础组分的容器内，并且搅动这两种组分。将蒸馏或去离子水注入含有基础和硬化剂组分的容器的底部，并且搅动这三种组分。用于混合的蒸馏或去离子水具有这样的电导率，即当根据ASTM D1125 (美国材料与试验协会的水电导率和电阻系数标准测试方法)测量时，其在25摄氏度不超过25S/cm。混合后，在涂加该涂层前，不需要诱导时间。在涂加液体涂层前，使液体涂层穿过来自美国马萨诸塞州米德尔伯勒市的Gerson公司的中粗滤漆筛。将涂层喷溅涂加至表面，成为厚度O. 6密耳至I. O密耳的干燥膜。对于双涂层涂加，就将涂层喷溅涂加至表面，成为厚度I. 2密耳至2. O密耳的干燥膜。使用铝证据面板以测量复合材料上的涂层厚度。观察涂层的连续性并且无缺陷。最初在75华氏度固化该经涂层测试面板30分钟，然后在160华氏度强迫固化其8小时。实例4在与涂层的硬化剂组分混合前，将涂层的基本组分在油漆混合器上摇动15分钟。使用根据涂层供应商说明书的混合比，将基础组分倒入清洁、耐溶剂并且耐水的容器。使用根据涂层供应商说明书的混合比，将涂层的硬化剂组分倒入具有基础组分的容器内，并且搅动这两种组分。混合后，在涂加涂层前，允许30分钟诱导时间。在涂加液体涂层前，使液体涂层穿过来自美国马萨诸塞州米德尔伯勒市的Gerson公司的中粗滤漆筛。将涂层喷溅涂加至表面，成为厚度I. O密耳至I. 5密耳的干燥膜。使用铝证据面板以测量复合材料上的涂层厚度。观察涂层的连续性并且无缺陷。最初在75华氏度固化该经涂层测试面板30分钟，然后在150华氏度强迫固化其I小时。本公开所述领域的技术人员应明白具有上文说明和关联附图中所提出的教导的益处的本公开的许多变型和其他实施例。本文所述的实施例有意为例证性而非限制或排
夕卜。虽然本文使用专用术语，但是仅以一般和描述意义使用这些术语，而非为了限制。
权利要求
1.一种减轻燃料容器内的静电放电的方法，所述方法包括 提供静电消散涂层，当在40V (伏特)或更小电压测量时，所述静电消散涂层具有I. 0x109 Q-m (欧姆-米)或更小的体积电阻率，并且当在100V (伏特)或更小电压测量时，其具有I. 0x1011 Q/sq (欧姆/平方米)或更小的表面电阻率，其具有4000V (伏特)或更小击穿电压，并且其具有60秒或更短电荷衰减；以及 将所述静电消散涂层涂加至所述燃料容器的表面，以形成涂层表面。
2.根据权利要求I所述的方法，为了清洁所述表面并且提高所述静电消散涂层对所述表面的粘附，所述方法还包括在将所述静电消散涂层涂加至所述表面之前处理所述燃料容器的所述表面。
3.根据权利要求I所述的方法，其还包括在将所述静电消散涂加至所述表面后，将所述燃料容器的所述涂层表面38固化约30分钟至约7天范围有效时间段，并且在约55° F(华氏温度)至约210° F (华氏温度)范围内的有效温度下固化。
4.根据权利要求I所述的方法，其中当在40V(伏特)或更小电压测量时，所述静电消散涂层具有1.0xl08Q-m (欧姆-米)或更小的电阻率。
5.根据权利要求I所述的方法，其中所述静电消散涂层接地，以提供用于静电放电的排放路径，并且能够在补给燃料期间消散静电放电积聚，以防止产生传播型刷形放电(PBD)0
6.根据权利要求I所述的方法，其中所述静电消散涂层为水、液压流体和喷气燃料的化学耐受剂。
7.根据权利要求I所述的方法，其中所述静电消散涂层与一种或更多种密封剂化学兼容，使得所述一种或更多种密封剂能够粘附至所述燃料容器的一个或更多组件，并且在任何紫外线辐射和所述燃料容器的所述表面之间提供障碍。
8.根据权利要求I所述的方法，其中所述燃料容器包括飞机燃料箱。
9.根据权利要求I所述的方法，其中所述燃料容器包括一个或更多导电和电介质复合材料组件，并且还包括一个或更多金属组件，所述金属组件包括铝组件、钛组件和耐腐蚀钢(CRES)组件。
10.根据权利要求9所述的方法，其中静电消散涂层不在所述铝组件上导致电化腐蚀。
11.一种减轻飞机燃料箱内的静电放电的方法，所述方法包括 提供一种静电消散涂层，当在40V (伏特)或更小电压测量时，所述静电消散涂层具有I. 0x109 Q-m (欧姆-米)或更小的体积电阻率，并且当在100V (伏特)或更小电压测量时，其具有I. 0x1011 Q/sq (欧姆/平方米)或更小的表面电阻率，其具有4000V (伏特)或更小击穿电压，并且其具有60秒或更短电荷衰减； 提供包括一个或更多导电和电介质复合材料组件，并且还包括一个或更多金属组件的飞机燃料箱； 将所述静电消散涂层涂加至所述飞机燃料箱的所述复合材料组件的所述表面，以形成连续涂层表面；以及 固化所述涂层表面。
12.根据权利要求11所述的方法，为了清洁所述表面并且提高所述静电消散涂层对所述表面的粘附，所述方法还包括在将所述静电消散涂层涂加至所述复合材料组件的所述表面之前处理所述飞机燃料箱的所述复合材料组件的所述表面。
13.一种减轻燃料容器内的静电放电的静电消散涂层，当在40V (伏特)或更小电压测量时，所述静电消散涂层具有I. 0x109 Q -m(欧姆-米)或更小的体积电阻率，并且当在100V(伏特)或更小电压测量时，其具有I. 0x1011 Q/sq (欧姆/平方米)或更小的表面电阻率，其具有4000V (伏特)或更小击穿电压，并且其具有60秒或更短电荷衰减。
14.根据权利要求13所述的涂层，其中当在40V(伏特)或更小电压测量时，所述涂层具有I. 0x108 Q-m (欧姆-米)或更小的电阻率。
15.根据权利要求13所述的涂层，其中所述静电消散涂层接地，以提供用于静电放电的排放路径，并且能够在补给燃料期间消散静电放电积聚，以防止产生传播型刷形放电(PBD)0
16.根据权利要求13所述的涂层，其中所述燃料容器包括一个或更多导电和电介质复合材料组件，并且还包括一个或更多金属组件，其包括铝组件、钛组件和耐腐蚀钢组件，并且其中将所述涂层涂加至所述复合材料组件的一个或更多表面或者所述金属组件的一个或更多表面。
17.根据权利要求16所述的涂层，其中所述涂层不在所述铝组件上导致电化腐蚀。
18.根据权利要求13所述的涂层，其中所述燃料容器包括飞机燃料箱。
19.根据权利要求13所述的涂层，其中所述涂层不影响雷电直接效应保护设计。
20.—种飞机,其包括 机身； 机翼，其被可操作地耦合至所述机身； 燃料箱，其布置在所述机身和所述机翼至少其中之一内部，所述燃料箱包括一个或更多导电和电介质复合材料组件，并且还包括一个或更多金属组件，其包括铝组件、钛组件和耐腐蚀钢组件；以及 静电消散涂层，当在40V (伏特)或更小电压测量时，所述静电消散涂层具有I.0x109 Q-m (欧姆-米)或更小的体积电阻率，并且当在100V (伏特)或更小电压测量时，其具有I. 0x1011 Q/sq (欧姆/平方米)或更小的表面电阻率，其具有4000V (伏特)或更小击穿电压，并且其具有60秒或更短电荷衰减。
全文摘要
提供一种减轻燃料容器(26)内的静电放电的方法。所述方法提供一种静电消散涂层，当在40V(伏特)或更小电压测量时，所述静电消散涂层具有1.0x109Ω-m(欧姆-米)或更小的体积电阻率，并且当在100V(伏特)或更小电压测量时，其具有1.0x1011Ω/sq(欧姆/平方米)或更小的表面电阻率，其具有4000V(伏特)或更小击穿电压，并且其具有60秒或更短电荷衰减。所述方法还提供将所述静电消除层涂加至所述燃料容器(26)的表面，以形成涂层表面。同样提供一种具有这种燃料容器的飞行器(10)。
文档编号B64D45/02GK102958804SQ201180031426
公开日2013年3月6日 申请日期2011年5月6日 优先权日2010年6月25日
发明者A·赵, E·R·斯蒂尔, K·D·佩特, M·J·赫特, M·G·安德森, T·N·沃德, J·S·克莱门茨 申请人:波音公司