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如何提高飞机蒙皮涂层性能及延长其使用寿命

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如何提高飞机蒙皮涂层性能及延长其使用寿命

发布日期:2016-03-26 00:00 来源:http://www.jxlsjx.com.cn 点击:

   选择合适的成膜物质

  

  树脂是飞机蒙皮涂层的主要成膜物质,其性能对最终涂层的性能和寿命具有决定性的作用。飞机蒙皮涂层用树脂可以分为天然树脂和合成树脂。合成树脂又可分为缩合型树脂、聚合型树脂和改性树脂。其中缩合型树脂包括:聚乙烯醇缩丁醛、酚醛树脂、氨基树脂、聚酯树脂、醇酸树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、有机硅树脂等;聚合型树脂包括:丙烯酸树脂、过氯乙烯树脂、聚氨酯树脂;改性树脂包括:环氧酚醛树脂、环氧聚酰胺树脂、环氧有机硅树脂、有机硅聚氨酯树脂等。

  

  成膜物质的选择必须具有针对性和侧重点,底漆层所用树脂主要强调其与底材的粘附力好、与面漆配套性好、防腐能力强、涂覆好;面漆层所用树脂则主要强调其耐候性好,抗渗透性强、耐化学性能全面。

  

  环氧树脂具有固化方便、粘附力强、收缩性低、耐化学性稳定、涂覆好等优点。其与聚酰胺所形成的涂层具有附着力强、硬度高、耐酸碱性优良及与聚氨酯、丙烯酸等面漆配套性优良的特点,是目前飞机蒙皮涂层最为常用的底漆成膜物。

  

  羟基树脂(包括羟基丙烯酸树脂,羟基聚酯树脂,改性有机硅树脂,含氟羟基树脂等)和固化剂组成的双组份聚氨酯涂层具有能常温固化,抗化学药品腐蚀,耐磨,耐飞机起降短时间温差变化以及耐候性好的优势,是目前最为常用的面漆层。

  

  有机硅聚氨酯树脂和氟碳树脂具有超强的耐候性、耐化学品性及耐温性,是飞机蒙皮面漆层的未来发展趋势。

  

  选择合适的颜料

  

  飞机蒙皮涂层用颜料按其用途可以分为着色颜料、体质颜料、防锈颜料和特殊颜料。着色颜料的作用主要表现为提供颜色,遮盖底材,某些颜料还起到改进涂层性能的作用,常见的着色颜料见下表。

  

  常见的着色颜料

  

  体质颜料的作用主要表现为增加体系的颜料体积浓度,改善涂层的施工性能,提高涂层的耐水性、耐磨性和耐温性。常见的体质颜料包括:碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、云母粉、二氧化硅等。

  

  防锈颜料的作用主要表现为在飞机蒙皮材料表面形成封闭层以防止腐蚀。如铬酸盐遇水时很好地释放出铬酸根离子,它将铝合金蒙皮表面封闭起来,达到防腐蚀的作用。常见的防锈颜料包括:红丹、铬酸黄、磷酸锌、铬酸钙、铬酸锶、铬酸钡等。

  

  飞机蒙皮涂层用颜料必须具备良好的户外耐久性、耐热性、耐化学介质性,较低的溶剂溶解性和含湿量。然而由于颜料本身的性质特点,并非所有的颜料都会对涂层的性能产生积极的影响。如氧化锌具有水溶性不适用于底漆,水蒸气穿过面漆进入底漆层时会因渗透压而导致起泡;二氧化硅耐酸不耐碱,在碱性环境中分散在基体树脂中的二氧化硅将成为涂层的破坏点。因此,必须根据涂层的使用环境和性能要求进行颜料的选择,扬长避短,发挥颜料对于涂层的最大作用。

  

  选择合理的颜料体积浓度

  

  颜料体积浓度(PVC)是指干膜中的颜料体积百分比。当正好有足够的基料为颜料表面提供一个完整的吸附层并填满紧密堆积体系中颗粒间隙时的PVC被称为临界颜料体积浓度(CPVC)。

  

  当低于CPVC时,颜料颗粒没有紧密堆积且基料在涂膜中占据了“过量的”体积。当高于CPVC时,颜料颗粒紧密堆积,基料不足以填满颜料间隙。随着PVC的变化,涂层的机械性能、渗透性、光学性能等都将发生变化,涂层诸多性能在CPVC点及附近将发生急剧的变化。当面漆层的PVC大于CPVC时,面漆层的遮盖力获得了提高,但降低了涂层的机械性能及防渗性。当底漆层的PVC大于CPVC时,底漆层具有较粗糙的表面,能够提高底漆层与基材的附着力。此时,面漆层中的基料渗入底漆层的空隙,提高面漆层和底漆层之间的附着力。但如果底漆层的PVC过大,将吸引更多的面漆基料进行填充,从而使面漆层的PVC提高,降低其抵御外界介质的能力。因此,作为涂层设计重要依据的PVC的确定,是改善涂层性能的一个关键措施。

  

  添加抗老化助剂

  

  飞机蒙皮涂层抗老化助剂主要包括:抗氧剂、助抗氧剂及光稳定剂(光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂和受阻胺稳定剂等)。

  

  抗氧剂的作用原理可以概括为:使高分子游离基从抗氧剂分子上夺氢的速度快于从聚合物链上夺氢的速度,起到游离基终止剂及链反应抑制剂的作用。常用的抗氧剂有受阻酚、芳香胺类、三烷基酚等化合物。

  

  助抗氧剂的作用原理可以概括为:用含硫或含磷的化合物与老化过程生成的过氧化氢反应而形成稳定的羟基化合物,起过氧化氢的分解剂的作用。常用的助抗氧剂有硫醚、二硫化合物、亚磷酸酯类等化合物。

  

  光稳定剂的作用机理因自身结构和品种的不同而有所不同。有的可以屏蔽、反射紫外线或吸收紫外线并将其转化为无害的热能;有的可猝灭被紫外线激发的分子或基团的激发态,使其回复到基态,排除或减缓了发生光反应的可能性;有的因捕获因光氧化产生的自由基,从而阻止了自由基反应,使制品免遭紫外线破坏。选择合适的抗老化剂能够有效地提高涂层的光稳定性和耐热性,减缓高分子聚合物的降解行为。


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