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晏莉

(上海涂料有限公司技術(shù)中心，200062)

摘要：以高固體分飛機蒙皮涂料為研究對象，討論了異氰酸酯固化劑類型、-(文章來源環(huán)球聚氨酯網(wǎng))NCO/-OH摩爾比、鈦白粉類型、顏基比、環(huán)保型催干劑和助劑對涂料性能的影響，并通過助劑改善高固體分飛機蒙皮涂料的施工性。所研制的高固體分飛機蒙皮涂料滿足波音材料規(guī)范的技術(shù)要求，是一種符合環(huán)保發(fā)展趨勢，且性能優(yōu)良的飛機保護和裝飾涂料。

關(guān)鍵詞：高固體分涂料;飛機蒙皮涂料;波音材料規(guī)范

0引言

環(huán)境友好型航空涂料主要有3大類：不含鉛、鉻等重金屬的防腐蝕涂料，高固體分或低VOC涂料(VOC含量≤420g/L)，以及水性涂料。國外環(huán)境友好型航空涂料的研究始于20世紀60年代，目前已經(jīng)達到了在波音、空客等大型飛機中廣泛應(yīng)用的程度。例如波音737、747、757、767系列飛機的機翼及機身外表面多處使用了高固體分的BMS10-60TypeⅡ白色面漆，其VOC含量≤420g/L。與之配套的黃色底漆BMS10-79TypeⅢClassD，VOC含量≤350g/L，均達到了高固體分涂料的要求。目前世界上最大的飛機A380機身和尾翼采用了PPG公司生產(chǎn)的DesothaneHSCA8000高固體分聚氨酯磁漆。該磁漆的體積固體分為55%，遠高于普通磁漆30%的體積固體分。除此之外，波音7×7系列使用的是AkzoNobel公司生產(chǎn)的輕質(zhì)無鉻AVIOXCF底漆和Aeroflex柔性聚氨酯磁漆。在國外，高固體分涂料在大型客機上的應(yīng)用已非常普遍。本文選擇聚酯聚氨酯涂料作為研究對象，以波音公司的先進航空材料規(guī)范作為研發(fā)依據(jù)，研制高固體分飛機蒙皮涂料。

1實驗部分

1.1原材料

聚酯樹脂，異氰酸酯固化劑，鈦白粉、各種溶劑以及助劑。

1.2配方及生產(chǎn)工藝

1.2.1基本配方

飛機蒙皮涂料基本配方見表1。

表1 飛機蒙皮涂料基本配方

1.2.2生產(chǎn)工藝

(1)按照配方在干凈調(diào)漆缸內(nèi)，分別投入聚酯樹脂及混合溶劑;啟動攪拌器，低速攪拌下，分別加入鈦白粉及助劑，高速攪拌30min后，停止攪拌，啟動砂磨機進行研磨，細度達到10μm以下時，用200目絹絲布過濾，出料。

(2)將上述所得的色漆料和異氰酸酯固化劑以2∶1的比例混合，即制得高固體分飛機蒙皮涂料。

1.3性能測試

高固體分飛機蒙皮涂料的性能測試結(jié)果見表2。

2結(jié)果和討論

本文所研制的高固體分飛機蒙皮涂料是雙組分聚氨酯類型，其中樹脂基料為自主合成，下面重點討論固化劑、顏料以及催化劑的選擇。

表2 高固體分飛機蒙皮涂料性能測試結(jié)果

2.1多異氰酸酯預(yù)聚物固化劑類型的影響

常用的多異氰酸酯預(yù)聚物固化劑為TDI(甲苯二異氰酸酯)、HDI(六亞甲基二異氰酸酯)縮二脲多異氰酸酯、HDI三聚體多異氰酸酯以及IPDI(異佛爾酮二異氰酸酯)三聚體多異氰酸酯，其具體結(jié)構(gòu)式見圖1。

圖1 各種異氰酸酯的結(jié)構(gòu)式

選用多異氰酸酯預(yù)聚物L(fēng)75(TDI加成物)，N75(HDI縮二脲多異氰酸酯)以及N3390(HDI三聚體多異氰酸酯)與自制樹脂制成清漆，進行性能測試。圖2為不同多異氰酸酯預(yù)聚物固化劑對漆膜耐候性的影響;表3為多異氰酸酯預(yù)聚物固化劑的種類對漆膜耐液壓油性和抗沖擊性的影響。從圖2可知：HDI固化劑所配制清漆的耐候性最佳。這是因為TDI結(jié)構(gòu)中的苯環(huán)(見圖1)具有共軛效應(yīng)，因此氨酯鍵氧化斷裂形成偶氮結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致漆膜耐候性差。雖然HDI也有相同的氨酯鍵結(jié)構(gòu)，但其斷鏈所生成的胺不是直接接在苯環(huán)上，而被旁邊的甲基隔斷(見圖1)，這樣就難以形成偶氮或醌式結(jié)構(gòu)，因此相對TDI具有更優(yōu)良的耐候性。此外，從表3可知：TDI固化劑所配制漆膜的抗沖擊性最差，這是由于TDI中的剛性苯環(huán)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致漆膜的柔韌性相對較差。

圖2 不同異氰酸酯預(yù)聚物對漆膜耐候性的影響

表3 多異氰酸酯預(yù)聚物的種類對漆膜性能的影響

此外，HDI三聚體的環(huán)狀結(jié)構(gòu)上沒有活潑氫原子，不會形成分子內(nèi)或分子間氫鍵，因而產(chǎn)物黏度低，易制成高固體分涂料;而縮二脲分子間含有氫鍵，互相吸引，長期貯存容易使黏度增高。本文所研究對象為高固體分飛機蒙皮涂料，因此最后確定使用HDI三聚體(N3390)作為固化劑。

　　以上就是《高固體分飛機蒙皮涂料研制》的全部內(nèi)容。