吸波涂料在飞机表面施工中常见弊病分析

data-full-width-responsive="true"> 吸波涂料是近年来研制出的一类新型功能性材料, 在飞机上起着特种效能的作用,本文所提吸波涂料特指飞机用吸波涂料。在吸波涂料贮存和施工过程中经常会出现某些异常,在此称其为弊病,某些弊病会在施工后所形成的吸波涂层中表现突出,这些弊病严重影响吸波涂层的使用, 部分甚至会影响飞机的安全。因此,对吸波涂料施工过程中产生的弊病进行确诊,并对不同弊病的形成机理进行分析,对于提高吸波涂层的使用性能,确保工艺质量具有重要意义。1 材料特征1 1 物理特征吸波涂料是一类多组分涂料, 主要成份有吸收剂与胶粘剂,与普通涂料相比, 其物理性方面最显著的特征有比重大、固体份含量高(一般大于80%)、贮存时吸收剂易于沉降结块且贮存期较短等。施工固化后,其所形成的膜层称为吸波涂层,该涂层厚度较大,一般以毫米计,比普通涂层高一至两个数量级,并且硬度很大,打磨与去除均很困难。1 2 施工工艺特征对于吸波涂料的施工, 其施工方式与普通涂料相比更为复杂。常见施工方法主要有喷涂、刷涂、浸涂、刮涂与滚涂等。当固体份含量较高时,主要的施工方法为喷涂与刷涂。飞机吸波涂料的施工过程中,涂料的配制精度比军舰、坦克等要求更准确,其基底表面的前处理质量也要求更高,工艺过程更为复杂,膜层需要反复多次形成,工艺程序控制更为严格。2 常见弊病类型与形成原因2 1 弊病类型吸波涂料在贮存和施工过程中均会出现弊病,通过对飞机用吸波涂料多年的工程应用研究, 以及近年飞机多架次上的使用情况,飞机用吸波涂料常见弊病可总结为如表1 所示。除表中所述外,吸波涂料施工时还存在易沉降、易堵塞喷枪孔以及清洗不及时难于清洗等问题, 本文将对吸波涂料主要弊病的特征进行分析。表1 飞机用吸波涂料常见弊病2 2 弊病特征与形成原因(1)变厚或变稠。吸波涂料在贮存保管过程中粘度异常地升高,涂料变稠,影响正常使用。这与某些涂料的触变性是有区别的,如高酸性涂料与碱性颜料皂化使涂料变稠。此处涂料变厚变稠主要是由于溶剂的挥发及贮存温度过高或过低所致。该类涂料一般贮存期较短,在存放期内, 如果桶罐发生漏气、漆液泄漏以及涂料中的挥发成分散逸等现象,都会导致漆液粘度变厚变稠。(2)沉淀。吸波涂料是由吸收剂与胶粘剂构成,其中吸收剂含量高,比重大,在贮存过程中容易下沉,严重时会在底部结成硬块, 不易调匀,甚至所结成的块呈干硬无油状。出现此弊病时,一方面是因涂料本身问题, 即固体份含量高、比重大,或涂料中稀释剂多、粘度低,以及固体份研磨分散不均匀等; 另一方面是由于贮存时间太长。(3)发胀。发胀是指吸波涂料粘度大量增加, 最后呈厚浆硬块状。该弊病表现为三种形态:肝化、胶凝与假厚。肝化是涂料中的氧化物成份与酸性的胶粘剂相遇发生皂化反应,生成硬胶状,这是一化学变化,一旦发生便不能复原;胶凝是由于胶粘剂聚合过度,其中含有聚合胶体,把细小的固体颗粒集结成块状,至使涂料的粘度增高,以至结成冻胶, 这是一物理变化, 属暂时性, 经过机械搅拌作用可以重新分散;假厚亦称触变,从外表看涂料变厚变稠,但一经机械搅拌, 立即会流动自如,停止搅拌又立即复原, 假厚主要因固体份含量过高引起。对于以上状态,在实际工作中应仔细加以辨别, 以便区别对待之。(4)结皮。主要指环氧树脂型吸波涂料在存放过程中,会在涂料表面结成一层很薄的皮。产生此种现象是因为涂料表面接触到空气中的氧,分子发生化学变化,交联成大分子而干结成膜,这与涂膜干燥成膜过程的原理相同。(5)裂纹或龟裂。裂纹或龟裂是指在吸波涂层表面和内部所产生的开裂,严重时会出现大的缝隙。该弊病的存在具有较大的危害性,一经发现应及时处理。其状况一般肉眼即可发现,但开裂深度则需要借助特殊的探测仪测定。该弊病多在膜层较厚时出现,裂纹的形成原因主要有三:一是由于工件使用时因震动产生变形,吸波涂层虽有一定的柔韧性(即延伸率) ,但涂料的延伸率低于工件的变形度时,涂料表面就会发生崩裂;二是由于吸波涂层局部过厚,吸波涂层内聚力过大,膜层固化收缩时会引起裂纹;三是吸波涂料涂敷过程中施工过快, 膜层内的溶剂来不及挥发,当涂膜固化时,膜层内的溶剂受热透过涂层蒸发,造成吸波涂层的龟裂。(6)堆积。堆积是指施工吸波涂料时, 因施工不当或吸波涂料的流平性等问题而造成的吸波涂层局部过厚。若吸波涂料粘度过大、流平性差、施工不均匀,或涂敷过量、涂料还未流平涂膜便开始干燥,就易产生堆积。该弊病一般多出现于膜层边缘,堆积不但会增加飞机的载重,还是进一步产生其它弊病如裂纹、龟裂、橘皮与皱折等的一个隐患,因此,对此弊病应及时根除。(7)橘皮。橘皮是指吸波涂层表面呈现的许多半球状突起和细小的皱纹,形如橘子皮。其形成原因主要是施工时操作不当所致,当涂料粘度过大时,如果空气压力太高, 喷枪喷嘴太小,喷枪口与工件表面过远或过近, 都会造成橘皮。如果施工温度调节得太高或太低,使涂膜来不及流平,也会产生橘皮。此外,当涂料内含有较多低沸点高挥发性的溶剂时,其急剧挥发会在静止液态膜层中产生强烈的对流电流,这种电流将膜层撕裂成小穴, 周边突起, 中部凹下, 未及流平便形成粗糙的表面。当此类弊病轻微,对外观影响不大时可以使用,当该弊病严重,明显影响膜层的外观质量时,应排除后使用。(8)皱折。一般涂层称皱纹,指干燥成膜后的膜层表面不平整,收缩成很多弯曲的棱脊和波纹。在吸波涂层内, 棱脊和波纹更突出,已经与涂层表面产生明显的台阶,在此称该弊病为皱折。形成此弊病的原因很多,从吸波涂料本身分析:当其配比不当或固化剂加入过多时,致使漆膜外层干燥成膜过快,待到内层干燥时,由于已干燥成膜的表层比未干燥部分的膜层面积大,使其四面无处延伸,结果向上收拢而起皱;再者涂料中溶剂挥发过快,往往漆膜还未流平, 漆液粘度就已升高,结果也形成了皱纹。3 结语通过以上分析可知, 飞机用吸波涂料在施工过程中可能会出现多种弊病,通过对其类型的介绍与形成机理的分析,我们不难发现这些弊病是可以避免与排除的,为避免弊病的出现,我们应在从涂料的配置及施工的操作上尽量予以预防,当当弊病出现后,则需从其形成原因与机理入手加以分析,以制定正确的排除措施。