郭勝?gòu)?qiáng)，黃鵬波，趙東華，谷智國(guó)，張華

（武漢軍械士官學(xué)校彈藥導(dǎo)彈系，湖北 武漢 430075）

脫漆劑在彈藥表面維修處理中的應(yīng)用

郭勝?gòu)?qiáng)*，黃鵬波，趙東華，谷智國(guó)，張華

（武漢軍械士官學(xué)校彈藥導(dǎo)彈系，湖北 武漢 430075）

分析了目前彈藥表面脫漆、除銹工藝存在的問(wèn)題，介紹了堿性脫漆劑、酸性脫漆劑和溶劑型脫漆劑應(yīng)用于彈藥表面維修處理中的優(yōu)缺點(diǎn)，討論了溫度、攪拌速率對(duì)脫漆速度的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用浸漬脫漆方法，不需要加熱、攪拌，可常溫脫漆，施工方法簡(jiǎn)單，安全環(huán)保，工作效率高，可在彈藥維修機(jī)構(gòu)推廣應(yīng)用。

脫漆劑；彈藥；維修；表面處理

1 前言

在彈藥三級(jí)維修過(guò)程中，需要對(duì)其外表面進(jìn)行脫漆、除銹處理，這是后裝炮彈基層級(jí)維修的主要技術(shù)除凈炮彈表面的銹蝕物，不得留下銹跡和原防護(hù)層，內(nèi)容。為了保證維修質(zhì)量，在重新涂漆之前必須徹底以露出金屬基體并具有金屬光澤[1]為宜。否則，將嚴(yán)重影響隨后的脫脂或涂裝工藝處理，影響涂層與被處理表面之間的附著力及涂層的防腐保護(hù)與偽裝性能。

2 國(guó)內(nèi)彈藥表面維修現(xiàn)狀

長(zhǎng)期以來(lái)，彈藥維修機(jī)構(gòu)將脫漆和除銹兩道工序合二為一，合并作業(yè)，采用DW-352A型彈丸除銹機(jī)和QDC-352A型全彈擦拭機(jī)等設(shè)備進(jìn)行機(jī)械處理，從而對(duì)彈體表面的磷化膜造成破壞，難以保證彈藥的維修質(zhì)量，并存在環(huán)保等諸多問(wèn)題。

2. 1 作業(yè)環(huán)境惡劣，安全性低

彈丸和藥筒表面的原防護(hù)層和銹跡擦拭分別在兩個(gè)獨(dú)立的工房進(jìn)行，由于采用機(jī)具設(shè)備，依靠鋼絲刷或砂布擦拭彈體表面，工作場(chǎng)所噪聲污染較大(可達(dá)290 dB)。同時(shí)，隨著擦具與彈體的轉(zhuǎn)動(dòng)，擦拭掉落的銹末、漆末等粉塵在離心力作用下充滿工房。易燃粉塵達(dá)到爆炸極限就存在安全隱患。

2. 2 勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低

作業(yè)時(shí)，需要人工上下彈、卡緊固定，然后輔助機(jī)具擦拭。由于沒(méi)有自動(dòng)作業(yè)線，大量的作業(yè)需要人工完成，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。以彈丸為例，通常按照先擦弧形部，再擦圓柱部、彈尾部，最后擦彈底部的順序進(jìn)行，處理一發(fā)中口徑彈丸需要35 ～ 40 min，其中大部分時(shí)間用于彈體表面原防護(hù)涂層的擦拭。另外，擦具在往復(fù)行程擦拭時(shí)，工件兩端都有一段未被擦到，存在擦拭死角，而處理不到的部位還需要人工擦拭完成。

2. 3 容易對(duì)彈藥表面產(chǎn)生機(jī)械損傷

機(jī)具除銹的工作原理就是利用鋼絲刷和砂布在彈體表面進(jìn)行機(jī)械磨擦，砂布上黏結(jié)的金剛砂粒在彈體表面轉(zhuǎn)動(dòng)擦拭時(shí)，往往會(huì)留下明顯的擦痕，破壞金屬基體表面的性能，使其機(jī)械強(qiáng)度下降，彈丸飛行阻力增大，射擊精度降低。

3 脫漆劑的應(yīng)用

3. 1 脫漆原理

脫漆劑(Remover)又名退漆劑、洗漆劑或去漆劑，是由氯代烴、酮、酯、醇、苯系物等溶劑混合而成的液體。

舊漆膜通常是熱塑性樹(shù)脂和室溫交聯(lián)固化樹(shù)脂，如醇酸樹(shù)脂、硝基漆、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨基甲酸酯漆等。這些聚合物的漆膜都能溶解或溶脹于適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑中，而且這些聚合物分子中都含有某些活性官能團(tuán)，如酯鍵、醚鍵、酰胺鍵等，在熱的酸或堿的作用下易發(fā)生酸解、堿解等化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致其分子鏈斷裂。因此，舊漆膜容易被有機(jī)溶劑脫漆劑或堿性脫漆劑、酸性脫漆劑清除。

脫漆劑的作用就是破壞漆膜的空間結(jié)構(gòu)或漆膜與基材的結(jié)合力。脫漆劑中的溶劑分子滲透到漆膜聚合物的分子鏈段中，使漆膜溶解，或使聚合物大分子體積增大，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)內(nèi)應(yīng)力足以破壞漆膜與基材的粘合力時(shí)，漆膜就被清除掉了[2]。

3. 2 脫漆劑種類

常用脫漆劑按其組成可分為堿性脫漆劑、酸性脫漆劑以及溶劑型脫漆劑3種。

3. 2. 1 堿性脫漆劑

這類脫漆劑是利用強(qiáng)堿在加熱的情況下脫漆，使用時(shí)一般需要加熱。一方面，堿會(huì)使漆膜中某些基團(tuán)皂化而溶于水；另一方面，加熱蒸氣蒸煮漆基，使之失去強(qiáng)度以及與金屬間的附著力，從而使舊漆層脫掉。另外，表面活性劑的浸潤(rùn)、滲透以及親和作用，也會(huì)使舊漆層脫掉。這類脫漆劑的缺點(diǎn)是脫漆時(shí)間長(zhǎng)，具有一定的腐蝕性，并且需要有一定的加熱條件。

3. 2. 2 酸性脫漆劑

98%的濃硫酸經(jīng)常被用作酸性脫漆劑，因?yàn)樗c金屬基體發(fā)生鈍化反應(yīng)，對(duì)基體的腐蝕作用很小。加之其成本低廉，易溶于水，無(wú)需加熱，只需處理20 min，而且對(duì)環(huán)氧、聚氨酯、聚酯、丙烯酸、氨基、硝基漆及環(huán)氧/聚酯粉末的褪除十分有效。因此，常用于脫漆工業(yè)中。但它存在明顯的缺點(diǎn)：一是濃硫酸的腐蝕性很強(qiáng)，對(duì)操作安全要求比較高；二是采用濃硫酸對(duì)設(shè)備的密封性要求很高，否則濃硫酸吸潮后濃度變稀而導(dǎo)致失效。

3. 2. 3 溶劑型脫漆劑

目前，有機(jī)溶劑型脫漆劑是市場(chǎng)的主流，品種最多，研究最深入，應(yīng)用也最廣。它可以使舊漆膜膨脹、滲透、軟化和剝離，從而清除舊漆膜。有機(jī)脫漆劑可分為可燃型和阻燃型兩種?？扇夹陀袡C(jī)脫漆劑適用于硝基漆和醇酸漆的脫除，其主要成分是苯與丙酮。阻燃型有機(jī)脫漆劑適用于脫除環(huán)氧漆、有機(jī)硅漆、氨基烘漆、合成樹(shù)脂漆、瀝青漆等舊漆層，其主要成分是二氯甲烷。

3. 3 脫漆劑在彈藥表面維修處理中的應(yīng)用

選用脫漆劑時(shí)，首先應(yīng)考慮脫漆能力(應(yīng)能快速?gòu)氐椎孛摮科釋?，其次要考慮必須對(duì)基材沒(méi)有腐蝕性，避免使用有毒化學(xué)物質(zhì)，具有好的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性，以及脫漆后能提供一個(gè)容易重涂的表面。

3. 3. 1 施工技術(shù)

脫漆劑應(yīng)用于彈藥表面維修處理，技術(shù)已經(jīng)比較成熟，目前主要有2種施工方式。

3. 3. 1. 1 表面涂刷

用扁形豬鬃刷蘸取適量的脫漆劑均勻地涂刷在待處理的工件表面，厚度為1 ～ 2 mm，待漆膜溶脹、卷曲、咬起后，再用鏟刀鏟除可除去的面漆和底漆；然后用清潔的溶劑和鋼毛刷除去渣漬；最后，用潔凈的抹布擦拭干凈。視脫漆效果，以上步驟可重復(fù)進(jìn)行。

3. 3. 1. 2 整體浸漬

工作前將脫漆劑傾倒入專用的脫漆槽中，要求槽液的深度能浸沒(méi)待處理的工件。以掛具懸掛的方式使工件浸入液面以下，待漆膜起皺軟化后取出工件，將其在清洗槽中進(jìn)行表面清理。在條件允許的情況下，可在脫漆槽中設(shè)置蒸汽加熱裝置，通過(guò)加熱來(lái)提高脫漆效率。

3. 3. 2 施工工藝分析

3. 3. 2. 1 溫度的影響

根據(jù)脫漆原理，漆膜的脫除主要是依靠主溶劑分子的滲透侵蝕作用。當(dāng)溫度升高時(shí)，脫漆劑的擴(kuò)散滲透力隨之增強(qiáng)，脫漆速度應(yīng)加快。筆者用以苯甲醛為主溶劑的脫漆劑對(duì)某中口徑炮彈的彈丸和藥筒(銅質(zhì))進(jìn)行測(cè)試，采用密閉式脫漆槽試驗(yàn)，作溫度與脫漆速度的關(guān)系曲線，結(jié)果見(jiàn)圖1?？梢?jiàn)，最初脫漆時(shí)間隨著溫度的升高而縮短，當(dāng)溫度升至40 °C以上，曲線變化趨于平緩。此時(shí)，脫漆速度并不隨溫度的繼續(xù)升高而快速增加?？紤]到彈體內(nèi)炸藥和藥筒內(nèi)發(fā)射藥的性質(zhì)，加溫脫漆的溫度應(yīng)有一定的限制，而且溫度升高易破壞槽液有機(jī)組分的匹配，使脫漆劑的使用壽命縮短。為了節(jié)省能源和安全需要，一般采用常溫脫漆即可。

圖1 溫度對(duì)脫漆速度的影響Figure 1 Influence of temperature on paint removal speed

3. 3. 2. 2 攪拌的影響

實(shí)驗(yàn)在室溫下進(jìn)行，采用磁力攪拌器攪拌脫漆液。其中，低速攪拌是指設(shè)定的攪拌速度能使兩相混合但不形成渦流面，而高速攪拌意味著形成強(qiáng)渦流面。攪拌速度對(duì)脫漆速度的影響見(jiàn)表1。

表1 攪拌速度對(duì)脫漆時(shí)間的影響Table 1 Influence of agitation speed on paint removal time

表 1說(shuō)明攪拌速度對(duì)脫漆時(shí)間的影響不大。脫漆速度是受主溶劑滲入漆膜的速度控制。攪拌產(chǎn)生的氣泡有部分會(huì)吸附在漆膜表面，從而阻止溶劑繼續(xù)滲入漆膜內(nèi)，使漆膜溶脹、卷曲程度降低，從而抵消了攪拌對(duì)漆膜的機(jī)械撕裂作用。

3. 4 彈藥表面維修中脫漆劑的使用狀況

國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的脫漆劑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為化工部標(biāo)準(zhǔn) HG/T 3381–2003《脫漆劑》。該標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)一般工業(yè)脫漆劑制定的，技術(shù)指標(biāo)包括外觀及透明度、酸值、脫漆效率和對(duì)金屬的腐蝕作用4項(xiàng)[3]。美國(guó)軍標(biāo)MIL-R-25134中規(guī)定了中性脫漆劑的技術(shù)要求，如表2[4]所示。德國(guó)梅菲特工業(yè)集團(tuán)的產(chǎn)品──都芳脫漆劑應(yīng)用廣泛，可去除木制件、金屬件、塑料件和外墻表面的原有涂層，也可去除噴色劑和膠質(zhì)層面(使用脫漆劑后，漆層會(huì)自行脫落)。

表2 美軍標(biāo)規(guī)定的中性脫漆劑技術(shù)要求Table 2 Technical demand of organic solvent paint removers in American military standard

4 結(jié)語(yǔ)

在彈藥維修中，將現(xiàn)行的機(jī)械脫漆、除銹合并作業(yè)一分為二，采用脫漆劑對(duì)彈藥表面的原防護(hù)涂層進(jìn)行處理。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，脫漆速度較快，一般在室溫下原漆膜在10 ～ 30 min內(nèi)可軟化、溶脹，易于鏟除。由于彈丸涂裝前經(jīng)過(guò)了磷化處理，脫漆時(shí)不必考慮脫漆劑對(duì)鋼基的腐蝕性。若采用浸漬脫漆，不需要加熱、攪拌等附屬設(shè)備，施工方法簡(jiǎn)單，安全環(huán)保，工作效率高，可在彈藥維修機(jī)構(gòu)推廣應(yīng)用。

[1] 郝永安, 谷智國(guó). 通用彈藥維修技術(shù)[M]. 武漢: 武漢軍械士官學(xué)校, 2005: 104-110.

[2] 梁治齊. 實(shí)用清洗技術(shù)手冊(cè)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2003: 40.

[3] 李斌, 孫秀娟. 飛機(jī)脫漆劑及脫漆技術(shù)[J]. 清洗世界, 2010, 26 (1): 30-34.

[4] 杜克敏. 脫漆劑及其發(fā)展前景[J]. 中國(guó)涂料, 2005, 20 (2): 43-45.

Application of paint remover to surface maintenance and repair of ammunitions //

GUO Sheng-qiang*, HUANG Peng-bo, ZHAO Dong-hua, GU Zhi-guo, ZHANG Hua

Some problems existing in paint removal and rust removal processes of ammunition surface were analyzed. The advantages and disadvantages of alkaline remover, acidic remover and solvent remover applied to maintenance and repair of ammunition surface were introduced. The influence of temperature and stirring rate on paint removal speed was discussed. It was found that paint removal can be carried out at room temperature without heating and stirring. This method can be widely applied to the institutions engaged in maintenance and repair of ammunitions due to simple construction, safety, environmental friendliness and high efficiency.

paint remover; ammunition; maintenance and repair; surface treatment

Department of Ammunitions and Missile, Ordnance Non-commissioned Officer Academy at Wuhan, Wuhan 430075, China

TQ636.5

A

1004 – 227X (2011) 08 – 0075 – 03

2011–01–15

2011–03–14

郭勝?gòu)?qiáng)（1974–），男，湖北武漢人，碩士，副教授，從事彈藥腐蝕與防護(hù)技術(shù)方面的教學(xué)與研究工作。

作者聯(lián)系方式：(E-mail) gsqiang511@163.com。

[ 編輯：韋鳳仙 ]