文 璟，王 黎，郭年華

(1 廣州合成材料研究院有限公司，廣東廣州510665;2 海洋化工研究院有限公司，山東青島266071)

航空涂層材料對所涂敷的基材具有保護性，延長了飛機的維護周期和使用壽命，及表面裝飾等功能性作用。由于飛機在飛行和保障時所處的復雜環(huán)境，飛機涂層的老化性能是衡量涂層防護性的一個重要指標。戶外大氣環(huán)境下，太陽光尤其是紫外線常常是引起涂層老化降解的主要因素［1，2］。高原地區(qū)特有的氣候條件，如高紫外(紫外線平均照度為20W/m2，高于海平面紫外線平均照度20 倍以上)、高溫差、風沙大、氣壓低等，對有機涂層破壞能力極強，對涂層老化具有非常強的加速效果［3］。

將可用于飛機蒙皮的涂層系統(tǒng)在拉薩大氣試驗站進行了兩年的大氣暴露試驗，本文對這兩年的大氣暴露試驗數(shù)據(jù)進行了整理，通過對涂層顏色以及光澤等老化數(shù)據(jù)的分析，對這幾組航空材料的涂層體系和顏料體系進行了評價。

1 試驗

1.1 測試標準

大氣暴露試驗按GB/T 9276 規(guī)定進行;漆膜光澤按照GB/T 9754 進行測定;漆膜色差按照GB/T 11186.2 和GB/T 11186.3 進行測定;涂層老化評級方法按照GB/T 1766 進行。

1.2 制板

試驗樣品共有7 組涂層材料試片(試片尺寸:250mm ×150mm ×1mm，試片材質:2024 - T3 鋁合金板)，每組各4 片，采用空氣噴涂、常溫干燥，詳情如表1。

1.3 試板投放

樣品暴曬地點為拉薩站，該試驗站的環(huán)境參數(shù)及特征見表2。

表1 航空涂層材料大氣暴露試驗樣板制備Table 1 Preparation of aircraft coatings test panels

表2 大氣環(huán)境試驗站－拉薩站的環(huán)境參數(shù)及特征Table 2 Environmental parameters and characteristics of Lasa

圖1 航空涂層材料大氣暴露試驗樣板原始上架圖Fig.1 The original position of aircraft coatings test panels

試板投試方式為直接大氣暴露(如圖1)，朝向:南，角度:45°，試驗周期2年，試板進行光澤和色差的檢測時間為:原始檢測(0個月)、3個月、6個月、9個月、12個月、18個月、24個月。七組涂層材料試片，每組各4 片樣品，其中每組各留有1 片作保留試樣，另3 片進行大氣暴露試驗。

2 試驗結果與討論

投放的7 組涂層材料試板，每組中4 號試板為保留樣板，其余3 片樣板進行測試，測試數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)進行對比，經過24個月的拉薩大氣暴露試驗，七組試板除了顏色、光澤有變化外，未發(fā)生起泡、粉化、裂紋、脫落等其他老化現(xiàn)象。

2.1 色差

投放的7 組涂層材料試板的色差數(shù)據(jù)對比如表3。

表3 七組試板色差數(shù)據(jù)對比Table 3 The color difference of seven groups test panels

由表3 的色差數(shù)據(jù)，繪制圖2。

圖2 七組試板大氣暴露試驗色差變化圖Fig.2 Color difference of seven group test panels in natural weathering test

(1)從圖表可以看出，色差變化從低到高的順序為:G 白色，B 次白，F(xiàn) 灰色，C 深藍，A 綠色，E 藍色，D 紅色。

(2)七組試板的變色程度和等級:G 白色、B 次白、F 灰色為0 -1 級，C 深藍、A 綠色、E 藍色為1 -2 級，D 紅色為3 級，說明以無機顏料為主的涂層系統(tǒng)(G 白色、B 次白、F 灰色)的耐候性明顯好于以有機顏料為主的涂層系統(tǒng)。

(3)同一涂層體系(A、B、C、D 為同一涂層體系，E、F、G 為同一涂層體系)不同顏色試板之間的色差變化和顏料的耐候性有直接關系，無機顏料(白色)的耐候性明顯好于有機顏料(綠色、藍色、紅色)的耐候性。

2.2 光澤

投放的7 組涂層材料試板的光澤數(shù)據(jù)對比如表4。

由表4 的光澤數(shù)據(jù)，繪制圖3。

表4 七組試板光澤數(shù)據(jù)對比Table 4 The gloss of seven groups test panels

圖3 七組試板大氣暴露試驗光澤變化圖Fig.3 Gloss loss of seven group test panels in natural weathering test

(1)從圖表可以看出，經過24個月的拉薩大氣暴露試驗，七組試板中有六組試板的光澤保持率在70%以上(E 藍色光澤保持率在68%左右)。

(2)七組試板的光澤保持率與涂層體系和顏料體系沒有明顯關聯(lián)，試板光澤數(shù)據(jù)有一定的跳躍性，但在12個月以后呈明顯的上升趨勢。

3 結論

(1)通過對七組試板的色差數(shù)據(jù)分析，以無機顏料為主的涂層系統(tǒng)的耐候性明顯好于以有機顏料為主的涂層系統(tǒng)，其變色程度和等級為:G 白色、B 次白、F 灰色為0 -1 級，C 深藍、A 綠色、E 藍色為1 -2 級，D 紅色為3 級。

(2)七組試板的光澤保持率與涂層體系和顏料體系沒有明顯關聯(lián)，經過2年的拉薩大氣暴露試驗，試板的光澤保持率普遍在70%以上。

(3)經過24個月的拉薩大氣暴露試驗，七組試板未發(fā)生起泡、粉化、裂紋、脫落等老化現(xiàn)象。

(4)涂層的色差和失光率在12個月以后有明顯的上升趨勢，說明自然曝曬試驗一年至一年半的期間是材料發(fā)生老化現(xiàn)象的關鍵期。

［1］潘瑩，張三平，周建龍，等. 大氣環(huán)境中有機涂層的老化機理及影響因素［J］. 涂料工業(yè)，2010，40(4):68－72.

［2］王輝，宣衛(wèi)芳，劉靜，等. 飛機蒙皮用含氟聚氨酯涂層老化原因分析［J］. 裝備環(huán)境工程，2011，8(5):43－46

［3］盧言利. 有機涂層高原環(huán)境影響參數(shù)分析及老化機理研究［J］. 涂料工業(yè)，2012，42(4):12－16.