王振良

摘要：分析和總結(jié)了波音飛機(jī)的外部噴漆系統(tǒng)，并對現(xiàn)有各噴漆系統(tǒng)進(jìn)行了比較和探討。

關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)噴漆系統(tǒng);高固態(tài)無鉻噴漆系統(tǒng);BC/CC噴漆系統(tǒng);SSS噴漆系統(tǒng)

0 引言

飛機(jī)涂料是一種可在飛機(jī)機(jī)體、附件或零部件等物體表面形成連續(xù)膜的材料。涂料主要由成膜物質(zhì)、顏料、溶劑和助劑等組成。涂料的涂覆工藝有刷涂、滾涂和噴涂等。成膜后的涂料對飛機(jī)機(jī)體、附件或零部件起到防腐、耐磨、耐熱、耐溫變、耐紫外線和裝飾等作用。另外，機(jī)身表面的涂料還可提高機(jī)體的氣動光滑性，減小飛行時機(jī)體與大氣的摩擦，能有效降低燃油消耗;雷達(dá)罩和天線罩上的涂料有透波和防靜電等性能;某些位置的涂料有防滑、熒光標(biāo)識等性能;客艙內(nèi)飾涂料具有耐磨、阻燃等性能。

飛機(jī)的涂料主要分為外部噴漆、內(nèi)部噴漆和特殊噴漆等。其中，外部噴漆因具有裝飾、防腐、標(biāo)識等作用，直接反映航空公司的形象，為公眾所熟悉。與汽車、建筑、橋梁和家具等噴漆不同，飛機(jī)的外部噴漆有其特殊性和復(fù)雜性。鑒于國內(nèi)尚未有關(guān)于飛機(jī)外部噴漆較系統(tǒng)的研究和分析，本文將對波音飛機(jī)的外部噴漆系統(tǒng)進(jìn)行探討。

1 波音飛機(jī)的常用涂料

飛機(jī)外部噴漆系統(tǒng)主要包括化學(xué)轉(zhuǎn)化涂層、底漆和面漆等?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化涂層有陽極化法和刷涂法兩種，可作用于飛機(jī)的機(jī)體鋁表面，形成一層疏松多孔的氧化膜，既能增加機(jī)體防腐，又能提高機(jī)體與底漆的黏接性。底漆噴涂于化學(xué)轉(zhuǎn)化膜表面，防止機(jī)體材料腐蝕，與化學(xué)轉(zhuǎn)化膜和面漆有很好的兼容性，可有效提高面漆的附著力。面漆是噴漆系統(tǒng)中最外側(cè)涂層，是噴涂系統(tǒng)主要性能的承擔(dān)者，具有較好的裝飾性以及耐磨、耐熱、耐溫變、耐紫外線、耐老化和耐天候性能。如果噴漆系統(tǒng)中存在清漆，清漆則為噴漆系統(tǒng)的最外側(cè)面漆，起到保護(hù)內(nèi)側(cè)面漆、提供光亮度的作用。

波音飛機(jī)噴漆系統(tǒng)的常用化學(xué)轉(zhuǎn)化涂層符合MIL-DTL-5541，最常用的有Alodine 600、Alodine 1000、Alodine 1200、Alodine 1200S、Bonderite M-CR 1132和BMS10-128等產(chǎn)品。隨著各國對環(huán)保及人員安全的重視，含鉻的Alodine系列產(chǎn)品使用得越來越少，改由其他不含鉻的產(chǎn)品來替代，如BMS10-128。

如表1所示，波音飛機(jī)噴漆系統(tǒng)的常用底漆[2-5]有BMS10-79 TYPE II & III、BMS10-103 Type I、BMS10-72和BMS10-11等。與其他用于飛機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的底漆不同，BMS10-103 Type I不含鉻，主要用于飛機(jī)復(fù)合材料表面的噴涂。其中，BMS10-79 TYPE II & III、BMS10-103 Type I、BMS10-72主要用于飛機(jī)外部噴漆系統(tǒng)，其防腐效果相對BMS10-11較差，易于被化學(xué)褪漆劑褪除。BMS10-11底漆由于防腐效果好，主要搭配BMS3-23、BMS3-26、BMS3-29和BMS3-35等防腐劑，用于飛機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的防腐。BMS10-11不易被化學(xué)褪漆劑褪除，可在日常維修補(bǔ)漆時小面積使用，一般不在飛機(jī)外部噴漆系統(tǒng)中大面積使用，否則可能出現(xiàn)因飛機(jī)重新噴漆時難以去除底漆而致飛機(jī)停場時間過長等問題。

波音飛機(jī)噴漆系統(tǒng)的常用面漆有BMS10-72、BMS10-60和BMS10-11等。其中，BMS10-72和BMS10-60面漆主要用于飛機(jī)外部噴漆系統(tǒng)，BMS10-11面漆主要用于機(jī)翼、起落架或飛機(jī)內(nèi)部某些結(jié)構(gòu)或零部件的裝飾噴涂，一般與BMS10-11底漆配合使用。

除747-400飛機(jī)AMM手冊推薦采用BMS10-79 TYPE II & III底漆加BMS10-60面漆的噴漆系統(tǒng)以外，737、777和747-8手冊推薦采用BMS10-72噴漆系統(tǒng)、AMS3095噴漆系統(tǒng)或BMS10-79 TYPE II & III 底漆加BMS10-60面漆噴漆系統(tǒng)。一般認(rèn)為BMS10-79 TYPE II & III底漆加BMS10-60面漆相當(dāng)于BMS10-72噴漆系統(tǒng)或AMS3095噴漆系統(tǒng)。因此，除787采用SSS可選擇性褪漆噴漆系統(tǒng)外，其他機(jī)型的飛機(jī)噴漆系統(tǒng)基本相同。

2 波音飛機(jī)的常用噴漆系統(tǒng)

根據(jù)噴漆系統(tǒng)中的化學(xué)轉(zhuǎn)化涂層、底漆和面漆的不同，可以將現(xiàn)有的飛機(jī)外部噴漆系統(tǒng)分為標(biāo)準(zhǔn)噴漆系統(tǒng)、高固態(tài)無鉻噴漆系統(tǒng)、BC/CC噴漆系統(tǒng)和SSS噴漆系統(tǒng)。

2.1 標(biāo)準(zhǔn)噴漆系統(tǒng)

標(biāo)準(zhǔn)噴漆系統(tǒng)又稱傳統(tǒng)噴漆系統(tǒng)，主要由阿洛丁作為化學(xué)轉(zhuǎn)化涂層與含揮發(fā)性有機(jī)物較多的含鉻環(huán)氧底漆和聚氨酯面漆組成，如圖1所示。含鉻的阿洛丁以及含揮發(fā)性有機(jī)物較多的底漆和面漆均對環(huán)境和人員有很大的危害性和毒性，民航業(yè)一直致力于使用環(huán)保的化工品替代現(xiàn)有的化工品，并在2018年全面禁止使用含鉻的產(chǎn)品。目前幾乎沒有航空公司和維修站采用傳統(tǒng)噴漆系統(tǒng)對飛機(jī)進(jìn)行噴漆。

2.2 高固態(tài)無鉻噴漆系統(tǒng)

相對于標(biāo)準(zhǔn)噴漆系統(tǒng)，主要采用不含鉻的化學(xué)轉(zhuǎn)化涂層BMS10-128 SOL-GEL和含揮發(fā)性有機(jī)物較少的不含鉻底漆和聚氨酯面漆組成，如圖2和圖3所示。高固體涂料具有環(huán)保性好、安全性高、遮蔽性強(qiáng)、干燥快和揮發(fā)性小等優(yōu)點(diǎn)，可以有效減輕飛機(jī)重量和噴漆停場時間。主要生產(chǎn)廠家有提供符合BMS10-72和AMS3095標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的PPG和Akzo，以及僅符合AMS3095標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的Mankiewicz和Sherwin-Williams。

2.3 BC/CC噴漆系統(tǒng)

BC/CC噴漆系統(tǒng)是Basecoat+ Clearcoat（基色漆清漆系統(tǒng)）的縮寫，主要由不含鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化涂層BMS10-128 SOL-GEL、底漆和Basecoat加Clearcoat面漆組成，是最新的航空面漆系統(tǒng)，如圖4所示。其主要特征是：Basecoat以色漿為主，相比傳統(tǒng)的面漆，樹脂、溶劑、添加劑的成分大大減少，因而噴涂很薄的漆層就有很鮮艷和高覆蓋的效果，一般來講，普通面漆要噴兩遍，而Basecoat只噴一遍即可。在噴涂Basecoat后需要在其表面噴涂清漆，即Clearcoat作為出光保護(hù)使用。擁有較成熟BC/CC噴漆系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家主要有PPG等。

與傳統(tǒng)的高固態(tài)面漆相比，BC/CC系統(tǒng)包括以下優(yōu)點(diǎn)。

1） 縮短飛機(jī)停場時間。因Basecoat干燥時間短，縮短了施工時間（Basecoat兩小時即可干燥，可進(jìn)行下一步包貼、噴涂其他顏色等工作;高固態(tài)面漆需要8～10小時才能干燥）。另外，在一個顏色上噴涂另一顏色時無需打磨，節(jié)約了時間和耗材，在實際操作中可以靈活調(diào)整各個顏色噴漆的步驟，節(jié)約了時間。

2） 色澤更鮮艷，且耐久性好。色澤一般可保持8～10年（高固態(tài)面漆的噴漆間隔是5～6年）。

3） 減輕涂料重量。視顏色不同有所差別，理論上可平均減少20%～25%的涂料重量。

4） 因有Clearcoat的保護(hù)，涂料耐腐蝕、耐油污和耐紫外線的能力更強(qiáng)。飛機(jī)外表的清潔間隔也可相應(yīng)加長，減少了清潔次數(shù)。

5） 更低的VOC排放（降低15%），更加環(huán)保。

6） 噴涂BC/CC系統(tǒng)后，飛機(jī)表面更光滑，減少了飛行時的摩擦阻力，節(jié)約了燃油。

7） 所有標(biāo)識都在噴涂Clearcoat之前做好，有利于標(biāo)識的保護(hù)。而高固態(tài)面漆上的標(biāo)識是最后施工的，因沒有清漆的保護(hù)，容易出現(xiàn)老化及脫落現(xiàn)象。

8） BC/CC系統(tǒng)操作簡單，噴涂時無需專用工具。

2.4 可選擇性褪漆的噴漆系統(tǒng)

可選擇性褪漆的噴漆系統(tǒng)是指飛機(jī)重復(fù)褪噴漆時可以僅褪至中間層而不褪底漆的噴漆系統(tǒng)。目前在波音的各機(jī)型中，僅787飛機(jī)采用了可選擇性褪漆的噴漆系統(tǒng)。787飛機(jī)的蒙皮主要是復(fù)合材料而非鋁質(zhì)蒙皮，因此其噴漆系統(tǒng)的組成也不同。787飛機(jī)的可選擇性褪漆的噴漆系統(tǒng)主要由復(fù)合材料底漆BMS10-118、中間漆層BMS10-120和面漆BMS10-126加最外側(cè)面漆BMS10-125組成，如圖5所示?？蛇x擇性褪漆的噴漆系統(tǒng)可以使用對環(huán)境污染小的溫和褪漆劑，在保留飛機(jī)原有出廠底漆層的情況下褪去面漆，可以避免傷害飛機(jī)復(fù)合材料基體或陽極化處理過的飛機(jī)金屬表面基體?？蛇x擇性褪漆系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是允許在非金屬表面使用褪漆劑，無需更換機(jī)身表面密封膠和底漆，大大縮短了施工時間，有效地降低了飛機(jī)換裝成本和操作人員的健康安全隱患等。

3 結(jié)束語

目前，除787飛機(jī)還未到重新褪噴漆時間外，國航其他機(jī)型的噴漆系統(tǒng)已基本換成BC/CC系統(tǒng)，并已完成20余架飛機(jī)的噴涂工作。BC/CC系統(tǒng)是最新的噴漆系統(tǒng)，具有噴涂層數(shù)少、干燥時間快、遮蓋性強(qiáng)和光澤性好等特點(diǎn)。如果結(jié)合可選擇性褪漆的噴漆系統(tǒng)，BC/CC系統(tǒng)將有更好的應(yīng)用。不過，由于可選擇性褪漆的噴漆系統(tǒng)對飛機(jī)第一次噴漆要求較高，其應(yīng)用更取決于波音公司在飛機(jī)出廠時是否采用了該噴漆系統(tǒng)，而現(xiàn)役飛機(jī)是不能采用可選性褪漆的噴漆系統(tǒng)的?？梢灶A(yù)測，未來將有更多機(jī)型的新飛機(jī)結(jié)合BC/CC和可選擇性褪漆的噴漆系統(tǒng)，將進(jìn)一步縮短施工時間、減少施工成本，也更有利于航空公司和維修站的噴漆操作。

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