中圖分類號： .6 文獻標志碼：A 文章編號：1001-5922（2025）05-0009-04

Abstract：The adhesion between diferent sealants and diferent coating systems was studied，and the changes in adhesive properties of thepainted surface without sanding and after sanding were verified.The results showed that HM120 B-4 sealant had poor adhesion to a variety of coating systems，and it was necessary to full polish HM120 sealantbefore applying HM12O sealant on the topcoat. HM113 and HM1123 sealants had poo adhesion to QH-15 QFS -15B，BFJ-1901-1 BFJ-1901-2 and CTN-3728 CTA -3761 coating systems，but had good adhesion to QH -15 QFS -15E3 and HDY -HO6 -Y010 HDY -S04 -22 coating systems，and could be coated without grinding.HM317 sealant had good adhesion adaptability to QH -15 QFS-15B coating system，and could be coated without grinding.It was not recommended to apply JLG -1O3 B -2 sealant to the surface of the topcoat.

Key words ：sealant ；coating system ； topcoat； bonding property

密封劑是飛機上使用的重要功能性材料，目前大量用于機身和機翼整體油箱密封、機身結(jié)構(gòu)密封、空氣系統(tǒng)密封、座艙密封等[19]。涂料作為一種重要的飛機用非金屬材料，由于具有良好的保護性、優(yōu)良的附著強度、良好的機械物理特性及較優(yōu)的耐氣候性等優(yōu)點，在飛機上使用主要起到保護、裝飾、標志和特種功能作用[10-14]。飛機在服役和使用過程中，可能會受到空氣、水分、鹽分等外界腐蝕介質(zhì)影響，從而對飛機結(jié)構(gòu)產(chǎn)生腐蝕損傷。因此，飛機外表面、整體油箱等金屬零件部位通常采用涂層系統(tǒng) + 密封劑的形式進行防護。飛機常規(guī)裝配工序為零部件表面先噴涂底漆，再涂覆密封劑，最后整機活化打磨后噴涂面漆。為了驗證密封劑與涂層系統(tǒng)的粘接性，需開展相關(guān)試驗研究。涂料與密封劑的粘接性是指它們之間相互附著的能力。良好的粘接性可以確保密封劑與涂料緊密結(jié)合，防止出現(xiàn)剝落、分層等情況。

無論哪種形式的密封，密封劑都會受到各種應(yīng)力的作用，其中剝離粘接力至關(guān)重要。密封劑與金屬或者其他材料的粘接剝離強度是評定密封劑和結(jié)構(gòu)件粘接性能的重要試驗項目，是材料研制、產(chǎn)品設(shè)計和材料生產(chǎn)質(zhì)量控制環(huán)節(jié)中不可缺少的關(guān)鍵性指標[15]。采用 剝離強度試驗方法，根據(jù)飛機實際使用工況，在鋁合金表面先噴涂涂層系統(tǒng)，再涂覆密封劑的試驗結(jié)構(gòu)形式，從而驗證密封劑與涂層系統(tǒng)的粘接性，為飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料選用提供可靠的性能數(shù)據(jù)。

1 試驗部分

1.1 試驗原料

1.1.1 密封劑試驗用密封劑如表1所示。

1.1.2 粘接底涂

試驗用粘接底涂如表2所示。

1.1.3 涂料

試驗用涂層系統(tǒng)如表3所示。

1.1.4 鋁合金試板

2A12-T4，1mm×75mm×150mm ，表面硫酸陽極化處理。

1.2 試驗儀器及設(shè)備

島津AG-X1KN電子拉力機，日本島津儀器有限公司；PHH201T高溫試驗箱，廣州無所環(huán)境儀器有限公司； THS-COC-100 型恒溫恒濕箱，臺灣慶聲科技股份有限公司。

1.3 試驗條件

試驗標準條件：溫度（ 23±2）9C ，相對濕度（50±5）% 。

1.4 試驗方案

1.4.1 噴漆試片準備

在表面硫酸陽極化處理過的2A12－T4鋁合金試板上，噴涂涂層系統(tǒng)，具體見表3。

1.4.2 漆面打磨

將噴漆試片一半進行打磨，一半不進行打磨。需要打磨的噴漆試片，打磨前用丙酮對試片進行預(yù)清洗，然后用3M7447打磨墊打磨面漆至表面粗糙失光，最后用丙酮清洗表面。

1.4.3密封劑與涂料系統(tǒng)粘接性試板制備

將配套底涂和密封劑按照HB5249—1993標準要求涂敷在未打磨或經(jīng)過打磨的噴漆試片上，制備剝離強度試板，具體如下：

（1）配套密封劑與QH-15底漆 +QFS-15B 面漆涂層系統(tǒng)，分別在未打磨和打磨的噴漆試片上涂覆NJD-3底涂 密封劑、NJD-10底涂 密封劑、NJD-3底涂 + HM113B-4密封劑、NJD-10底涂 +HM13B-4 密封劑、NJD-10底涂 密封劑和NJD-6底涂 +HM317 密封劑。

（2）配套密封劑與BFJ-1901-1底漆 +BFJ- 1901-2面漆涂層系統(tǒng)，分別在未打磨和打磨的噴漆試片上涂覆NJD-3底涂 密封劑、NJD-10底涂 密封劑、NJD-3底涂 + HM113B-4密封劑、NJD-10底涂 密封劑和NJD-10底涂 密封劑。

（3）配套密封劑與QH-15底漆 +QFS-15E3 面漆涂層系統(tǒng)，分別在未打磨和打磨的噴漆試片上涂覆NJD-3底涂 +HM120B-4 密封劑、NJD-3底涂 + HM113B－4 密封劑、NJD－10底涂 + HM1123B-4密封劑和JLG-103密封劑。

（4）配套密封劑與CTN-3728底漆 3761面漆涂層系統(tǒng)，分別在未打磨和打磨的噴漆試片上涂覆NJD-3底涂 +ΔHM120B-4 密封劑、NJD-3底涂 + HM113B-4密封劑、NJD-10底涂 +HM1123B-4 密封劑和JLG-103 密封劑。

（5）配套密封劑與 HDY-H06-Y010 底漆 + HDY-S04-22 面漆涂層系統(tǒng)，分別在未打磨和打磨的噴漆試片上涂覆NJD-3底涂 密封劑、NJD-3底涂 密封劑、NJD-10底涂 +HM1123B-4 密封劑和JLG-103密封劑。

1.4.4 性能測試

剝離強度按照HB5249—1993標準，采用電子拉力機進行測定，加載速率為 50mm/min 。每種剝離試驗測試6個有效數(shù)據(jù)，取平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 配套密封劑與 QH-15+QFS-15B BFJ-1901-1+BFJ-1901-2 涂層系統(tǒng)粘接性試驗結(jié)果及分析

配套密封劑與 QH-15+QFS-15B 、BFJ-1901-1+BFJ-1901-2 涂層系統(tǒng)粘接性試驗結(jié)果如表4所示。

由表4可知，未打磨前，HM120、HM113和HM1123密封劑與 QH-15+QFS-15B 涂層系統(tǒng)粘接性差；打磨后，可顯著提高其粘接性，內(nèi)聚破壞率均由界面破壞變?yōu)槊芊鈩?100% 內(nèi)聚破壞，粘接性結(jié)果由高到低依次為： 、NJD-3+HM113B-4，NJD-10+HM1123B-4 、NJD-3+HM12B-4N J D-10+H M120B-4NJD-6+HM317 。對于HM317密封劑，面漆表面打磨與否，對于涂層粘接性影響不大，密封劑剝離強度試驗結(jié)果基本相同，內(nèi)聚破壞均為 100% 。

由表4還可知，未打磨前，HM120、HM113和HM1123密封劑與 BFJ-1901-1+BFJ-1901-2 涂層系統(tǒng)粘接性均較差；打磨后，可顯著提高其粘接性，內(nèi)聚破壞率均由界面破壞變?yōu)槊芊鈩?100% 內(nèi)聚破壞，粘接性結(jié)果由高到低依次為： NJD-3+HM13B-4 、NJD-10+HM113B-4，NJD-10+HM1123B-4，NJD- 10+HM120B-4，NJD-3+HM120B-4 ，剝離強度測試時密封劑均與涂漆試板內(nèi)聚破壞。

2.2 配套密封劑與 QH-15+QFS-15E3 1CTN-3728+CTA-3761 涂層系統(tǒng)粘接性試驗結(jié)果及分析

配套密封劑與 QH-15+QFS-15E3：.CIN-3728+ CTA-3761涂層系統(tǒng)粘接性試驗結(jié)果如表5所示。

由表5可知，未打磨前，HM120密封劑與QH-15+QFS-15E3 涂層系統(tǒng)粘接性較差，面漆表面打磨至粗糙無光后，可提高HM120與涂層系統(tǒng)的粘接性，內(nèi)聚破壞率均由 60% 提升為 100% 。HM113B-4和HM1123B-4密封劑與 QH-15+QFS-15E3 涂層系統(tǒng)粘接性較好，面漆表面打磨與否，對粘接性影響不大?？傮w來說， QH-15+QFS-15E3 涂層系統(tǒng)與HM113B-4的粘接性優(yōu)于HM1123B-4。對于JLGB-2密封劑，未打磨前，其與 QH-15+QFS- 15E3涂層系統(tǒng)粘接適應(yīng)性較差，為界面破壞；經(jīng)打磨后與 QH-15+QFS-15E3 內(nèi)聚破壞提升為 100% 。

由表5還可知，未打磨前，HM120、HM113和HM1123密封劑與 CTN-3728+CTA-3761 涂層系統(tǒng)粘接性均較差；打磨后，可顯著提高其粘接性，內(nèi)聚破壞率均由界面破壞變?yōu)槊芊鈩?100% 內(nèi)聚破壞，粘接性結(jié)果由高到低依次為： NJD-3+HM113B-4 、NJD-10+HM1123B-4，NJD-3+HM120B-4 。同時，無論是否對面漆進行打磨， JLG-103B-2 與CTN-3728+CTA-3761 涂層系統(tǒng)進行剝離強度測試，密封劑與涂漆試板均為界面破壞，密封劑內(nèi)聚破壞率為 0% ，說明其與 CTN-3728+CTA-3761 涂層系統(tǒng)粘接性差。

2.3 配套密封劑與 HDY-H06-Y010+ HDY-S04-22 涂層系統(tǒng)粘接性試驗結(jié)果及分析

配套密封劑與 HHDY-H06-Y010+HDY- S04-22涂層系統(tǒng)粘接性試驗結(jié)果如表6所示。

由表6可知，未打磨前，HM120密封劑與HDY-H06-Y010+HDY-S04-22 涂層系統(tǒng)粘接性較差；打磨后，可提高HM120與涂層系統(tǒng)的粘接性，破壞形式由界面破壞變?yōu)?100% 內(nèi)聚破壞。HM113B-4和HM1123B-4密封劑與 HDY-H06-Y010+HDY- S04-22 涂層系統(tǒng)粘接性較好，面漆表面打磨與否，對粘接性影響不大， HDY-H06-Y010+HDY-S04-22 涂層系統(tǒng)與HM113B-4的粘接性優(yōu)于HM1123B-4。未打磨前，JLG103B-2密封與 HDY-H06-Y010+ HDY-S04-22涂層系統(tǒng)粘接適應(yīng)性較差；打磨后，內(nèi)聚破壞率有所改善，密封劑內(nèi)聚破壞率提升為 100% 。

2.4密封劑與涂層系統(tǒng)的粘接性分析

參考常規(guī)密封劑性能要求，HM120、HM113和HM1123等聚硫類密封劑剝離強度要求大于等于3.5kN/m ，內(nèi)聚破壞率 100% ；HM317有機硅密封劑剝離強度要求大于等于 1.75kN/m ，內(nèi)聚破壞率大于等于 85% ，對HM120B-4、HM113B-4、HM1123B-4、HM317、JLG103B-2密封劑與各類涂層系統(tǒng)粘接性結(jié)果如表7所示。

NJD -3更換為 NJD-10 底涂，不能改善其與QH- 涂層系統(tǒng)的粘接性。（2）對于HM113B-4密封劑，未打磨前與 QH-15+QFS-15B 、BFJ-1901-1 +BFJ-1901-2、CTN -3728+CTA-3761 涂層系統(tǒng)的粘接性差，而與 QH-15+QFS-15E 3、HDY-H06-Y010+HDY-S04-22 涂層系統(tǒng)的粘接性好；HM113B-4密封劑底涂由NJD-3更換為NJD-10，不能改善其與QH-15+QFS-15B，BFJ-1901-1+BFJ-1901-2 的粘接性。（3）對于HM1123B-4密封劑，未打磨前與 QH-15+QFS-15B，BFJ-1901-1+BFJ- 1901-2，CTN-3728+CTA-3761 涂層系統(tǒng)的粘接性差，而與 QH-15+QFS-15E3 、HDY -H06 -Y010+HDY-S04-22 涂層系統(tǒng)的粘接性好。（4）經(jīng)打磨面漆至粗糙失光后，與未打磨相比，原粘接性差的密封劑（HM120、HM113、HM1123）與QH-15+QFS-15B：，BFJ-1901：-：1+BFJ-1901：-：2 、（204 CTN-3728+CTA-3761 涂層系統(tǒng)組合，其剝離強度大幅提高， 100% 內(nèi)聚破壞，粘接適應(yīng)性好。這是因為打磨后表面粗糙度增加，出現(xiàn)許多微小的凹坑和凸起，這些微小的凹凸結(jié)構(gòu)提供了更多的物理接觸點，在使用密封劑涂覆面漆時，密封劑可以流入這些凹坑中，就像一個個小的“錨固點”，當密封劑固化后，這些被錨固的部分就大大增加了它們之間的結(jié)合力，從而使粘附力增強。另外打磨后的凹凸不平結(jié)構(gòu)使得實際的表面積比原來光滑表面的幾何表面積增大，讓更多的密封劑與面漆表面接觸，可以形成化學(xué)鍵或者較強的分子間作用力，從而使得粘附更加牢固。（5）對于HM317 有機硅密封劑，其與QH-15+QFS-15B 涂層系統(tǒng)粘接適應(yīng)性好，面漆打磨或不打磨無差異。這是由于HM317密封劑是一種雙組分防火阻燃有機硅密封劑，其基體材料為液體硅橡膠，以硅氧硅（—Si—O—Si—）為主鏈，而QFS-15B面漆為聚氨酯體系防腐涂料，以多異氰酸酯和多羥基化學(xué)物反應(yīng)而制得，性能由一NCO和—OH決定，NJD-6 粘接底涂作為一種含硫硅烷偶聯(lián)劑，含有雙親基團，其一部分基團與HM317 密封劑反應(yīng)形成化學(xué)交聯(lián)的有機基團；另一部分基團與QFS-15B涂料表面的羥基反應(yīng)，增強了HM317密封劑與 QH-15+QFS-15B 涂層系統(tǒng)的粘接效果。（6）對于JLG103B-2密封劑，其與 QH-15+ QFS -15E3、 HDY-H06-Y010+HDY-S04-22 CTN-3728+CTA-3761 涂層系統(tǒng)剝離后內(nèi)聚破壞率低，粘接適應(yīng)性較差；經(jīng)打磨后與 QH-15+ QFS - 15E3 HDY-H06-Y010+HDY-S04-22 內(nèi)聚破壞提升為 100% ，但CTA-3761面漆打磨后內(nèi)聚破壞率無改善，仍為界面破壞。

3結(jié)語

（1）HM120B-4密封劑與多種涂層系統(tǒng)粘接性較差，在面漆上涂敷HM120密封劑前需用打磨墊

進行充分打磨；

（2）HM113B-4、HM1123B-4密封劑與QH-15+QFS-15B，BFJ-1901-1+BFJ-1901- 涂層系統(tǒng)的粘接性差，涂敷HM113、HM1123密封劑前，需對涂層系統(tǒng)的面漆進行打磨；（3）HM113B-4、HM1123B-4密封劑與QH-15+QFS-15E3，HDY-H06-Y010+HDY-S04-22 涂層系統(tǒng)的粘接性好，可不打磨進行涂覆使用；（4）HM317密封劑與 QH-15+QFS-15B 涂層系統(tǒng)粘接適應(yīng)性好，可不打磨進行涂覆使用；（5） 1JLG-103B-2 密封劑與 QH-15+QFS- 15E3 .HDY-H06-Y010+HDY-S04-22，CTN- 3728+CTA-3761 涂層系統(tǒng)粘接適應(yīng)性較差；對CTN-3728+CTA-3761 涂層系統(tǒng)的面漆進行打磨，不能改善其與 JLG-103B-2 密封劑的粘接適應(yīng)性；且JLG-103B-2密封劑無適用底涂，不建議在面漆表面涂敷JLG-103B-2密封劑。

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（責任編輯：蘇幔）