材料工程JOURNAL OF MATERIALSENGINEERING1999年第4期No.41999 磷化底漆在军用飞机蒙皮涂层修补中的应用研究刘翔 丁鹤雁 ［摘要］ 研制了一种用于飞机旧蒙皮涂层修补的磷化底漆。
将确定的优化配套涂料与国外同类涂料进行了性能对比，结果表明，由该磷化底漆组成的飞机蒙皮涂层系统的综合性能达到国际同类产品的技术水平。
关键词 磷化底漆 飞机蒙皮 涂层修补Study and Application of Phosphating Primer inthe Repairing of Military Aircraft Skin CoatingsLiu xiang Ding Heyan(Institute of Aeronautical,Beijing) ［Abstract］ A modified phosphating primer has been studied to be intended to repair military aircraft old skin coating,and compared with similar foreign product. The results show that the comprehensive properties of the aircraft skin coating containing this kind of primer reach the levels of similar foreign products in technology. Keywords phosplating primer aircraft skin repairing of coating 军用飞机蒙皮在涂漆前的表面处理一般选择铬酸阳极化、阿罗丁氧化处理和磷化底漆三种处理方式。
铬酸阳极化需要用水池浸泡，故其仅限于铝合金零件的表面处理；阿罗丁氧化适用于整机表面处理，对于飞机修补中已氧化的旧蒙皮，经验表明阿罗丁的表面处理效果不如磷化底漆。
另外铬酸阳极化或阿罗丁氧化处理后需用大量的去离子水冲洗，冲洗后的水中含有铬离子，容易造成环境污染；使用阿罗丁处理后，表面的氧化膜不导电，无法采用胶结点焊新工艺进行焊接。
因此目前军机修补中的表面防护处理最好使用磷化底漆。
磷化底漆是一种高效的金属表面预处理剂。
国外也称其为洗涤底漆。
它是40年代由美国Bakelite公司开发的产品。
60年代就在美国和欧洲一些国家的军用飞机上大量使用，并制订了相应的军用标准。
80年代后，又有了迅速发展。
为了适应我国航空工业的发展和满足军机返修的技术要求，我院研制出XF06-2磷化底漆，并在空军飞机修理厂进行试用。
本工作研究了磷化底漆的性能并同国外同类产品对比。
1 实验部分1.1 材料 在测定XF06-2磷化底漆性能时，选用了国产X06-1和荷兰SIKKENS公司的产品做对比实验。
除对磷化底漆单独进行评定外，还对涂层系统进行了测量。
表1列出了试验用的涂层系统组成。
表1 涂层系统的组成Table 1 Compositions of the coatings system涂层系统A B C厂 家荷兰SIKKENS公司天津油漆厂北京航空材料研究院磷化底漆洗涤底漆X06-1XF06-2中间底漆聚氨酯中间底漆S06-103h H06-1012h面 漆聚氨酯面漆S04-103h S04-101h 1.2 制板工艺 三种涂层系统所用的底材均为LY12旧飞机蒙皮铝板。
规格为50mm×100mm×1mm。
该铝板先用汽油或二甲苯清洗除油二次，再用丙酮擦冼一次，最后用乙醇擦冼两次。
铝板经干燥后，磷化底漆按要求薄薄地喷涂一层，其它底漆按正常要求的厚度喷一层，磁漆均匀地喷涂两层。
所有涂层均采取自然干燥的工艺。
试板在室温下放置7天后投入试验。
2 试验结果2.1 磷化底漆的对比试验结果 由表2我们看到XF06-2磷化底漆耐介质性能明显高于X06-1磷化底漆，与国外样品的性能相当。
表2 磷化底漆性能对比结果Table 2 Comparing results of the phosphating primers性能测试SIKKENS公司底漆X06-1底漆XF06-2底漆漆膜外观黄色半透明浅黄色透明浅黄色半透明漆膜厚度/μm8～1210～1210～12柔韧性/mm111冲击强度/kg。
cm707070附着力(划圈法)1级1级1级耐盐水性 3h无变化起泡无变化 48h起泡-无变化耐盐雾性 8h起泡起泡无变化2.2 涂层系统的试验结果 由表3可以看到用X06-1磷化底漆打底的B类涂层系统耐水三天就起泡，这可能与X06-1磷化底漆耐水性差有关。
另外从机械性能看，B类涂层系统的机械性能最差，这说明B类涂层系统的配套性不好，而C类涂层系统与A类涂层系统性能相当。
表3 涂层系统试验结果Table 3 Test results of the coating system检测项目A B C涂层厚度/μm83～8573～8281～86柔韧性/mm2102冲击强度/kg。
cm503050160℃耐热4h后柔韧1033性/mm冲击强度/kg。
cm505050-54℃耐寒4h后544柔韧性/mm耐湿热性 30d无明显变化无明显变化无明显变化耐盐雾性 30d无明显变化无明显变化无明显变化耐蒸馏水性 3d无明显变化表面布满气泡无明显变化湿胶带附着力合格不合格合格3 讨论3.1 磷化底漆在飞机蒙皮涂层系统中的作用 由表1和表2的实验结果综合分析可知：X06-1磷化底漆耐介质性能不好，其配套涂层系统B的耐介质性能也不好。
SIKKENS公司产的磷化底漆与XF06-2磷化底漆耐介质性能较好，其配套的涂层系统A和C的耐介质性能相应的也好。
这说明磷化底漆耐介质性的好坏，直接影响整个飞机蒙皮涂层系统的耐介质性能。
这是因为磷化底漆在飞机蒙皮涂层系统中起着承上启下的作用，其涂层系统首先靠磷化底漆的磷化及钝化作用牢固地将树脂部分络合在铝蒙皮表面，再利用树脂部分的羟基与中间底漆牢固地接合，最后喷涂上磁漆。
若磷化底漆本身耐水性差，当水分子透过面漆和中间底漆的漆膜后作用于磷化底漆漆膜，会使整个蒙皮涂层系统与铝合金的结合力下降，最终有可能导致整个蒙皮涂层系统的脱落。
所以磷化底漆在飞机蒙皮涂层系统中的作用不可忽视。
3.2 磷化底漆与环氧底漆的相溶性 磷化底漆的漆膜很薄，一般需要8～10μm左右，所以单纯一道磷化底漆的防腐能力很弱，必须上罩其它防锈底漆才能有较好的效果。
因为H06-1012h环氧底漆已被指定用于先进飞机蒙皮底漆，故选择它与XF06-2磷化底漆配套。
H06-1012h环氧底漆在1996年以前所用的固化剂是国产的。
经多次工艺试验，我们采取磷化底漆常温干燥0.5～4h后喷涂H06-1012h底漆的工艺，试验结果表明其涂层系统性能完全达到技术要求。
1996年之后，H06-1012h底漆固化剂改为同类型进口的聚酰胺树脂。
仍用原工艺做实验时，发现配套涂层系统附着力低于10MPa，冲击强度是5kg*cm，柔韧性是10mm，达不到技术要求。
经应用工艺研究，重新制订了涂漆工艺，即磷化底漆常温干燥4h或60℃烘3h后再涂H06-1012h环氧底漆，结果涂层系统性能满足了技术要求。
经分析表明，进口固化剂与国产固化剂分子结构中端基不同，国产固化剂的端基含有-NH2基团，它可参与磷化底漆的固化，与其形成整体；而进口固化剂的端基是-NHR，不能参与磷化底漆的固化反应，必须等磷化底漆固化完毕，依靠环氧漆中含有极性的羟基、醚键等与磷化底漆形成氢键结合，使H06-1012h环氧底漆牢固地附着在磷化底漆表面，满足技术性能的要求。
3.3 固化工艺的影响 由图1可以看到，用国产固化剂固化的H06-1012h环氧底漆可与常温固化0.5～4h的磷化底漆达到最佳附着力；而由图2可以看到，改用进口固化剂固化的H06-1012h环氧底漆可与常温固化24～48h的磷化底漆达到最佳的附着力。
由此可见固化工艺对涂层系统的附着力有直接影响，因此针对不同的涂层系统，选择不同的固化工艺是涂层系统应用的重要工作。
38-1.gif (4708 bytes)图1 磷化底漆常温干燥时间与涂层附着力之间的关系Fig. 1 Relationship between dryingtime at room temperature of the primerand the adhesion of coating38-2.gif (4564 bytes)图2 磷化底漆加温干燥时间与涂层附着力之间的关系Fig. 2 Relationship between dryingtime at raised temperature of the primerand the adhesion of coating4 结论 (1)XF06-2磷化底漆具有优良的附着力和机械性能，并有良好的防锈性能。
(2)XF06-2磷化底漆→H06-1012h环氧底漆→13-2丙烯酸聚氨酯磁漆这一涂层系统的配套性和耐介质性能优于国内现用的蒙皮系统，与国外蒙皮涂层系统性能相当。
(3)磷化底漆的耐介质性能的好坏可能会影响整个涂层系统的耐介质性能。
(4)选用H06-1012h环氧防锈漆时，必须根据固化剂的品种，选择合理的固化工艺。
作者简介：刘翔，男，1965年10月出生，北京航空材料研究院工程师。
主要从事航空涂料的研究工作。
联系地址：北京81信箱9分箱（100095）。
作者单位：（北京航空材料研究院）参考文献 [1] MIL-C-47159.COATING.WASH PRIMER PRETREATMENT，1971.7 [2] 陈世杰.涂料工艺.第一、五分册,1994，8 [3] 虞兆年.防腐蚀涂料和涂装.1994，3 [4] ZBG51007-87.X06-1乙烯磷化底漆(分装).专业标准,1987，5 [5] Q／6s1049-93，H06-1012h环氧底漆技术标准，1994，6稿件收到日期：1998-11-15修改稿收到日期:1999-01-25。