[發明專利]一種具備保護層的航空器機翼外殼

有效

• 申請號: 201310526486.8
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103625059A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 張俊
• 申請（專利權）人: 溧陽市哈大成果轉化中心有限公司
• 主分類號: B32B27/06
• 分類號: B32B27/06;B32B27/08;B32B27/30;B32B27/40;B32B33/00;B64C1/00;C09D133/14;C09D133/16;C09D7/12;C08F220/28;C08F220/22;B05D3/12;B05D1/38
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 黃明哲

技術領域

本發明涉及一種具備保護層的航空器機翼外殼。

背景技術

隨著鋁、鎂等合金材料及復合材料在飛機制造業上的應用，飛機的性能尤其是飛行速度有了很大提高，現在飛機的飛行速度可超過1km/s。由于運動物體所受的摩擦力與速度的平方成正比，因此飛行速度的提高，對飛機外殼的性能提出了更高要求，尤其是耐溫性、耐紫外光性、耐凍融循環性、耐磨性、耐雨蝕性等，因此通常需要在飛機的航空器機翼外殼中設置防護涂層，該涂層一般通過噴涂涂料的方式來形成，但現有的常規涂料已很難滿足當期日益苛刻的要求。氟碳涂料是近年興起的一種高功能涂料，由于氟樹脂分子中含有化學結合力特強的C-F鍵，鍵能高達485.3KJ/mol，十分穩定，加之氟元素是元素周期表中電負性最強的元素，對核外層電子吸引力強，難以陽極化，且氟原子體積大而具有空間位阻效應，使主鏈的穩定性大大增加，在受熱、光(包括紫外線)、各種化學介質及溶劑作用下，C-F鍵難以斷裂，故氟碳樹脂具有超強的耐候性、耐化學品性、耐磨性及耐高溫性等。由這類樹脂制成的氟碳飛機蒙皮涂料具有其他涂料難以達到的優異性能。但現有氟碳涂料普遍存在交聯度不夠、含氟單體比例高造成成本高、固體份含量低VOC含量高造成環境污染等缺陷。

發明內容

本發明旨在克服前述缺陷，提供一種包含低成本、環境友好的涂料涂層的航空器機翼外殼，具體地，該航空器機翼外殼包括蒙皮基材和防護涂層，該防護涂層包括一層鋅黃丙烯酸聚氨酯底漆和兩層氟碳面漆，鋅黃丙烯酸聚氨酯底漆干膜厚度為20微米，中間氟碳面漆干膜厚度為42微米，外層氟碳面漆干膜厚度為49微米。

所述防護涂層通過在蒙皮基材表面噴涂涂料來形成，所述涂料包括氟碳涂料，該氟碳涂料A組分包括下列成分：按重量計，高羥基含氟丙烯酸樹脂61-65%，顏色填料20-26%，納米氧化鎂3%，納米二氧化鈦3.5%，流平劑1%，消泡劑0.8%，分散劑1.2%，催化劑0.5%，溶劑3-5%；所述的流平劑為丙烯酸酯類、酯丁纖維素類以及長鏈硅樹脂類的表面活性劑；所述的催化劑為不含有機錫的環保型催化劑；消泡劑，成份為聚硅氧烷溶液；分散劑，成份為含親和顏料基團的高分子量嵌段共聚物溶液；所述的混合溶劑為甲基異丁基酮、丙二醇甲醚醋酸酯和醋酸丁酯的混合物，混合比例為1:2:3。

其中高羥基含氟丙烯酸樹脂的具體的制造方法如下：包括以下步驟：

（1）將總溶劑量70wt%的溶劑加入到裝有回流冷凝管、溫度計、攪拌器和滴液漏斗的四口燒瓶中，通入氮氣排氧，放入油浴鍋中，加熱至110℃，開動攪拌器，使溶劑回流；

（2）將由全部單體、鏈轉移劑、引發劑總量的95wt%、溶劑總量的20wt%組成的混合溶液在2小時內勻速地加入到反應器中，加完后，繼續保溫反應3小時；

（3）將剩余的引發劑和溶劑加入到反應器中，繼續保溫反應2.5小時停止，冷卻至室溫；

（4）倒入圓底燒瓶中，于60℃下減壓蒸餾大部分溶劑后，再經無水甲醇沉淀洗滌后，送往60℃烘干箱中減壓干燥24小時，再溶解于醋酸乙酯中，得到產品。

所述的氟碳涂料的工藝如下：按照組份A的配方，在容器中加入80%質量的所述高羥基含氟丙烯酸樹脂和所述有機溶劑，以及全部的所述納米材料和所述分散劑；進行低速攪拌(350轉/分)，攪拌時間約8分鐘，停止攪拌機；然后加入所述顏色填料，高速(1500轉/分)攪拌20分鐘；研磨，達到顆粒細度≤10μm；再加入剩余的所述高羥基含氟丙烯酸樹脂和其他各種所述助劑，并用剩余的所述有機溶劑調節粘度；攪拌均勻；過濾；將制得的所述組份A單獨包裝；將組份B按照與組份A的規定配比單獨包裝。

利用氟碳涂料來在蒙皮基材表面形成防護涂層的工藝包括如下步驟：

清洗和打磨：

采用60℃溫水沖洗去除蒙皮殘余脫漆劑，用潔凈的本色細平布沾溶劑粗清洗去除污物，水砂磨或溶劑砂磨蒙皮表面，用潔凈的本色細平布沾與涂料配套的清洗劑精洗表面并干燥，處理過的表面應潔凈、無污染，保證35s水膜連續不分岔；

噴涂底漆

在清洗和打磨步驟完成的5小時之內，在蒙皮基材表面均勻地噴涂一層鋅黃丙烯酸聚氨酯底漆；采用高壓無氣噴涂，壓力比35:1，噴槍距離550～720mm，噴射角75～80度，噴涂電壓26～30V，噴涂電流200～240A，噴嘴直徑：0.48～0.56mm，環境濕度：＜76%，蒙皮基材表面溫度高于露點5℃以上，噴涂一遍；

噴涂第一層氟碳面漆