紫外线和湿热环境对涂层的老化影响

 
 
目前美、英等一些发达国家主要是通过实验室加速老化实验的方法来评估涂层的耐紫外线性能. 针对我国飞机较严酷的服役环境以及典型军用飞机结构外露部位涂层老化失效的特点, 在确定涂层老化环境实验方法时, 要考虑紫外线和湿热环境对涂层的老化影响. 
一、试验背景
正航仪器设备有限公司在参照国内外同类实验方法, 并在完成前期探索性实验研究的基础上, 编制了加速老化环境谱. 该环境谱一个实验谱周期为24 小时, 由紫外线照射和湿热暴露两部分组成, 其中紫外线照射14 小时, 温度为( 50 2) e , 相对湿度为( 50 5) %; 湿热暴露10小时, 温度为( 40 2) e , 相对湿度为( 90 5) %。
二、实验方法
1、试件选用现役飞机结构3种典型铝合金材料:B951T2 结构件( 原始结构涂层) , …19 蒙皮模拟件,LY12CZ( 板材) , 尺寸为150 mm @ 75 mm 的试件. 部分试件按相关标准涂现役飞机用的2 种典型涂层, TB06- 9 底漆和T S70- 1 聚氨酯漆面漆; 部分涂IMR 纳米复合涂层, 该涂层是通过在聚氨酯漆中增加不同的纳米材料经特殊工艺复合而成。

2、实验过程
加速老化实验采用UR2600 紫外线老化实验箱予以实施, 箱体内的紫外线照射系统是由波长分别为256 纳米( 4支, 40W/ 支) 、300 纳米( 4 支, 40W/ 支) 、365 纳米( 12 支,40W/ 支) 的紫外线灯和2 支水冷式6KW 的氙灯组成. 色差测定采用德国产BYK 色差仪.速转动, 以使试件受到紫外线的均匀照射. 为了得到涂层老化程度与紫外线照射时间的定量关系, 定期将试样从实验箱中取出, 用脱脂棉蘸去离子水将试样表面洗净、吹干. 在室温条件下, 用BYK 色差仪测量涂层的色差值。
三、试验结果分析
311B95T2铝合金结构件涂层色差变化为了便于分析, 将试件色差随实验周期变化绘制成曲线. 图1为A1( @ 型飞机原始涂层) 和A2( 现役飞机用国产内表面涂层: T B06 - 9 底漆) 暴露30个周期后色差变化曲线. 不难看出, 2种涂层均发生显著变化, 色差均超过了5, 相比之下, A1色差变化稍大于A2的色差变化.312 …19 铝合金蒙皮试件涂层色差变化由图2 可以看出, B5( TB06- 9底漆+ IMR21 纳米聚氨脂漆) 色差变化值明显小于B1(飞机原始涂层) 、B2( TB06-9底漆) 、B4( TB06- 9) 底漆+ TS70- 1面漆) , 表明IMR21纳米聚氨脂复合涂层有良好的抗老化性能. B2的抗老化性能较差. B4为现役飞机的典型防护涂层, 其色差变化明显高于B5纳米复合涂层. 实验结果说明, 在…19蒙皮上喷涂纳米复合涂层后抗老化性能明显高于现役飞机的防护涂层.313 LY12试件涂层( 底漆+ 面漆) 色差变化。
由此可见, D4 ( T B06- 9底漆+ IMR11 纳米聚氨脂漆) 和D5( T B06- 9 底漆+ IMR21 纳米聚氨脂漆) 2种纳米复合涂层的色差变化均小于D1( TB06- 9底漆和D2( TB06- 9底漆+ TS70- 1面漆) 两种现役飞机较常用防护涂层的色差变化. 其中D4变化最小, 色差变化值小于2, 表明纳米复合涂层性能应用于LY12铝合金结构后, 抗紫外线老化性能明显提高.314 LY12 试件涂层( 只涂面漆) 色差变化从图4可以看出, 在同样的实验条件和照射时间下,LY12 试件在不涂底漆只涂面漆的情况下, 现役飞机常用E1( TS70- 1聚氨酯漆) 的色差变化明显高于E3( IMR11纳米聚氨酯漆) 和E5( IMR21纳米聚氨酯漆) 2种纳米复合涂层.其色差变化程度顺序与试件涂底漆+ 面漆的情况一致. 色差变化从大到小的顺序依次为: TS70- 1聚氨酯, IMR21纳米聚氨酯, IMR11纳米聚氨酯漆.http://www.dgzhenghang.cn