【摘 要】
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漆层表面抛光剂是一种历史悠久、品类众多的涂层表面处理剂。近年来,由于具有环保方面的优势,水性漆层表面抛光剂的使用日益广泛。在航空工程领域,不仅要求漆层表面抛光剂具有有效降低待抛光漆层表面粗糙度的基本功能,还要求其具有疏水防脏、紫外屏蔽能力和延缓老化等一系列特殊功效。但是,由于世界范围内相关研究尚处于起步阶段,飞机用漆层表面抛光剂的制备方法、性能参数和应用情况均鲜有报道。在对国内外漆层表面抛光剂研究
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漆层表面抛光剂是一种历史悠久、品类众多的涂层表面处理剂。近年来,由于具有环保方面的优势,水性漆层表面抛光剂的使用日益广泛。在航空工程领域,不仅要求漆层表面抛光剂具有有效降低待抛光漆层表面粗糙度的基本功能,还要求其具有疏水防脏、紫外屏蔽能力和延缓老化等一系列特殊功效。但是,由于世界范围内相关研究尚处于起步阶段,飞机用漆层表面抛光剂的制备方法、性能参数和应用情况均鲜有报道。在对国内外漆层表面抛光剂研究现状调研的基础上,本文通过对飞机蒙皮漆层表面抛光剂进行配方设计和制备工艺研究,研制出了一种以KH550改性的纳米CeO2为功能磨料的高性能水性硅氧烷环保抛光剂（后文简称水性漆面抛光剂）。制备出的水性漆面抛光剂通过化学机械抛光工艺（CMP）实现对飞机蒙皮漆层表面的抛光填充,可在漆层表面形成一种的光滑致密多功能薄膜,赋予飞机漆层表面更好的疏水性、防脏污性和耐老化等综合性能。具体研究内容如下:首先,探索形成了成熟的实验室KH550改性纳米CeO2的工艺方案,利用FTIR、TGA、TEM、XRD等测试手段对制备的KH550改性的纳米CeO2功能磨料进行了表征。采用KH550改性的纳米CeO2为功能磨料,以亚微米级膨润土为土相填料,以聚二甲基硅氧烷（PDMS）以及实验室自制油相为成膜物质,配合各类助剂及去离子水,采用水包油的工艺方法,实现了水性漆面抛光剂的合成。其次,对水性漆面抛光剂的性能研究表明,当抛光剂中KH550-CeO2纳米粒子的添加量为10.0w.t.%时,经过抛填施工后,飞机聚氨脂漆层样品（民航客机常用的蒙皮漆面体系）的表面粗糙度由140.20nm降至33.28nm;飞机耐雨蚀抗静电漆层样品（某军机蒙皮漆面体系）的表面粗糙度由986.10nm降至836.80nm。研究发现,自制水性漆面抛光剂粘度较低且在高低温环境下质地稳定。最终,为了进一步探究水性漆面抛光剂的功能性及适配性,将水性漆面抛光剂分别涂抹在飞机聚氨脂漆层样品和飞机耐雨蚀抗静电漆层样品上并实施了抛光填充处理,然后对处理后的飞机漆层样品进行了综合性能表征。实验结果证明:水性漆面抛光剂能有效提升漆面的疏水性、耐化学品性、表面硬度、耐磨性及紫外线屏蔽性。同时,水性漆面抛光剂的使用不会对漆面绝缘性能造成影响,也不会影响哑光漆面的光泽度。在针对耐雨蚀抗静电漆层样品进行耐雨蚀实验中,对比涂抹抛光剂前后,雨蚀耐受时间延长一倍,水性漆面抛光剂可显著提高漆面了耐雨蚀能力。通过耐气候老化的综合测试分析,证实自制水性漆面抛光剂具有良好的耐老化能力,自制水性漆面抛光剂可抵御老化对漆层疏水接触角、紫外屏蔽能力的衰减,在两种特定漆面条件下可实现失光等级、变色等级、玷污等级三项耐老化单项等级指标1级的提升,在耐雨蚀抗静电漆层条件下斑点等级指标可提升2级,两种特定漆层条件下均可实现老化综合评定等级1级的提升。综上所述,制备的水性硅氧烷飞机蒙皮表面抛光剂综合性能指标较同类型产品有明显优势。
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