飛機用某種彈性涂料拉伸試樣制備研究

＊吳升 宋勇 于海華 李國棟

（中航飛機股份有限公司漢中飛機分公司，陜西漢中 723215）

飛機用某種彈性涂料拉伸試樣制備研究

＊吳升 宋勇 于海華 李國棟

（中航飛機股份有限公司漢中飛機分公司，陜西漢中 723215）

本文通過選取涂料SF55-49作為研究對象，采用復配正交實驗，研究了影響彈性涂料拉伸試樣制備的配置涂料量、涂料粘度、靜置時間三個因素，并確定了各因素間的主次關(guān)系，挑選出了最優(yōu)方案。實驗結(jié)果表明，影響彈性涂料拉伸試樣制備的因素主次關(guān)系為：涂料粘度＞配置涂料量＞靜置時間。各因素的最優(yōu)組合為：配置60～70g彈性涂料，熟化期后，將其粘度調(diào)節(jié)到25S，靜置60min后再進行澆注。

彈性涂料；試樣制備；粘度；正交實驗

前言

涂料，我國傳統(tǒng)稱為“油漆”，是一種非金屬材料。這種材料可以采用不同的施工工藝，涂覆在物體表面上，形成粘附牢固、具有一定強度、連續(xù)的固態(tài)薄膜。彈性涂料是飛機上應用的一種重要涂料，多用于涂裝雷達罩，主要分為抗雨蝕和抗靜電兩種。該型涂料不僅具有普通涂料的保護和裝飾作用，而且具有防水和遮蓋裂縫等功能。它附著力強，柔韌性，可塑性極強，耐擦洗，耐酸堿，不褪色，不起皮，不開裂，維修重涂容易等。

為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，須對用于飛機生產(chǎn)的各型涂料進行嚴格測試。與普通涂料相比，彈性涂料需要測試其拉伸強度和斷裂伸長率兩項性能，且這兩項性能是主要考核項目。測試拉伸強度和斷裂伸長率前，制備合格的試樣是進行性能測試的先決條件。在實際測試中，因試樣制備環(huán)節(jié)存在未知缺陷，常發(fā)生試樣厚度超出規(guī)范要求、試樣中產(chǎn)生氣泡及實驗數(shù)據(jù)重復性差等，進而造成返工。為了查明試樣制備失敗的原因，提高成功率，保證測試結(jié)果的準確性和可靠性，特進行本次研究。

1.原因分析

經(jīng)過對影響彈性涂料拉伸試樣制備各方面因素的梳理，數(shù)據(jù)分析和研究，并召開頭腦風暴會議，大家積極討論后，最終認為影響彈性涂料拉伸試樣制備的關(guān)鍵因素主要集中在以下三個方面：

(1)配置涂料量。(2)涂料粘度。(3)熟化后靜置時間。

2.正交實驗設計

選取涂料SF55-49作為代表性研究對象，選取配置涂料量、涂料粘度、靜置時間三個影響因素，三個水平做復配正交實驗，并與空白實驗做對比。通過實驗，最終確定出影響彈性涂料拉伸試樣制備不合格因素的主次關(guān)系及最優(yōu)方案。各因素與水平見表1：

表1 因素與水平表

3.正交實驗

（1）涂料配置

將涂料各組分搖勻，靜置，分別用托盤天平稱取適量的涂料；然后按配比要求加入相應量的固化劑，攪拌均勻，放置熟化期要求的時間；待涂料完全熟化后，先加入少量稀釋劑，并攪拌均勻，用涂-4粘度計測試涂料粘度；如涂料粘度不在參數(shù)規(guī)定范圍內(nèi)，則需再加入少量稀釋劑，并用涂-4粘度計再次測試其粘度。如此反復，直至涂料粘度達到施工參數(shù)要求；用玻璃板蓋好涂料，靜置，備用。

（2）澆注涂膜

用丙酮將澆注模具清洗干凈，并于（75±5）℃的烘箱中干燥30min，備用；在溫度為（23±2）℃，相對濕度為（50±5）%的環(huán)境條件下，將烘干的澆注模具放于水平工作臺上，調(diào)至水平狀態(tài)；然后將配置好的涂料用玻璃棒引流，緩慢倒入模具中，流平，固化；48h后，將澆注模具整體移入烘箱中，進行烘干；待涂膜完全干燥后，將澆注模具從烘箱中取出，趁熱撕下涂膜；將撕下的涂膜狀態(tài)調(diào)節(jié)1h；然后用啞鈴狀刀具將涂膜裁成啞鈴狀，測量涂膜厚度。

4.實驗結(jié)果與分析

復配正交實驗應按照第3節(jié)中所述實驗步驟進行，每組實驗做平行實驗兩次，計算氣泡數(shù)量和涂膜厚度的算術(shù)平均值作為最終實驗結(jié)果。各實驗結(jié)果和正交表見表2：

分析：從表2中可以看出，其中第2組實驗制備出的試樣質(zhì)量最好。第6組實驗制備出的試樣質(zhì)量最差，不僅產(chǎn)生了大量的氣泡，且涂膜厚度也出現(xiàn)了超標現(xiàn)象。由極差分析可知，影響涂膜產(chǎn)生氣泡數(shù)量的因素主次關(guān)系為：B＞C＞A，且涂料粘度比靜置時間和配置涂料量對氣泡產(chǎn)生的影響大得多；涂料粘度的影響能力約為次要因素的2倍，為最主要的影響因素；配置涂料量的極差值比涂料粘度和靜置時間的極差值小得多，且與空白試樣極差值接近，說明配置涂料量對氣泡產(chǎn)生雖然有影響，但可忽略不計。影響涂膜厚度的因素主次關(guān)系為：A＞C＞B。且配置涂料量為最主要影響因素；涂料粘度和靜置時間的極差值與空白試樣極差值接近，說明這兩個因素對涂膜厚度的影響極小，可以忽略不計。

綜合考慮，可以得出：①影響彈性涂料拉伸試樣制備的因素主次關(guān)系為：B＞A＞C；②各因素的較佳組合，即可能最優(yōu)方案為：A1B2C3。

5.驗證性實驗

上述最優(yōu)方案是通過理論分析得到，但它實際上是不是真正的最優(yōu)方案還需要做進一步驗證。將可能的最優(yōu)方案A1B2C3與正交表中表現(xiàn)最好的第2組實驗A1B2C2作對比研究。若最優(yōu)方案A1B2C3比第2組實驗A1B2C2的結(jié)果更好，則說明A1B2C3是真正的最優(yōu)方案；否則第2組實驗方案A1B2C2才是所需的最優(yōu)方案。

表2 正交表L9（34）

驗證性實驗結(jié)果見表3，表中實驗號A表示方案A1B2C3，實驗號B表示方案A1B2C2：

表3 驗證性試驗結(jié)果

分析：從表3中可以得出，四位操作者實驗結(jié)果基本一致，說明因操作者不同而產(chǎn)生的個體差異，不影響結(jié)果判斷；方案A1B2C3和方案A1B2C2均能滿足試樣制備的規(guī)范要求，厚度達標，氣泡數(shù)量少或無；方案A1B2C3四位操作者實驗結(jié)果均無氣泡產(chǎn)生，方案A1B2C2有兩位操作者實驗結(jié)果產(chǎn)生了個別氣泡，這說明方案A1B2C3確實比方案A1B2C2更佳，方案A1B2C3就是本次研究尋找的最優(yōu)方案。

6.結(jié)論

通過本次實驗研究可以得出以下結(jié)論：①影響彈性涂料拉伸試樣制備的因素主次關(guān)系為：涂料粘度＞配置涂料量＞靜置時間；②各因素的最優(yōu)組合，即最優(yōu)方案為：配置60～70g彈性涂料，熟化期后，將其粘度調(diào)節(jié)到25S（涂-4），靜置60min后再進行澆注。

[1]李鳳蘭,于獻,馬永福．航空非金屬材料性能測試技術(shù)3．油料與涂料．化學工業(yè)出版社,2014．

[2]306百科．彈性涂料．http://m．baike．so．com/doc/1332528-1408796．html．

[3]李云雁,胡傳榮．試驗設計與數(shù)據(jù)處理．化學工業(yè)出版社,2005．

(責任編輯 李田田)

The Preparation of Elongation at Break Sample of One Coating Used for Airplane

Wusheng, Songyong, Yu Haihua, Li Guodong
(Hanzhong Airplane Branch Company, AVIC Aircraft Co., Ltd, Hanzhong, 723215, Shanxi)

In this paper, through selecting the coating SF55-49 as the research object, it has adopted the compound orthogonal experiment to study the coating quantity, coating viscosity, standing time, the three factors in fl uencing the preparation of elastic coating elongation at break sample and then determine the primary and secondary relation between each factor, finally, select out the optimal scheme. The experiment result has shown that, the primary and secondary relation of the factors in fl uencing the preparation of elastic coating elongation at break sample is viscosity＞coating quantity of con figuration＞standing time. The optimal group of each factor is con figuration of 60～70g elastic coating, after the maturation period, adjust its viscosity to 25 S with standing time of 60 min, after that, take the pouring.

elastic coating；elongation at break；viscosity；orthogonal experiment

T

A

吳升（1985～），男，中航飛機股份有限公司漢中飛機分公司；研究方向:理化性能測試、表面處理技術(shù)、防銹試驗、鹽霧試驗。