0 引言
飞机在沿海和内陆湿热地区等腐蚀较严重环境下服役期间，构件的若干部位会发生腐蚀损伤，严重影响飞机的正常使用。其中关键部位的腐蚀损伤是决定飞机构件腐蚀修理间隔及日历寿命的重要依据。由于飞机构件是由各种不同的金属材料组合而成，因此腐蚀主要以电偶腐蚀为主。电偶腐蚀是指两种不同电势的材料，在电介质中直接或经过其它导体间接形成电连接，使电流从一种材料经过外部电介质流向另一种材料，致使电势高的材料被抑制腐蚀，电势低的材料加速腐蚀的现象。电偶腐蚀既可以在金属与金属之间，也可在金属与导电的非金属材料中形成回路。
飞机的耐流体底漆主要以环氧树脂涂料为主，其具有附着力好、耐化学品性和耐溶剂性优异、硬度高、耐磨性好、热稳定性及耐腐蚀性强等优点。正是这些性能上的优势，使其能够更好地保护飞机内部构件，使它们不受严酷环境的腐蚀。飞机耐流体底漆除了要具备耐电偶腐蚀性外，还需要具备抗冲击性和耐流体性。在满足抗冲击性和耐流体性的前提下，本文主要探讨了树脂类型、颜填料的选择、PVC（颜料体积浓度）的控制范围、固化剂的用量等因素对底漆耐电偶腐蚀性的影响。
1 实验部分
1.1 原材料
双酚A 环氧树脂、酚醛改性环氧树脂、分散剂、颜填料、自制胺固化剂等。
1.2 漆料配方
1.3 制漆、制板与养护
制漆：按比例称量树脂、分散剂及部分溶剂，搅拌均匀，并将颜填料全部加入砂磨机中，手动搅拌均匀后，加入与物料同等质量的玻璃珠，搅拌均匀后，开始砂磨，转速控制在3 500~4 000 r/min，砂磨2 h，至细度≤ 30 μm，用120 目铜丝网过滤。
制板：夹层样板钝化处理后待用。采用空气喷涂，在夹层样板接触面进行喷涂，膜厚控制在30~35 μm。
制板：夹层样板钝化处理后待用。采用空气喷涂，在夹层样板接触面进行喷涂，膜厚控制在30~35 μm。
养护：在（23±2）℃下养护7 d。
1.4 性能检测
1.4.1 耐电偶腐蚀性
将两块不同型号的铝合金样板和一块钛合金样板用铆钉连接，其中钛合金样板放置于夹层板中间位置，按ASTM B 117—2011《操作盐雾测试机1 的标准实验方法》将板材暴露于5%NaCl 的盐雾试验箱中，暴露时间为2 000~3 000 h，观察样板贴合面是否产生腐蚀、起泡和附着力下降等情况。
1.4.2 抗冲击性
按照ASTM D 2794—1993（2010）《有机涂层抗快速形变（冲击）作用标准试验方法》进行测试。
1.4.3 耐流体性
样板经空气干燥 7 d 后，按ASTM D 3363 检测漆膜的初始铅笔硬度。然后在试板上交叉划线，每天用浸有Skydrol LD-4 阻燃液压油的湿布润湿试板一次，室温下持续30 d。在此期间试板保持平放，涂漆面向上，但不允许浸入Skydrol 液压油中。润湿周期结束后，重新测量铅笔硬度，并观察漆膜是否产生起皱、附着力下降的情况。
2 结果与讨论
2.1 环氧树脂类型对底漆耐电偶腐蚀性的影响
双酚A 型环氧树脂是产量大、使用广的一类环氧树脂，其固化产物有很高的强度和黏结强度，并具有一定的耐腐蚀性及柔韧性。酚醛改性环氧树脂也是一类较常用的树脂，其固化产物同样具有良好的防腐性和耐化学品性。本文主要选取双酚A 型环氧树脂、二聚酸改性环氧树脂和酚醛改性环氧树脂进行对比。固化剂则选用改性的胺类固化剂。表1为不同类型环氧树脂对底漆耐电偶腐蚀性的影响。由表1 可见：双酚A 型环氧树脂耐电偶腐蚀性、抗冲击性较好，但耐流体性不佳；二聚酸改性环氧树脂具有极佳的抗冲击性，但是耐流体性极差，耐电偶腐蚀性也不佳；酚醛改性环氧树脂因其树脂结构而决定了其抗冲击性差，但耐电偶腐蚀性和耐流体性佳。将双酚A 型环氧树脂和酚醛改性环氧树脂混拼使用，底漆的综合性能符合要求。
2.2 颜填料对底漆耐电偶腐蚀性的影响
在制备飞机防腐蚀涂料时，一般采用铬酸锶、钛白粉等常用颜料，故本文对颜料的选择不作讨论。选择了滑石粉、氧化锌、重质碳酸钙、云母粉、石英粉作为填料来进行耐电偶腐蚀性对比试验，比较不同的填料体系对夹层样板非贴合面铆钉铆合处起泡时间以及耐电偶腐蚀时间的影响（见表2）
由表2 可见：氧化锌和重质碳酸钙耐电偶腐蚀时间较短；云母粉为片状填料，有一定的屏蔽效果，能提高涂膜的抗透水性；石英粉因极端疏水，能有效提高涂膜硬度，且耐电偶腐蚀性较好。因要求底漆体系有一定的抗冲击性，而滑石粉能有效提高抗冲击性，因此终采用云母粉、石英粉和少量滑石粉作为填料，提高环氧底漆的耐电偶腐蚀性。
2.3 PVC 对底漆耐电偶腐蚀性的影响
溶剂型环氧底漆的漆基是连续相，成膜过程中颜填料间的空隙被漆料所充填。当颜填料和漆料之间的空隙达到小时，漆膜透水率也就越小，其耐电偶腐蚀性也佳。PVC 和CPVC（临界颜料体积浓度）就是一组衡量标准。一般情况下，溶剂型环氧底漆的耐电偶腐蚀性随着PVC 的增大而增强。此时PVC无限接近于CPVC，直到PVC 超过CPVC，其耐电偶腐蚀性反而下降。表3 为不同PVC 下底漆的耐电偶腐蚀性能。
由表3 可见：随着底漆PVC 的增加，耐电偶腐蚀时间增加，达到一定临界值时（PVC>CPVC），此时树脂失去对颜填料的包覆，底漆的耐电偶腐蚀性能下降明显。而当PVC 过度小于CPVC 时，底漆仅靠树脂本身来抵抗腐蚀，颜填料作用较小。本体系底漆的PVC 约为40% 时，耐电偶腐蚀性佳。
2.4 固化剂和环氧树脂的比例对底漆耐电偶腐蚀性的影响
固化剂和环氧树脂的配比直接决定底漆的耐盐雾性，主要是因为固化剂的添加量直接影响漆料和固化剂的交联程度。环氧树脂和胺类固化剂的配比虽可通过理论来进行计算，但在实际情况下，仍需要通过试验来确定其佳的配比，以达到佳的性能要求。在实际试验中，采用耐流体性和耐电偶腐蚀性来评判漆膜的交联程度。图1 为固化剂和环氧树脂的配比对底漆耐流体性和耐电偶腐蚀性的影响。由图1 可见：固化剂用量的增大可以增强漆膜交联度，提高底漆耐流体性。同时交联度提高也直接增加了底漆的耐电偶腐蚀性；但随着固化剂过量，固化剂会在漆膜表面析出而影响底漆的耐流体性和耐电偶腐蚀性。因而，在本体系中固化剂与环氧树脂的配比以1.2~1.4 为佳。
3 结语
溶剂型环氧底漆的耐电偶腐蚀性主要受环氧树脂类型、颜填料选择、PVC 控制范围以及固化剂的用量这四大因素影响。
（1） 混合使用双酚A 环氧树脂和酚醛改性环氧树脂能够提高底漆的耐电偶腐蚀性。
（2） 使用石英粉、云母粉填料能大大提高底漆的耐电偶腐蚀性，滑石粉可提高漆膜的抗冲击性。
（3） PVC 控制在40% 左右时，底漆的耐电偶腐蚀性达到佳。
（4） 固化剂与环氧树脂的配比控制在1.2~1.4时，能有效增强漆膜的交联密度，提高底漆的耐流体性和耐电偶腐蚀性。
