本發(fā)明涉及金屬防腐劑領(lǐng)域，具體涉及一種用于民航飛機維修維護過程中用到的水置換型防腐劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

腐蝕是民航飛機在維修維護過程中遇到的一大難題。腐蝕相關(guān)的飛機修理一直占據(jù)航空公司維護總成本的絕大部分，世界各航空公司每年要支付幾十億美元的腐蝕修理費用。國際航空協(xié)會1983年統(tǒng)計報告表明：飛機每飛行小時對應(yīng)的腐蝕修理支出費用就已經(jīng)達到10到24美元。這筆費用中還不包括航空公司為了保證飛機正常運營準備的大量航材庫存以及腐蝕造成的計劃外停場的修理損失。

腐蝕會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平上升。當結(jié)構(gòu)的承載能力降低到破損-安全載荷之下時，結(jié)構(gòu)有可能在靜載荷(破損-安全載荷)的作用下就發(fā)生斷裂。疲勞裂紋的形成以及擴展會因為結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平的上升導(dǎo)致速率加快、結(jié)構(gòu)提前斷裂。腐蝕還可能導(dǎo)致飛機系統(tǒng)功能喪失。因此，腐蝕問題不僅涉及經(jīng)濟性問題，還嚴重危害飛機的飛行安全。

在飛機結(jié)構(gòu)表面涂覆防腐劑是目前應(yīng)用最廣泛的成熟措施，國內(nèi)航空公司與維修企業(yè)的防腐劑費用大約1000-1500萬人民幣。但是，目前波音和空客手冊中所有的防腐劑都需要進口，而且成本較高。隨著國產(chǎn)飛機C919的即將問世，急需國產(chǎn)防腐劑的研究與開發(fā)，以減少國內(nèi)市場對進口產(chǎn)品的依賴。

水置換型防腐劑又稱為輕型防腐劑。它由揮發(fā)性溶劑以及溶解在其中的非揮發(fā)性有機物組成。它具有較強的滲透性，可以滲透進極小的縫隙和孔內(nèi)。溶劑揮發(fā)后形成一層很薄的膜將表面原來吸附的水分置換出來并將表面重新覆蓋。由于缺少腐蝕產(chǎn)生所必須的電解溶液，腐蝕就不會發(fā)生。已經(jīng)開始的腐蝕也會由于缺少電解質(zhì)溶液導(dǎo)致腐蝕擴散速度大大降低(但無法阻止腐蝕的繼續(xù)緩慢擴散)。所以水置換型防腐劑不僅可以防止腐蝕的發(fā)生，還可以延緩腐蝕的擴展速度。這類防腐劑形成的保護膜比較薄，對飛機重量增加較小。缺點是鹽霧試驗?zāi)途眯暂^差，水置換性能通過性差，固化時間長，不易清洗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供鹽霧試驗?zāi)途眯詾?500小時，水置換性能優(yōu)良，3小時表面固化，且易于清洗的飛機專用水置換型防腐劑。

為達到上述目的，本發(fā)明人經(jīng)過深入研究，出人意料的發(fā)現(xiàn)，通過一種特定配比和組成的水置換型防腐劑體系，能夠很好的解決上述技術(shù)問題，從而實現(xiàn)本發(fā)明的目標，能夠滿足和適應(yīng)民航飛機維修維護的特殊需求。

一種飛機專用水置換型防腐劑，以該防腐劑總量計，其包括以下成分：

在本發(fā)明的防腐劑中，溶劑選自D40、D60、異構(gòu)烷烴溶劑油、120號汽油中的任意一種或幾種。溶劑用于溶解成膜劑和助劑。本發(fā)明選擇的這幾種溶劑具有以下優(yōu)點：與成膜樹脂和各種助劑相容性良好，長期放置不產(chǎn)生沉淀或者分層；不含芳香烴，對人體及環(huán)境無害；揮發(fā)速度適中，易于防腐劑成膜固化。

在本發(fā)明的防腐劑中，成膜劑選自C5石油樹脂、C9石油樹脂、C5/C9共聚樹脂、醇酸樹脂、酚醛樹脂、萜烯樹脂、液體石油樹脂中的任意一種或幾種。成膜劑的作用是當防腐劑中的溶劑揮發(fā)后，成覆蓋飛機結(jié)構(gòu)表面形成薄膜，減緩腐蝕的繼續(xù)發(fā)生。本發(fā)明選擇樹脂作為成膜劑。篩選樹脂的要求有：1)樹脂與溶劑的溶解度參數(shù)相近，可以保證膜層的厚度；2)樹脂軟化點在130℃左右，保證樹脂成膜的韌性，不會太脆或者太黏；3)樹脂分子量主要集中在600-1200之間，分子量太低，樹脂成膜的耐候性差，分子量太高，樹脂的粘度太大，不利于防腐劑中其他助劑的均勻分布。本發(fā)明選擇的樹脂成膜厚度在35μm左右，成膜韌性適中，粘度適中。

在本發(fā)明的防腐劑中，催干劑選自丙二醇丁醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、乙二醇甲醚、丙二醇乙醚、乙二醇乙醚中的任意一種或幾種。樹脂催干劑的作用是調(diào)整溶劑的揮發(fā)速度，同時兼有溶解樹脂的作用。本發(fā)明選擇的催干劑與溶劑及成膜劑相容性良好，揮發(fā)速度適中。

在本發(fā)明的防腐劑中，增韌劑選自棉籽油、蓖麻油、花生油、大豆油中的任意一種或幾種。增韌劑的作用是通過物理共混，減低成膜的脆性，增加韌性。本發(fā)明選擇的增韌劑為植物油，來源天然且與體系相容性良好，可以有效改善成膜的脆性。

在本發(fā)明的防腐劑中，水置換劑選自AEO-3、OP-4、司盤20、司盤40中的任意一種或幾種。水置換劑的作用是將金屬表面的水乳化到防腐劑體系中，油膜進而覆蓋在金屬表面，從而減少了水對金屬的腐蝕。水置換劑是具有親油親水兩種基團的表面活性劑，以保證其可以將水乳化到防腐劑這種油性體系中。本發(fā)明選擇的水置換劑HLB值均在6-8之間，為油包水體系的有效乳化劑，適合本防腐劑體系。

在本發(fā)明的防腐劑中，緩蝕劑選自苯并三氮唑、有機磷酸酯、石油磺酸鋇、石油磺酸鈉中的任意一種或幾種。緩釋劑的作用是保證整個防腐劑體系對金屬無腐蝕，并且防止或減緩?fù)饨缥镔|(zhì)如(如水，鹽)對金屬的腐蝕。

在本發(fā)明的防腐劑中，流平劑為丙烯酸酯流平劑。流平劑的作用是促進流平，防止起泡。丙烯酸酯類化合物種類很多，從分子結(jié)構(gòu)上分析，丙烯酸酯化合物的側(cè)碳鏈越長，其表面張力就越低，相應(yīng)的極性和溶解度參數(shù)也變得越小。當丙烯酸酯極性和溶解度參數(shù)均小于樹脂的極性和溶解度參數(shù)時，丙烯酸酯可以作為樹脂的流平劑。另外，丙烯酸酯流平劑的分子量一般小于一萬，保證流平劑可以快速遷移到表面而起作用。在本發(fā)明中，根據(jù)不同種類的成膜樹脂選擇不同的丙烯酸酯作為流平劑。

在本發(fā)明的防腐劑中，染料由紅色和褐色染料混合而成。飛機金屬表面涂有灰色底漆和白色面漆，防腐劑具有合適的顏色才能保證涂層的可觀察性，便于日常操作。本發(fā)明選擇紅色染料和褐色染料復(fù)配而成黃色至褐色的染料，與體系相容性良好，染料顏色穩(wěn)定性好。

本發(fā)明的另一目的是提供所述的一種飛機專用水置換型防腐劑的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：將成膜劑加至反應(yīng)釜中，加熱至熔融，然后加入溶劑，攪拌均勻后降至室溫，依次加入催干劑，增韌劑，水置換劑，緩蝕劑，流平劑，染料，攪拌至體系均一透明后即得成品。

本發(fā)明具有以下的有益效果：

鹽霧試驗中耐久性可達到1500小時，水置換性良好，3小時即可達到完全固化，且易于清除，減少作業(yè)時間。

具體實施方式

下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明實施方案以及其所產(chǎn)生的有益的技術(shù)效果進一步作出說明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，本發(fā)明并不局限于這些具體的實施方式和實施例的內(nèi)容。

在實施例中，除非另有明確的指示，否則“份”指的是“重量份”，“比例”指的是“重量比”，“％”指的是“重量百分比”。

實施例1：

一種飛機專用水置換型防腐劑，以該防腐劑總量計，其包括以下成分：

實施例2：

一種飛機專用水置換型防腐劑，以該防腐劑總量計，其包括以下成分：

實施例3：

一種飛機專用水置換型防腐劑，以該防腐劑總量計，其包括以下成分：

實施例4：

一種飛機專用水置換型防腐劑，以該防腐劑總量計，其包括以下成分：

實施例5：

一種飛機專用水置換型防腐劑，以該防腐劑總量計，其包括以下成分：

實施例6：

一種飛機專用水置換型防腐劑，以該防腐劑總量計，其包括以下成分：

實施例7：

一種飛機專用水置換型防腐劑，以該防腐劑總量計，其包括以下成分：

實施例8：

一種飛機專用水置換型防腐劑，以該防腐劑總量計，其包括以下成分：

實施例9：

一種飛機專用水置換型防腐劑，以該防腐劑總量計，其包括以下成分：

實施例10：

一種飛機專用水置換型防腐劑，以該防腐劑總量計，其包括以下成分：

實施例11：

一種飛機專用水置換型防腐劑，以該防腐劑總量計，其包括以下成分：

實施例12：

一種飛機專用水置換型防腐劑，以該防腐劑總量計，其包括以下成分：

實施例13：

一種飛機專用水置換型防腐劑，以該防腐劑總量計，其包括以下成分：

對比例1

一種飛機專用水置換型防腐劑，以該防腐劑總量計，其包括以下成分：

對比例2：

一種飛機專用水置換型防腐劑，以該防腐劑總量計，其包括以下成分：

對比例3：

一種飛機專用水置換型防腐劑，以該防腐劑總量計，其包括以下成分：

對比例4：

一種飛機專用水置換型防腐劑，以該防腐劑總量計，其包括以下成分：

上述實施例的防腐劑的配制方法為將成膜劑加至反應(yīng)釜中，加熱至熔融，然后加入溶劑，攪拌均勻后降至室溫，依次加入催干劑，增韌劑，水置換劑，緩蝕劑，流平劑，染料，攪拌至體系均一透明后即得成品。

性能測試：按照波音標準BMS3-29編寫試驗大綱，進行測試。

1).固化時間

涂覆和干燥按照下述過程進行，涂覆防腐劑的試板進行干燥后，3小時后必須達到表面固化。

(1)使用丙酮對4×6英寸2024-T3無覆層鋁合金進行擦洗并自然晾干；

(2)選擇合適的開口容器，容器要有足夠的深度和體積，保證試板可以垂直浸沒在測試液中。

(3)慢慢將需要量的防腐劑傾倒入容器中，注意減少截留的空氣。

(4)將試板在防腐劑中豎直浸沒至少1分鐘，將試板豎直拉出，速度不超過12英寸/分鐘，注意試板表面不要有氣泡。粘上防腐劑的試板在室溫下，豎直懸掛3小時

試驗結(jié)果：

采用實施例1-10的產(chǎn)品，3小時后，試板表面防腐劑已經(jīng)干燥，可以用手觸摸，無粘連感。

采用實施例11-12的產(chǎn)品，2小時后，試板表面防腐劑已經(jīng)干燥，可以用手觸摸，無粘連感。

采用對比例3的產(chǎn)品，4小時后，試板表面防腐劑還沒有干燥，有粘連感。

2).鹽霧試驗

試驗按照BSS7249(95華氏度，5％NaCl溶液)進行。按照上述1)涂覆試板，3個試板作為一個批次，在進行鹽霧試驗前，空氣干燥72小時。要求1500小時暴露后，每10平方英寸鋁板最多出現(xiàn)3個≥1毫米的腐蝕點。

試驗結(jié)果：

采用實施例1-10的產(chǎn)品，經(jīng)過1500小時暴露后，10平方英尺鋁板最多出現(xiàn)了3個腐蝕點，且直徑均在1毫米之內(nèi)。

采用實施例13的產(chǎn)品，經(jīng)過2500小時暴露后，10平方英尺鋁板無腐蝕點。

采用對比例1的產(chǎn)品，經(jīng)過1500小時暴露后，10平方英尺鋁板出現(xiàn)了8個腐蝕點，直徑在2-5毫米。

3).水置換性能

試驗按照MIL16173的4.6.14部分進行。試驗所用板材為2×3×1/6英尺高碳鋼。試驗步驟如下：

(1)將50毫升防腐劑，5毫升蒸餾水加入125毫升燒杯中，混合均勻，密封后在130華氏度下放置24小時，然后將燒杯冷卻至77華氏度。

(2)將高碳鋼試板豎直浸沒在蒸餾水中，時間不超過5秒鐘，底部用濾紙吸干。

(3)將(2)中高碳鋼試板平放在(1)中15秒鐘。

(4)將試板拿出，放置在干燥器中小時，溫度維持77華氏度、

(5)將試板表面防腐劑洗凈，檢查試板是否有生銹，斑點或者其他腐蝕出現(xiàn)。

試驗結(jié)果：采用實施例1-13的產(chǎn)品，高碳鋼試板表面未出現(xiàn)任何腐蝕。

采用對比例2的產(chǎn)品，高碳鋼試板表面出現(xiàn)腐蝕。

4).清除性能

板材上涂覆的防腐劑可被脂肪烴類的溶劑，例如P-D680或者TT-N-95白油隨時完全清除干凈。

試驗結(jié)果：

采用實施例1-10的產(chǎn)品，使用QFS型涂料耐洗刷測定儀，三次即可將4×6英寸鋁板上濕防腐劑清除干凈，5次即可將4×6英寸鋁板上干防腐劑清除干凈。

采用實施例12-13的產(chǎn)品，使用QFS型涂料耐洗刷測定儀，二次即可將4×6英寸鋁板上濕防腐劑清除干凈，3次即可將4×6英寸鋁板上干防腐劑清除干凈。

采用對比例4的產(chǎn)品，使用QFS型涂料耐洗刷測定儀，6次勉強可將4×6英寸鋁板上濕防腐劑清除干凈，13次勉強可將4×6英寸鋁板上干防腐劑清除干凈。