與陸基飛機(jī)不同，海軍航空裝備的服役環(huán)境具有濕度大、紫外照射強(qiáng)、鹽霧侵蝕等特點(diǎn)。 隨著我國 海軍戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)型和航母的服役，海軍航空裝備使用環(huán)境日益惡劣，腐蝕損傷威脅日趨嚴(yán)重[1] 。海軍航空裝備腐蝕調(diào)查結(jié)果證實(shí)了這一分析，近年來我海軍飛機(jī)隨著服役年限的增長和海上活動范圍及停留時間的增加，陸續(xù)出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)腐蝕問題[2-3] 。涂層技術(shù)是飛機(jī)和武器裝備腐蝕控制最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法之一。涂層防護(hù)體系對抵抗環(huán)境因素對飛機(jī)結(jié)構(gòu)的腐蝕至關(guān)重要，是提高飛機(jī)結(jié)構(gòu)抗腐蝕品質(zhì)，保障飛機(jī)結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)期服役使用年限的決定性因素[4-6]。因此，當(dāng)前我國應(yīng)不遺余力地開展高效防腐涂層體系的研發(fā)，滿足航母和艦載飛機(jī)等軍用飛機(jī)及武器裝備的腐蝕防護(hù)要求。

    涂層防護(hù)體系的耐蝕性能和附著力主要依靠底漆層[7] ,因此發(fā)達(dá)國家均非常重視底漆的研發(fā)工作，研制了多種類型和用途的底漆，并制定了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。由于美國國防部網(wǎng)站對中國讀者的封鎖，美軍標(biāo)收集不盡完善。美軍標(biāo)底漆標(biāo)準(zhǔn)矩陣中涉及軍用 飛機(jī)和武器裝備用二十類底漆標(biāo)準(zhǔn)，基本涵蓋了軍 用底漆產(chǎn)品品種和類型，詳細(xì)規(guī)定了這些產(chǎn)品的基 本組成、用途和技術(shù)指標(biāo)等。 與一般工業(yè)用底漆相 比，軍用飛機(jī)和武器裝備使用的底漆在可靠性、安全 性和有效性等方 面 有 其 特 殊 性 和 更高的要求，因而 系統(tǒng)了解國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，對國內(nèi)底漆產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng) 用具有重要的參考和借鑒價值。 文中主要從標(biāo)準(zhǔn)體 系和技術(shù)要求上對軍用飛機(jī)及武器裝備使用的底漆 美軍標(biāo)及國軍標(biāo)進(jìn)行綜合對比，找出二者之間的差 異，提出我國軍用飛機(jī)及武器裝備用底漆產(chǎn)品研發(fā)以 及我國軍用飛機(jī)及武器裝備底漆標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建的相 關(guān)建議，為國內(nèi)軍用飛機(jī)及武器裝備高效抗腐蝕防護(hù) 體系涂層材料工程化及應(yīng)用研究提供技術(shù)支持。

軍用飛機(jī)

    1 軍用底漆標(biāo)準(zhǔn)體系的比較

    1. 1 美國軍用標(biāo)準(zhǔn)矩陣

    美國軍用底漆有專用于鋁合金、復(fù)合材料以及 碳纖維表面的，有用于鉚釘和接縫處以及與高柔韌 性蒙皮面漆配套用的聚氨酯彈性底漆，還有水性漆、 電泳漆、高固體份、無鉻無鉛、潮氣固化型的、起落架 上用的底漆等，都符合低 VOC 要求，專用性強(qiáng)，以滿足不同機(jī)型，不同使用環(huán)境的要求。  美國軍方根據(jù)底漆的組成、用途和施工方法對底漆進(jìn)行詳細(xì)分類，制定了門類齊全的底漆產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。 部分美國軍用底 漆標(biāo)準(zhǔn)見表 1[8] 。

    1. 2 國內(nèi)軍用標(biāo)準(zhǔn)

    國內(nèi)軍用底漆產(chǎn)品的基本品種與國外相比差別 較大，在品種花色上與國外相比遜色不少，特別是專 用性方面。 國內(nèi)目前僅有飛機(jī)蒙皮用底漆、復(fù)合材 料用聚氨酯底漆、氟聚氨酯無光磁漆配套聚氨酯底 漆、艦船富鋅防銹底漆、環(huán)氧有機(jī)硅耐熱底漆和鋁粉 瀝青船等六類底漆產(chǎn)品及相應(yīng)軍用標(biāo)準(zhǔn)。 國內(nèi)現(xiàn)有 的軍用飛機(jī)和武器裝備用底漆標(biāo)準(zhǔn)列于表 2 中。

    1. 3 軍用底漆標(biāo)準(zhǔn)體系上的差異

    由表 1、表 2 比較可見，國軍標(biāo)與美軍標(biāo)在標(biāo)準(zhǔn) 體系上主要存在的差異主要包括兩方面：一方面，相 對美軍標(biāo)而言，國內(nèi)軍用底漆產(chǎn)品種類匱乏，專用性 差，且缺乏相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；另一方面，美軍標(biāo)嚴(yán)格 規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)適用的軍種，這是考慮到飛機(jī)和武器裝 備在各軍種的服役環(huán)境不盡相同。 因此防護(hù)產(chǎn)品必 須經(jīng)過相關(guān)軍種腐蝕預(yù)防與控制主管部門的環(huán)境適 應(yīng)性驗(yàn)證與評估，滿足使用環(huán)境要求后方可獲準(zhǔn)在 該軍種推廣應(yīng)用。 我國尚未全面開展防護(hù)產(chǎn)品有針 對性的環(huán)境適應(yīng)性評估。

    2 軍用底漆標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求綜合對比分析

    GJB 5591-2006《 軍用 飛 機(jī) 氟 聚 氨 酯 涂 料 通 用 規(guī)范》 中配套使用 TB 06-9 鋅黃丙烯酸聚氨酯底漆， 該 材 料 于 “ 九 五 冶 期 間 等 效 采 用 美 軍 標(biāo)  MIL-P-23377D-85《 耐化 學(xué) 品 和 溶 劑 的 環(huán) 氧 聚 酰 胺 底 漆 標(biāo) 準(zhǔn)》 開展研制的，并在”十一五冶 期間推廣應(yīng)用到重要 航空武器裝備上，使我國戰(zhàn)斗機(jī)外表面防護(hù)涂層材料 達(dá)到當(dāng)時國際先進(jìn)水平。 隨著世界先進(jìn)材料的發(fā)展 和美軍對底漆防腐性能認(rèn)識和應(yīng)用目的上的變化，美 國研制了軍用飛機(jī)和武器裝備，尤其是艦載飛機(jī)，適 用的新型高效防腐底漆，并修訂 MIL-P-23377D-85,形 成了 MIL-PRF-23377K-2012[35] 標(biāo)準(zhǔn)。  由于 受 型 號 研 制周期、經(jīng)費(fèi)、技術(shù)儲備以及對腐蝕認(rèn)識上的局限，我 國高效抗腐蝕涂層材料研究相對滯后，新研型號仍沿 用 TB 06-9 鋅黃丙烯酸聚氨酯底漆。

    表 1    美國軍用底漆標(biāo)準(zhǔn)矩陣

    Table 1 Specifications and standards matrix of primer coatings for aircraft and military equipment  in America

    表 2    中國軍用底漆標(biāo)準(zhǔn)

    Table 2 Specifications and standards of primer coatings for aircraft and military equipment  in China

    注：GJB 5591-2006 規(guī)范適用于軍用飛機(jī)氟聚氨酯無光磁漆及其配套聚氨酯底漆的研制、生產(chǎn)和交貨。

    下面通過對 GJB 5591 與 MIL-PRF-23377K 的性能指標(biāo)分析，找出我國軍用飛機(jī)底漆材料與國外材料的 差距，有助于后續(xù)底漆產(chǎn)品的改進(jìn)與研發(fā)。性能 指 標(biāo) 逐 一 比 對 后 可 見， GJB 5591 與 MIL- PRF-23377K 的技術(shù)指標(biāo)差異主要表現(xiàn)在 10 個項(xiàng)目上，具體差異見表 3。  MIL-PRF-23377K 底漆具有優(yōu) 異的抗腐蝕性能，經(jīng) 1000 h 絲狀腐蝕后，劃痕處 絲狀腐蝕 長 度 不 超 過 3. 2 mm; 破 環(huán) 性 試 樣 耐 鹽 霧2000 h 后，劃 痕 處 不 出 現(xiàn) 腐 蝕 問 題。  TB 06-9 鋅 黃 丙烯酸聚氨酯底漆，目前其防腐蝕性能指標(biāo)已經(jīng)低 于 MIL-PRE-23377K 相 應(yīng) 指 標(biāo) 要 求， 耐 鹽 霧 性 能 上 有所欠缺，而耐絲狀腐蝕性能尚未考慮。  在高溫高濕和高鹽霧等惡劣的海洋大氣環(huán)境中，絲狀腐蝕極 易發(fā)生，且相當(dāng)嚴(yán)重[36] 。

    表 3    GJB 5591-2006 聚氨酯底漆與 MIL- PRF-23377K 的主要技術(shù)指標(biāo)差異

    Table 3 Major performance differences between GJB 5591-2006  polyurethane primer and MIL-PRF-23377K

    3 我國軍用底漆產(chǎn)品研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建的建議

    為有效規(guī)范我軍腐蝕防護(hù)工作，促進(jìn)高性能底 漆產(chǎn)品的研制、開發(fā)與應(yīng)用，全面提升航空裝備整體 抗腐蝕防護(hù)能力，保障飛機(jī)和武器裝備的可靠性與 安全性，從底漆產(chǎn)品開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建兩方面開 展下列工作迫在眉睫。

    3. 1 我國軍用底漆產(chǎn)品研發(fā)建議

    1） 強(qiáng)化軍用飛機(jī)和武器裝備腐蝕 防 護(hù) 涂 層 體 系中關(guān)鍵骨干材料的抗腐蝕性能，包括鋁合金、結(jié)構(gòu) 鋼、復(fù)合材料表面用的防護(hù)底漆，全面提升艦載機(jī)的 整體抗腐蝕防護(hù)能力。 優(yōu)化鋁合金、結(jié)構(gòu)鋼表面用 防護(hù)底漆的耐鹽霧性能，破壞性試樣 3000 h,破壞 性試樣 2000 h;借 鑒 美 軍 標(biāo) MIL-PRE-23377K,增 加 底漆耐絲狀腐蝕 1000 h 性能要求。

    2） 從專用性出發(fā)，拓展國內(nèi)軍用底漆的品種花 色。  如增加用于鉚釘和接縫處以及與高柔韌性蒙皮面漆配套用的聚氨酯彈性底漆，水性漆、電泳漆、潮氣固化型等底漆品種，滿足不同機(jī)型、不同服役環(huán)境、不同施工方式的要求。

    3） 優(yōu)先開發(fā)綜合性能優(yōu)異、環(huán)境友好的底漆產(chǎn)品。今后航空涂料將向底漆無鉻、無鉛化，底面漆體 系高性能化，高固體份、無溶劑和水性化方向發(fā)展。近期我國應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展無鉛 / 無鉻、高固體份、水性和 彈性底漆產(chǎn)品的研制。

    4） 長期以來，面向我國重點(diǎn)行業(yè)和重大產(chǎn)業(yè)的 中高檔涂料涂層用原材料---樹脂和顏填料等基本全部依賴進(jìn)口，使得占我國涂料價值 70% 左右的中 高端市場基本為國外公司所壟斷。迫切需要加強(qiáng)原材料合成、防腐機(jī)理等相關(guān)基礎(chǔ)性研究工作，解決納 米材料和納米結(jié)構(gòu)應(yīng)用于樹脂涂層中的關(guān)鍵和共性技術(shù)問題，突破國外的中高端樹脂及其涂料涂層專 利技術(shù)壁壘和產(chǎn)品的長期壟斷和封鎖。

    3. 2 我國軍用底漆規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建的建議

    1） 參考、借鑒國外軍用標(biāo)準(zhǔn)體系，制定電泳底漆、水洗底漆、無鉛 / 無鉻環(huán)氧底漆、高固體份環(huán)氧底漆、水性環(huán)氧底漆和高固體份彈性聚氨酯底漆等國 家軍用標(biāo)準(zhǔn)，建立全面、系統(tǒng)、規(guī)范的腐蝕防護(hù)底漆 產(chǎn)品規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)體系。 雖然上述新型底漆產(chǎn)品在國 內(nèi)尚處于研制階段，但標(biāo)準(zhǔn)先行，有利于規(guī)范生產(chǎn)廠 商的產(chǎn)品技術(shù)要求，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。

    2） 制定技術(shù)指標(biāo)科學(xué)合 理，具 有 實(shí) 用 性、可 操 作性和先進(jìn)性的底漆國家軍用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。相對涂膜的其他物理性能，絲狀腐蝕試驗(yàn)方法是考察涂層抗 腐蝕性能的一項(xiàng)更靈敏、更嚴(yán)格的方法，建議國軍標(biāo) 增加此項(xiàng)技術(shù)要求，大力推動國內(nèi)生產(chǎn)單位研制出 防止絲狀腐蝕擴(kuò)展性能優(yōu)異的底漆。

    3） 涂料在國際上被列為僅次于汽車的 第 二 大“ 空氣污染源冶 ,各國紛紛出臺法律法規(guī)，限制揮發(fā)性有機(jī)物和重金屬的使用。我國必須按照本國國情，分階段分步驟地將強(qiáng)制性環(huán)保要求列入我國軍 用標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。

    4） 加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)的宣貫， 宣貫范圍包括底漆的研制、生產(chǎn)、使用各方（ 如底漆生產(chǎn)企業(yè)、飛機(jī)制造廠、 空軍、海軍、陸航、各飛機(jī)大修廠等） ,以加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)的 約束力，促進(jìn)高性能、質(zhì)量穩(wěn)定的底漆產(chǎn)品的研制、開發(fā)與應(yīng)用。

    4 結(jié)語

    標(biāo)準(zhǔn)日益成為國家發(fā)展的戰(zhàn)略性資源和國際競 爭力的核心要素，標(biāo)準(zhǔn)化已經(jīng)與型號研制成敗相依、 密不可分，始終貫穿于武器裝備采購與研制全壽命 周期。 從標(biāo)準(zhǔn)體系和技術(shù)指標(biāo)對比分析中美軍用飛 機(jī)及武器裝備用底漆存在的差異，提出我國軍用飛 機(jī)及武器裝備底漆產(chǎn)品研發(fā)以及我國軍用飛機(jī)及武 器裝備底漆標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建的建議，有助于全面提升 海洋環(huán)境下軍機(jī)及武器裝備腐蝕防護(hù)與控制水平。

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