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0 前言
防滑涂料是一種方便有效的經(jīng)過(guò)防滑處理的功能性材料，它能夠改進(jìn)物體表面的摩擦性，形成一種高摩擦系數(shù)的防滑面，以減少物體表面的人員、車(chē)輛和其他物體的滑動(dòng)性，降低人員滑倒摔傷事故的發(fā)生，避免財(cái)產(chǎn)的損失，在海上作業(yè)平臺(tái)、海岸設(shè)施、船舶甲板等得到了廣泛應(yīng)用。在國(guó)外，防滑涂料在飛機(jī)上有著廣泛的應(yīng)用，主要用于飛機(jī)內(nèi)部走廊、機(jī)翼壁板緊急逃生通道、機(jī)翼前緣走道等各種走道及飛機(jī)上各種扶手、手柄等制件，是使用范圍僅次于蒙皮涂料及通用底漆的涂料，也是使用量最大的功能涂料之一；在國(guó)內(nèi)隨著防滑涂料研究的深入，進(jìn)一步推廣其在飛機(jī)上的應(yīng)用具有重要意義。
1 飛機(jī)防滑涂料的種類(lèi)
根據(jù)美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-W-5044C[1]及后來(lái)的A-A-59166商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，防滑涂料分為Ⅰ型平滑表面的防滑涂料(無(wú)粒料)，Ⅱ型粗糙表面的防滑涂料(加入粒料)。按照涂料的組成防滑涂料可分為單組分防滑涂料、雙組分防滑涂料和多組分防滑涂料。單組分防滑涂料只有一個(gè)組分，充分?jǐn)嚢韬蠹纯墒┕�，�?jiǎn)單方便，如AST的Epoxo5044走道防滑涂料、CHEMSOL的MIL-W-5044C走道涂料均為采用快干型樹(shù)脂體系的單組分防滑涂料。雙組分防滑涂料色漿與固化劑分開(kāi)包裝，防滑粒料加入其中的一個(gè)組分中，多放于色漿組分，兩組分充分混合后施工，如Aerodur® FinishHF A 132 (D)防滑涂料、Tricom coatings的A-A-59166走道防滑涂料。多組分防滑涂料是把色漿組分、固化劑、防滑粒料等分開(kāi)包裝，使用時(shí)先將防滑粒料加入色漿組分中充分?jǐn)嚢璺稚⒑�，再與固化劑充分混合。防滑粒料單獨(dú)包裝的方式，有效防止了長(zhǎng)期存放過(guò)程中因顆粒沉降導(dǎo)致不易攪拌的問(wèn)題，便于色漿組分的快速分散，如IP的453-2-30機(jī)翼走道涂料、PPG的Desothane HS走道涂料、�；旱�HDY-F-1/HDY-F-2防滑涂料等均將防滑粒料作為單獨(dú)的組分進(jìn)行獨(dú)立包裝。
2 飛機(jī)防滑涂料功能特點(diǎn)
2.1 防滑性
飛機(jī)防滑涂料最主要的功能是防滑性，通過(guò)提高使用部位的摩擦系數(shù)，保證干態(tài)、水漬、油污狀態(tài)下保持較高的摩擦系數(shù)，減少和避免應(yīng)急逃生及飛機(jī)維修、清潔時(shí)意外事故的發(fā)生。
用于不同部位的防滑涂料對(duì)涂層防滑性能也有不同要求，如扶手的防滑涂料不能太粗糙，否則易劃傷皮膚；飛機(jī)內(nèi)部走道的防滑涂料要具有較大的摩擦系數(shù)，防止飛機(jī)在高空高速氣流沖刷顛簸下造成人員滑倒，而機(jī)翼逃生通道的防滑涂料若選用較大的防滑顆粒，勢(shì)必增加飛行時(shí)的氣流阻力，因此要求其既要具有相當(dāng)?shù)哪Σ料禂?shù)保證行人的安全，又不能給飛機(jī)增加負(fù)擔(dān)。
2.2 耐磨性
磨損是伴隨摩擦產(chǎn)生的必然后果。防滑涂料必須具有良好的耐磨性能，在使用一段時(shí)間后，不得磨損嚴(yán)重，否則會(huì)造成涂層變薄或防滑粒料脫落，致使摩擦系數(shù)降低，起不到防滑作用。
2.3 耐溶劑性
飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)上使用的多種流體介質(zhì)(如航空煤油、潤(rùn)滑油、液壓油、酒精等)對(duì)涂層有浸蝕性，特別是現(xiàn)代飛機(jī)采用的雙酯潤(rùn)滑油和磷酸酯液壓油，其滲透性及溶解性很強(qiáng)，易導(dǎo)致涂層起泡、發(fā)黏、變色甚至脫落，因此，飛機(jī)用防滑涂料應(yīng)涂層致密，能經(jīng)受住這些流體介質(zhì)的長(zhǎng)期浸泡。
2.4 防火性
用于飛機(jī)艙內(nèi)的防滑涂料對(duì)涂層的燃燒性也有明確的要求，波音材料規(guī)范BMS-83專(zhuān)門(mén)規(guī)定了涂層燃燒性能要求，涂層的自熄滅時(shí)間要求小于15 s、燃燒長(zhǎng)度小于15 cm、熔滴熄滅時(shí)間小于3 s。
2.5 其他性能
防滑涂料應(yīng)有牢固的附著性，保證飛機(jī)起飛、著陸過(guò)程中受到強(qiáng)大的沖擊和振動(dòng)時(shí)及飛行過(guò)程中受到擾動(dòng)氣流影響引起振顫時(shí)，涂層不會(huì)剝離脫落；防滑涂料應(yīng)有良好的彈性和柔韌性，保證飛機(jī)在不同高度飛行氣溫驟變時(shí)，涂層不會(huì)開(kāi)裂、脫落；防滑涂料應(yīng)具有良好的防護(hù)性，保證飛機(jī)在復(fù)雜多變的飛行和停留環(huán)境中，能經(jīng)受住如高溫高濕、霉菌、鹽霧、含有SO2的工業(yè)大氣等各種腐蝕環(huán)境，此外飛機(jī)防滑涂料還應(yīng)具有耐候性等性能。
3 飛機(jī)防滑涂料組成
3.1 樹(shù)脂體系
早期的防滑涂料中，成膜樹(shù)脂與常用的普通成膜物質(zhì)并無(wú)區(qū)別，例如醇酸樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、過(guò)氯乙烯樹(shù)脂等都可以作為防滑涂料的成膜物質(zhì)使用。隨著對(duì)涂膜防滑性能以及對(duì)使用耐久性要求的提高，尤其是飛機(jī)用防滑涂料對(duì)涂膜的強(qiáng)度、柔韌性、耐機(jī)用液體油性等提出了更高的要求，對(duì)于成膜材料的選擇逐漸變得嚴(yán)格，綜合這些因素考慮，聚氨酯和環(huán)氧樹(shù)脂因摩擦系數(shù)較高、耐磨性較好等特點(diǎn)得到了較為廣泛的應(yīng)用。
選用聚氨酯樹(shù)脂，色漿組分選用含羥基的聚酯樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚醚樹(shù)脂等一種或幾種的混合物，固化劑成分采用多異氰酸酯預(yù)聚物，由多異氰酸酯-甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、六次甲基二異氰酸酯(HDI)等與多元醇-三羥甲基丙烷(TMP)或水反應(yīng)制成�？紤]到芳香族聚異氰酸酯的涂層在戶外長(zhǎng)期使用過(guò)程中由于受紫外線照射而分解，生成芳香胺或醌式結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，易于變色、發(fā)黃、粉化，因此多采用脂肪族多異氰酸酯的預(yù)聚物或多聚體。AkzoNobel的Aviox、Aerodur防滑涂料，PPG的Desothane HS走道涂料、Tricom coatings的A-A-59166防滑涂料均是采用聚氨酯成膜樹(shù)脂。
盡管環(huán)氧樹(shù)脂涂料的耐候性較差，使用過(guò)程中易粉化、退色，但環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)防滑涂料有很好的附著力、防滑性、耐磨性及耐介質(zhì)性等特點(diǎn)，在飛機(jī)防滑涂料中有一定市場(chǎng)，如AkzoNobel的453-2-27即為三組分環(huán)氧體系，用于飛機(jī)機(jī)翼走道和其他需要防滑的表面。
3.2 防滑粒料
防滑粒料是防滑涂料的重要組成部分，能顯著增大防滑涂料的摩擦性能，提高其耐磨性，延長(zhǎng)涂料的使用壽命。防滑粒料的選用還直接影響到防滑涂層的面密度、耐磨性、耐介質(zhì)性及施工性能等。目前國(guó)外飛機(jī)防滑涂料較多地選用氧化鋁、鋁粒、浮石等作為防滑粒料。氧化鋁作為防滑粒料其密度遠(yuǎn)大于涂料的密度，在涂料中易沉淀，涂布后難以保持均勻分布。浮石是一種多孔、輕質(zhì)的玻璃質(zhì)酸性火山噴出巖，表面粗糙，天然浮石孔隙率為7l.8%～81%，質(zhì)量輕、容重小，能有效降低對(duì)機(jī)體的負(fù)重，在飛機(jī)防滑涂料中有一定應(yīng)用，但因其空隙率高、質(zhì)地比較脆、不耐磨，在防滑涂料使用過(guò)程中易磨碎，甚至顆粒脫落。
海洋化工研究院最新采用一種無(wú)機(jī)有機(jī)混制型砂作為防滑粒料, 相關(guān)技術(shù)已經(jīng)申請(qǐng)了專(zhuān)利(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?/font>2010.1005.2044.0)。該防滑粒料結(jié)構(gòu)中既有無(wú)機(jī)的原砂成分又有樹(shù)脂聚合物，兼具有無(wú)機(jī)類(lèi)和有機(jī)類(lèi)防滑粒料的優(yōu)點(diǎn)，且硬度高、耐磨性好、密度小，在涂料中不易沉降，和涂料混合后形成均質(zhì)的、流體狀砂漿，便于施工形成顆粒均勻的涂膜，其較低的涂膜面密度，減輕了對(duì)飛機(jī)的負(fù)重，并且在干、水、油狀態(tài)下都能達(dá)到較好的防滑效果，此防滑粒料的研制為防滑涂料的粒料選擇開(kāi)辟了新的領(lǐng)域。
3.3 功能填料
防滑涂料中添加的功能填料主要有耐磨填料和阻燃填料。
隨著對(duì)防滑涂料耐磨性要求的不斷提高，耐磨填料也成為防滑涂料的重要組成部分，三氧化二鋁、碳化硅、二氧化硅等耐磨填料甚至一些自潤(rùn)滑填料、耐劃傷填料都可以在一定程度上提高防滑涂料的耐磨性。
阻燃填料目前主要分為有機(jī)和無(wú)機(jī)，鹵素和非鹵。有機(jī)是以溴系、氮系和紅磷及化合物為代表的一些阻燃劑，無(wú)機(jī)主要是三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁、硅系等阻燃體系。隨著人們環(huán)保、安全、健康意識(shí)的日益增強(qiáng)，世界各國(guó)開(kāi)始把環(huán)保型阻燃劑作為研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的重點(diǎn)，并已經(jīng)取得了一定的成果。
3.4 顏料
顏料是涂料的重要組成部分，賦予涂料各種各樣的顏色，飛機(jī)防滑涂料多依據(jù)FED-STD-595B色卡，其中最常用的為灰色36492，但根據(jù)具體設(shè)計(jì)像白色37886、中灰36176、紅色31302、藍(lán)色35183等都在可選顏色范圍內(nèi)。防滑涂料的顏料在選擇時(shí)一方面要選用環(huán)保無(wú)毒顏料，另一方面要考慮產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，盡可能縮小不同批次間的色差。
3.5 助劑
防滑涂料組分中除了涂料中常用的分散劑、流平劑、消泡劑、觸變劑、抗氧劑等，還經(jīng)常用到消光粉、偶聯(lián)劑、防沉劑、催干劑等助劑，以滿足對(duì)防滑涂料不同性能的要求。
3.6 溶劑
與普通溶劑型涂料類(lèi)似，飛機(jī)防滑涂料主要使用的有機(jī)溶劑有：醋酸丁酯、2-庚酮、2-丁酮、丙二醇甲醚醋酸酯、二異丁基甲酮、甲基異丁基甲酮等中的一種或幾種的混合物，但由于對(duì)原材料毒性的限制及環(huán)保性的要求，飛機(jī)防滑涂料盡量選用低毒性溶劑。
4 飛機(jī)防滑涂料施工
飛機(jī)防滑涂料可采用刷涂、輥涂、噴涂法施工，施工過(guò)程中要防止防滑顆粒沉降，保證涂層質(zhì)地均勻，常配備必要的攪拌設(shè)備。刷涂采用普通毛刷，輥涂多采用聚氨酯泡沫輥或短毛輥，但刷涂和輥涂過(guò)程中因防滑顆粒在毛刷及輥刷上的吸附，易造成防滑涂層顆粒分布不均，因此更多地采用噴涂法施工。噴涂施工可采用重力式噴槍進(jìn)行常規(guī)噴涂，考慮到防滑顆粒的存在，應(yīng)選擇較大口徑的噴槍?zhuān)瑥?font face="Times New Roman">1.8～3.0 mm不等，甚至高達(dá)3.5 mm，噴槍的具體口徑應(yīng)根據(jù)防滑涂料選用防滑顆粒組分的粒徑來(lái)決定。因?yàn)槌Ｒ?guī)空氣噴涂對(duì)涂料的利用率低，噴涂過(guò)程中波浪狀的噴霧易引起反彈和過(guò)噴等缺點(diǎn)，彌漫的涂料飛霧污染環(huán)境且危害施工人員的健康，有的廠家建議采用HVLP高流量低壓力噴涂。
防滑涂料施工固化成膜后，防滑顆粒被涂料薄層包覆，顆粒彼此之間靠各自包覆的涂料薄層聯(lián)結(jié)在一起，同時(shí)基料薄層又同相鄰顆粒的眾多薄層聯(lián)在一起，防滑涂層呈現(xiàn)的外形近似等于隆起粒子的外形(具有輕微的圓形和稍微的平滑)，既達(dá)到了防滑的效果，同時(shí)又不失踩踏舒適性。而防滑顆粒的相互堆疊，會(huì)進(jìn)一步加合呈浮雕型，提高了防滑性。
5 結(jié)語(yǔ)
防滑涂料是一種功能涂料，有盡可能大的摩擦系數(shù)是其追求的目標(biāo)。防滑涂料的理想狀況是各種使用狀態(tài)和各種介質(zhì)存在時(shí)均能保持較高的摩擦系數(shù)。防滑涂料在各行各業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，隨著我國(guó)制造各型運(yùn)輸機(jī)、客機(jī)能力的增強(qiáng)，進(jìn)一步推廣應(yīng)用飛機(jī)防滑涂料有著不可估量的重要作用。
