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0 前言
防滑涂料是一種方便有效的經(jīng)過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、車輛和其他物體的滑動性，降低人員滑倒摔傷事故的發(fā)生，避免財產(chǎn)的損失，在海上作業(yè)平臺、海岸設(shè)施、船舶甲板等得到了廣泛應(yīng)用。在國外，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
根據(jù)美國軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-W-5044C[1]及后來的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組分，充分?jǐn)嚢韬蠹纯墒┕�，簡單方便，�?/font>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包裝，防滑粒料加入其中的一個組分中，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、防滑粒料等分開包裝，使用時先將防滑粒料加入色漿組分中充分?jǐn)嚢璺稚⒑螅倥c固化劑充分混合。防滑粒料單獨包裝的方式，有效防止了長期存放過程中因顆粒沉降導(dǎo)致不易攪拌的問題，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的組分進(jìn)行獨立包裝。
2 飛機(jī)防滑涂料功能特點
2.1 防滑性
飛機(jī)防滑涂料最主要的功能是防滑性，通過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、清潔時意外事故的發(fā)生。
用于不同部位的防滑涂料對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，勢必增加飛行時的氣流阻力，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，在使用一段時間后，不得磨損嚴(yán)重，否則會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)動機(jī)上使用的多種流體介質(zhì)(如航空煤油、潤滑油、液壓油、酒精等)對涂層有浸蝕性，特別是現(xiàn)代飛機(jī)采用的雙酯潤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)的長期浸泡。
2.4 防火性
用于飛機(jī)艙內(nèi)的防滑涂料對涂層的燃燒性也有明確的要求，波音材料規(guī)范BMS-83專門規(guī)定了涂層燃燒性能要求，涂層的自熄滅時間要求小于15 s、燃燒長度小于15 cm、熔滴熄滅時間小于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、著陸過程中受到強(qiáng)大的沖擊和振動時及飛行過程中受到擾動氣流影響引起振顫時，涂層不會剝離脫落；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，涂層不會開裂、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 樹脂體系
早期的防滑涂料中，成膜樹脂與常用的普通成膜物質(zhì)并無區(qū)別，例如醇酸樹脂、酚醛樹脂、過氯乙烯樹脂等都可以作為防滑涂料的成膜物質(zhì)使用。隨著對涂膜防滑性能以及對使用耐久性要求的提高，尤其是飛機(jī)用防滑涂料對涂膜的強(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)氧樹脂因摩擦系數(shù)較高、耐磨性較好等特點得到了較為廣泛的應(yīng)用。
選用聚氨酯樹脂，色漿組分選用含羥基的聚酯樹脂、有機(jī)硅樹脂、丙烯酸樹脂、聚醚樹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期使用過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脂。
盡管環(huán)氧樹脂涂料的耐候性較差，使用過程中易粉化、退色，但環(huán)氧樹脂類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，在飛機(jī)防滑涂料中有一定市場，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)申請了專利(專利申請?zhí)?/font>2010.1005.2044.0)。該防滑粒料結(jié)構(gòu)中既有無機(jī)的原砂成分又有樹脂聚合物，兼具有無機(jī)類和有機(jī)類防滑粒料的優(yōu)點，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、健康意識的日益增強(qiáng)，世界各國開始把環(huán)保型阻燃劑作為研究開發(fā)和應(yīng)用的重點，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一方面要選用環(huán)保無毒顏料，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，以滿足對防滑涂料不同性能的要求。
3.6 溶劑
與普通溶劑型涂料類似，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，從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決定。因為常規(guī)空氣噴涂對涂料的利用率低，噴涂過程中波浪狀的噴霧易引起反彈和過噴等缺點，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，同時又不失踩踏舒適性。而防滑顆粒的相互堆疊，會進(jìn)一步加合呈浮雕型，提高了防滑性。
5 結(jié)語
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)用越來越廣泛，隨著我國制造各型運(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。
