顏杰紅

（中航沈飛民用飛機(jī)有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110179）

環(huán)保型脫漆劑EFS2500的應(yīng)用

顏杰紅

（中航沈飛民用飛機(jī)有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110179）

通過(guò)失重，晶間腐蝕和晶端點(diǎn)蝕，增氫量，氧化膜腐蝕等試驗(yàn)以及對(duì)不同基體、不同表面處理膜層上不同漆膜的退除試驗(yàn)，考察了環(huán)保型脫漆劑EFS2500在飛機(jī)產(chǎn)品零件，特別是在不封閉處理的鉻酸陽(yáng)極化表面上的適應(yīng)性。

飛機(jī)零件；鋁基體；表面處理；脫漆劑；適用性

Author’s address:AVIV SAC Commercial Aircraft Company Limited, Shenyang 110850, China

已噴漆的零件需退漆返工的問(wèn)題在所難免。這些零件需退漆、退膜，經(jīng)適當(dāng)?shù)募庸ず笤僦匦逻M(jìn)行表面處理和噴涂。一般來(lái)說(shuō)，退漆的方法大體上可分為兩種：機(jī)械去除法和化學(xué)去除法。機(jī)械去除法又分為噴磨料和打磨2種。噴磨料去除的特點(diǎn)是效率高，但易使薄板零件產(chǎn)生嚴(yán)重變形。打磨去除雖變形量小，但金屬去除量大，去除量難以控制。采用化學(xué)法退除漆膜不但可以避免大量去除零件表面的金屬，而且不會(huì)使零件變形。但是在制造傳統(tǒng)脫漆劑的過(guò)程中會(huì)使用大量的二氯甲烷作為溶劑，并添加各種酚類衍生物、鉻酸鹽及其他重金屬鹽[1]，在使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生能危害人體的蒸汽，污染大氣，廢棄物的處理也存在很大因難。另外，目前所用的脫漆劑無(wú)法退除不封閉的鉻酸陽(yáng)極化鋁合金零件上的漆膜，每年都有大量需返工零件因無(wú)法退漆或噴磨料后變形而報(bào)廢，有必要尋找新型脫漆劑來(lái)解決問(wèn)題。本文嘗試了一種環(huán)保型脫漆劑EFS2500，通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了其性能和適用性。

1 脫漆劑簡(jiǎn)介

EFS2500脫漆劑由Molecular-Tech涂料公司生產(chǎn)，是一種黏性的乳白色液體，略有芳香味，沸點(diǎn)為172 °C，相對(duì)密度1.001 ～ 1.007，pH 5.6 ～ 7.2。該脫漆劑中揮發(fā)性物質(zhì)含量占質(zhì)量的40%，揮發(fā)速率比醚類物質(zhì)慢。它可在供應(yīng)狀態(tài)下直接使用，無(wú)需稀釋，使用溫度4 ～ 38 °C，推薦使用后用冷水清洗。使用時(shí)應(yīng)在通風(fēng)的環(huán)境下，操作人員需穿戴防滲透手套、防護(hù)眼鏡及防護(hù)衣，應(yīng)避免脫漆劑與皮膚接觸。一旦接觸，需先用肥皂和水清洗接觸區(qū)域，再用水進(jìn)行徹底沖洗。

2 實(shí)驗(yàn)

2. 1 材料

基材：2024-T3包鋁(AMS-QQ-A-250/5)，2024-T3裸鋁(AMS-QQ-A-250/4)，7075-T6511裸鋁型材(AMS-QQ-A-200/11)，7075-T6裸鋁(AMS-QQ-A-250/12)，7075-T6包鋁(AMS-QQ-A-250/13)，Ti–6Al–4V鈦合金(AMS-T-9046)。

油漆：高固體分環(huán)氧底漆(基料牌號(hào)PR205，固化劑牌號(hào)ACT205)，供應(yīng)商PPG Aerospace (PRC-DeSoto)；聚氨酯面漆(基料牌號(hào)CA8000，固化劑牌號(hào)CA8000B)，供應(yīng)商PPG Aerospace。

2. 2 儀器

FA1004N型電子天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司；用于測(cè)量鍍鎘層厚度的TIME@2822型測(cè)厚儀，北京時(shí)代之峰科技有限公司；用于測(cè)量漆層厚度的MiniTest 700型測(cè)厚儀，ElektroPhysik Dr. Steingroever GmbH & Co. KG；LECO RH3型測(cè)氫儀，LECO Company (St. Joseph, MI)。

2. 3 前處理方法及噴漆工藝

按照ABP1-5057 (06) Conversion Coating of Aluminum標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行阿洛丁1200S處理。鉻酸陽(yáng)極化(不封閉處理)參照ABP1-1023 (12) Chromic Acid Anodising of Aluminum標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

按ABP4-1123 (22) Application of Corrosion Inhibiting Primer to an Internal or External Surface標(biāo)準(zhǔn)涂覆底漆。按ABP4-2127 (18) Application of Flexible Finish Scheme Incorporating a Chromated Primer to an Aircraft External Surfaces標(biāo)準(zhǔn)涂覆面漆。

依據(jù)ABP8-2299 (12) Pickling of Titanium Alloys進(jìn)行酸洗處理。以上標(biāo)準(zhǔn)均屬于Airbus UK Limited公司。

3 結(jié)果與討論

3. 1 脫漆劑對(duì)基體材料的影響

3. 1. 1 浸蝕失重試驗(yàn)

按照Boeing公司的BAC5725 (E) Stripping Organic Materials標(biāo)準(zhǔn)，選取25 mm × 50 mm × 1 mm的2024-T3包鋁、Ti–6Al–4V及鍍鎘試片各2個(gè)，清洗，干燥并稱重。將它們分別浸泡在脫漆劑中24 h，然后取出，用自來(lái)水清洗，干燥并重新稱重，計(jì)算浸泡前后的質(zhì)量損失，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 失重試驗(yàn)結(jié)果Table 1 Weight loss test results

3. 1. 2 晶間腐蝕和晶端點(diǎn)蝕試驗(yàn)

由于鋁合金中7075裸鋁合金較易發(fā)生晶間腐蝕，選取2個(gè)尺寸為L(zhǎng) = 30 mm的7075-T6511裸鋁型材試樣，分別在脫漆劑中浸泡40 min，然后按BSS7219進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明2個(gè)試樣均未見(jiàn)晶間腐蝕和點(diǎn)蝕，滿足晶間腐蝕≤12.7 μm，晶端點(diǎn)蝕深度≤25.4 μm的客戶規(guī)范的要求。

3. 1. 3 對(duì)氧化膜的腐蝕性試驗(yàn)

實(shí)際生產(chǎn)中，民用飛機(jī)的包鋁零件均用阿洛丁1200S鉻酸鹽轉(zhuǎn)化處理，裸鋁零件均為鉻酸陽(yáng)極化處理，因此選取4組不同材料的試片，每組2片，尺寸為75 mm × 250 mm × 1 mm，分別對(duì)它們進(jìn)行不同的表面處理并徹底干燥，隨后置于脫漆劑中浸泡7 d。取出后用干凈的水清洗，徹底去除試片上的脫漆劑，然后在空氣中自然干燥。目視檢查試片上的氧化膜層是否有腐蝕。結(jié)果無(wú)論是采用阿洛丁1200S處理的2024-T3包和7075-T6包試片，還是采用鉻酸陽(yáng)極化未封閉處理的2024-T3裸和7075-T3裸試片，其上的氧化膜層均完整，無(wú)腐蝕現(xiàn)象。

綜上所述，脫漆劑EFS2500的失重、晶間腐蝕、晶端點(diǎn)蝕及對(duì)鋁合金氧化膜的腐蝕性能試驗(yàn)均滿足要求，而且其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于客戶指標(biāo)的要求。它對(duì)鈦合金、鋁合金、鋁合金的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜層和鉻酸陽(yáng)極化膜層幾乎沒(méi)有腐蝕，對(duì)鍍鎘層的腐蝕也較小。這是因?yàn)樵撁撈釀┦墙浦行缘?，pH在5.6 ～ 7.2之間，不像通常使用的酸性脫漆劑或堿性脫漆劑那樣由于酸堿性較強(qiáng)，在脫漆時(shí)不僅與漆膜的反應(yīng)速率較快，與鋁合金及其氧化膜的反應(yīng)速率也較快，很容易造成鋁合金零件腐蝕。在使用此種脫漆劑退漆的過(guò)程中不需要操作者一直在工作現(xiàn)場(chǎng)看管，定時(shí)查看即可，十分方便。

3. 1. 4 增氫量試驗(yàn)

選取3個(gè)由Ti–6Al–4V鈦合金材料同一板材制成的25 mm × 50 mm × 1 mm試樣，其中一個(gè)作空白試樣，將另外2個(gè)試樣放在脫漆劑中浸泡(20 ± 2) min后，漂洗并干燥。然后按ASTM E1447 Determination of Hydrogen in Titanium and Titanium Alloys by the Inert Gas Fusion Thermal Conductivity Method測(cè)試空白試樣和浸泡過(guò)試樣的氫含量，并按照Boeing公司的BAC5725 (E) Stripping Organic Materials標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算氫含量的增加值。

經(jīng)過(guò)脫漆劑EFS2500浸泡過(guò)的與空白鈦合金試樣的氫含量相同，均為67 ppm，增氫量值為0 ppm。這是由于EFS2500是近似中性的脫漆劑，在浸泡時(shí)幾乎不會(huì)與鈦合金材料發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生氫氣。

3. 2 脫漆劑的適用性

3. 2. 1 不同材料以及不同表面處理膜上漆膜的去除

選擇生產(chǎn)中常用材料制備的尺寸為75 mm × 250 mm × 1 mm的試片分別進(jìn)行不同的表面處理并噴漆。底漆的干膜厚度為15 ～ 25 μm，面漆的干膜厚度為30 ～ 40 μm。噴漆后讓涂漆試片室溫放置至少3個(gè)月，再浸入EFS2500脫漆劑中，結(jié)果見(jiàn)表2。可見(jiàn)EFS2500可以完全退除鈦合金、鍍鎘層及鋁合金氧化膜上的環(huán)氧底漆和聚氨酯面漆。

表2 脫漆劑對(duì)不同基材以及不同表面處理膜上漆膜的去除情況Table 2 Results of removing the coatings on different substrates and films obtained by different surface treatments by using the paint stripper

3. 2. 2 組件上漆膜的去除

根據(jù)實(shí)際情況，選擇圖號(hào)為D574-43709-208的由鍍鎘襯套(不涂漆)和7050材料制成的鋁合金零件裝配而成的組件進(jìn)行退漆試驗(yàn)。裝配前將鋁合金零件進(jìn)行不封閉的鉻酸陽(yáng)極化處理，然后涂覆環(huán)氧底漆PR205，底漆的干膜厚度為15 ～ 25 μm。漆膜固化7 d后，將鋁合金零件與鍍鎘后經(jīng)過(guò)鉻酸鹽鈍化的襯套進(jìn)行裝配。在底漆干燥3個(gè)月以后，用EFS2500脫漆劑對(duì)該組件進(jìn)行退漆。圖1顯示了D574-43709-208組件退漆前后的表面狀態(tài)。

圖1 D574-43709-208組件退漆前后的照片F(xiàn)igure 1 Photos showing assembly D574-43709-208 before and after stripping paint

從圖1可見(jiàn)，漆膜退除得較為干凈，而且雖然沒(méi)有對(duì)鍍鎘的襯套進(jìn)行防護(hù)，但退漆結(jié)束后，襯套上的鈍化膜仍然光亮如新，與退漆前相比，外觀幾乎沒(méi)有任何變化。這說(shuō)明完全可以使用該脫漆劑退除帶有鍍鎘零件的鋁合金組件上的漆膜，并且在退漆前不需要對(duì)其做任何的保護(hù)，這樣大大簡(jiǎn)化了組合件的退漆操作步驟。

漆膜與被涂物表面的結(jié)合強(qiáng)度主要取決于膜層與漆膜之間的化學(xué)鍵力、范德華力、靜電引力和機(jī)械咬合力[2]。因?yàn)殂t酸陽(yáng)極氧化膜是多孔結(jié)構(gòu)[3]，與漆膜的機(jī)械咬合力強(qiáng)，僅靠脫漆劑的膨脹、滲透和軟化作用清除未經(jīng)封閉的氧化膜上的漆膜幾乎不可能。EFS2500脫漆劑中含有氧化性物質(zhì)──過(guò)氧化氫，與漆膜中的物質(zhì)反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生大量氧氣，促使已經(jīng)軟化的漆膜卷起，有利于脫漆劑滲透進(jìn)基材與涂層之間[4]，促使涂層脫落，因而應(yīng)用范圍廣。然而筆者發(fā)現(xiàn)該脫漆劑的退漆速率相對(duì)較慢。提高脫漆劑的操作溫度則可以加快其退漆速率。以退除未封閉的鉻酸陽(yáng)極化膜上的底漆為例，當(dāng)退除溫度為15 ～ 20 °C時(shí)，退除全部底漆需40 h，而將溫度升至30 ～ 35 °C時(shí)，時(shí)間縮短為18 h，效率提高一半以上。

4 結(jié)語(yǔ)

環(huán)保型脫漆劑EFS2500的適用范圍廣，可用于退除鈦合金、鍍鎘層及鋁合金氧化膜上的環(huán)氧底漆和聚氨酯面漆。它不易腐蝕零件，對(duì)人體的傷害較小，使用較安全。當(dāng)使用EFS2500脫漆劑進(jìn)行退漆時(shí)，可通過(guò)加溫的方法來(lái)提高退漆速率。該脫漆劑已通過(guò)英國(guó)空客公司的批準(zhǔn)，被納入到相關(guān)的客戶的退漆文件[5]中。

[1] 陸培. 利于環(huán)境保護(hù)的新型退漆劑[J]. 航空制造工程, 1994 (2): 32, 34

[2] 李春渠. 涂裝工藝學(xué)[M]. 北京: 北京理工大學(xué)出版社, 1993: 256.

[3] 高云震, 任繼嘉, 寧福元. 鋁合金表面處理[M]. 北京: 冶金工業(yè)出版社, 1991: 36.

[4] 李偉溢. 脫漆劑的研究進(jìn)展[J]. 電鍍與涂飾, 2004, 23 (3): 37-40, 46.

[5] Airbus UK Limited. Stripping of paints by chemical method: ABP4-4140 (1) [S]. [S.l. : s.n.], 2005.

[ 編輯：杜娟娟 ]

Application of the environmental-friendly paint stripper EFS2500

// YAN Jie-hong

The applicability of an environment-friendly paint stripper EFS2500 to aircraft parts, especially to unsealed chromic acid anodization surface was studied by weighing method, intergranular attack and end grain pitting test, measurement of increased hydrogen content, oxidation film corrosion test and stripping test for different paint films coated on different substrates and films obtained by different surface treatments.

aircraft part; aluminum substrate; surface treatment; paint stripper; applicability

TQ630

B

1004 – 227X (2017) 02 – 0106 – 04

10.19289/j.1004-227x.2017.02.009

2016–01–13

2016–09–07

顏杰紅（1968–），女，湖南漣源人，研究員級(jí)高級(jí)工程師，研究方向?yàn)楸砻嫣幚砼c涂漆。

作者聯(lián)系方式：(E-mail) yan.jiehong@sacc.com.cn。