民机化学除漆技术研究进展及其评述

2020-06-12张殊伦杨文锋

云南化工 2020年5期

张殊伦，杨文锋

（中国民用航空飞行学院航空工程学院，四川广汉 618307）

民机蒙皮漆层不仅能装饰飞机外表，同时还能保护表面蒙皮免受直接的冲击与腐蚀。但漆层会因为飞行气候、环境状况以及异物冲击而导致老化、龟裂、脱落等不同形式的损伤。除此之外，飞机还必须按照规定在一定周期内返厂进行检修（D检）。为了保证飞机美观以及飞行安全，每隔4～5年需要对飞机进行整机除漆[1]，而随着国内航空业的发展，飞机除漆工作逐渐成为航空维修单位的一项重大业务。目前航空维修单位主要采用的除漆方法是化学药剂除漆以及机械打磨除漆，分别占据市场份额的60%以及30%[2]。

本文总结了化学除漆技术的研究进展，对部分资料进行整理并分析除漆技术中的经济效益以及探讨了化学除漆技术的发展空间，为航空公司及维修单位提供参考。

1 化学除漆理论研究

化学除漆剂按照溶剂类型，可分为碱性除漆剂、酸性除漆剂、普通溶剂型除漆剂、氯化烃型除漆剂以及水性除漆剂5类[3]。其中，水性除漆剂是被公认为环保性能最佳的化学药剂，配方之中水的质量比重占到一半以上，降低了有机溶剂污染源的含量及有害物质的挥发，是目前运用范围最广的除漆剂。

2 工程应用现状

化学除漆工艺上较为成熟，一般会先遮盖保护飞机的玻璃、舱门等敏感部位，再依次按照机身、大翼、尾翼、发动机的顺序对飞机各部位进行除漆[4]，除漆现场如图1。近年来对化学除漆技术的研究主要是在于除漆药剂的开发。

图1 飞机除漆车间现场照片

早期使用的强酸强碱除漆剂不存在复杂的组分与调配，随之而来的问题是飞机合金蒙皮的腐蚀难以被限制。至20世纪70年代，以二氯甲烷和苯酚为基础的化学除漆剂配方已被证明在去除聚合物漆层方面极为有效。由于这些溶剂对健康和环境的不利影响，它们在现代使用中也面临重大挑战[5]。目前较常使用苯甲醇替代二氯甲烷作为水性除漆剂的主溶剂[6]，能够有效降低除漆工作中漆剂混合物的挥发性，对环境较为友好。王议、杨高产等[7～8]人对以二氯甲烷、苯甲醇为主溶剂的除漆药剂进行了研究，分别从除漆效率、挥发性以及环保性三个方面进行了测试研究，以起皱、松软的漆层面积与试验面积的比值作为除漆效率的评判依据，苯甲醇除漆剂与漆层混合40min后的除漆效率能达到90%，二氯甲烷除漆剂的除漆效率能达到95%以上，但是二氯甲烷除漆剂在除漆过程中存在一定的污染物挥发。除此之外，开发以无机分子（目前主要为强酸强碱）作为主溶剂的除漆剂也具有技术优势，能够发挥无机分子除漆剂废液易管控易处理以及强酸强碱除漆效果较好的优势。

同时，国内外多家企业机构也对除漆剂进行了研究，民航六维航化有限责任公司研发有NW-060环保型除漆剂。深圳嘉纳尔科技有限公司研制出可在冬季及低温环境（-10～20°C）下的高效除漆剂，对我国北方环境下化学除漆效率慢的情况有着参考价值

通过以上现状可知，化学除漆技术的主要研究热点在于克服除漆时造成的环境问题与除漆效率问题，而在复合材料蒙皮除漆剂、新型无机分子除漆剂方面仍然具有广阔的研究前景。相较于国外应用研究，国内还需将研究重点更多的转向实际工程应用。

3 经济效益

飞机除漆过程中的经济效益是各航空公司所共同关注的重点，影响经济效益的因素主要有化学药剂成本、停场时间成本以及废水处理成本。

在化学药剂成本方面，目前一架中型客机的表面积大概在1600 m2左右，药剂成本超过20万元，而一架A380飞机的表面积更是超过4000 m2，除漆过程中仅购买所需化学药剂就能达到50万元。除漆过程中，不仅需要收集漆剂混合后形成的废液，还需要收集漆剂混合反应产生的废气，每年的收集处理成本能够高达百万元[10]，而安装一套蒸发回收系统，需要花费300万元[9]左右。

目前，控制经济成本的方法仍然需要对除漆剂本身配方进行研究，以高效、少污染、低成本为研究目的，特别是目前以无机分子作为主溶剂的除漆剂研究十分具有意义。