民用飞机发动机用耐高温防腐涂料

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我国航空工业的迅速发展促进了民用航空工业更快的发展。在所有航空器中,民用飞机发动机的技术要求和安全系数最高。用于民用飞机发动机的涂料要求具有耐高温(700℃)、耐油、隔热、防火、不燃、防腐的特性。我国原有的以Ｗ61-101、ＨＷ-28为基料的防腐涂料虽有许多优点,但有些性能达不到民用飞机发动机的设计要求,如耐温、阻燃、防火、抗震等性能。为此,我们采用环氧改性有机硅树脂(ＨＷ-73树脂)为基料,配以耐高温、耐油、阻燃、隔热的颜填料和Ｎ-11自催化型固化剂,制成ＧＴ系列民用飞机发动机专用防腐涂料。

& T4 B3 z! y; t0 J# i1　涂料的配制
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1.1　基料的选择
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' f7 @8 h, G5 }, s7 J    目前,国内外民用飞机发动机常用的涂料分为两大类。一类是以改性有机硅树脂,如环氧改性有机硅树脂(ＨＷ-28)为基料的涂料,此类涂料虽然耐油性、防腐性优良,但耐热性、抗震性、阻燃性均不理想;另一类是以含少量羟基的纯有机硅树脂为基料的涂料,该类涂料虽然耐热性、阻燃性优良,但耐油性、抗震性(机械强度)均达不到技术设计要求。我们选择了与ＨＷ-28树脂类似的ＨＷ-73树脂作基料。ＨＷ-73树脂的特点是硅含量较高,线形结构的比例也增加了;从而提高了树脂的耐热性和抗震性。

$ w& c) J# ^/ W4 `) m1.2　颜填料的选择
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6 ^3 l* ~# `- n0 x# y    填料以硅酸盐类化合物为主,如云母粉、玻璃粉(不含铅)、滑石粉及气相法白炭黑。它们具有较高的耐热性、耐化学介质性;而且表面含有一定量的活性羟基,在与ＨＷ-73树脂配合过程中可与硅羟基发生反应,从而提高涂料的耐热性和机械强度。低熔点(<700℃)玻璃粉的作用是:当发动机在石油火焰中过火时,低熔点玻璃粉在高温下变成阻燃性能优良的液态或半液态,同时与其它硅酸盐填料形成高熔点的硅酸盐无机高分子材料;从而保证飞机在石油火焰中过火时能在3ｈ内正常运行,为飞机采取应急安全措施提供充足的时间。
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) K+ X3 e1 u! O, u    阻燃剂选择耐石油火焰性能最优的十溴联苯醚与三氧化二锑及含水氢氧化铝的复合型阻燃剂。添加该阻燃剂的涂层耐石油火焰的过火时间大于3ｈ。
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! [3 C9 m$ O$ n5 \( V: W9 h8 V, `3 N    防腐剂以云母氧化铁、玻璃鳞片、偏硼酸钡为主,它们的防腐效果和隔热效果均十分优良。

. _' m, ?1 o3 L0 T: Y' V% e    颜料应选择耐高温、耐化学介质优良的无机颜料。黑色颜料可选择铬铁黑、二氧化锰;兰色颜料可选择铁兰;红色颜料可选择镉红、氧化铁红;黄色颜料可选择镉黄、铁黄、锶黄;白色颜料可选择钛白、锑白;绿色颜料可选择氧化铬绿;银灰色颜料可选择浮型铝粉浆。

6 d' M  I$ b: H* u+ h9 v1.3　固化剂的选择

2 P3 v/ ~! m/ R* ?2 f    选择自催化型Ｎ-11固化剂,可使涂料获得满意的常温固化效果。由于钛合金底材的特殊性能要求和某些部件的特殊技术要求,发动机的部分部件还必须在300℃下二次固化。涂料的热固化时间与部件的尺寸、形状、底材的组成有关,一般由用户自行确定。

2　涂料的基本性能及应用

6 O: l$ S$ E3 W* r- z    ＧＴ系列民用飞机发动机用耐高温专用防腐涂料的基本性能见表1。

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, B" v0 n* W. H4 L, {% e- C    该涂料经有关研究所、发动机制造厂、修理厂试用,基本满足了我国民用飞机发动机的技术要求;且在某些民用飞机发动机上长期使用,涂层完好。已大量用于我国部分型号的民用飞机发动机上,达到了设计要求的使用寿命和性能。

$ T9 i7 S& |5 ~: r2 K4 k/ L/ M/ W! Y' d    该类涂料还可用于汽油、柴油发动机和排气管、消声器、燃煤锅炉除尘器和去污设备的内壁,烧制水泥的尾气处理设备的内壁等。
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9 O: U9 l% W( m; H( u: i7 ]; F3　结束语

% K4 I  h' w, F; k    以ＨＷ-73树脂为基料,加入耐高温、耐化学介质颜填料、阻燃剂及Ｎ-11固化剂,可配成ＧＴ系列涂料。该涂料具有优良的耐热、耐化学介质、阻燃、隔热性能,是各类民用飞机发动机理想的防腐涂料。