摘要：简要介绍了低溶剂、低污染的高固体分航空涂料的发展概况。从高固体分涂料与常规溶剂型涂料的差异入手，分析了高固体分涂料涂膜流挂、橘皮、抽缩、缩孔等表面缺陷的成因。结合实际操作要求，从表面处理、喷涂设备、涂料调配、喷涂方式等方面总结了高固体分航空涂料操作的关键控制点。

    关键词：飞机蒙皮；高固体分；航空涂料；涂覆

    1 高固体分涂料应用概况及其特点

    随着全球环保要求的日益增高，以及国际装饰涂料市场对 VOC （涂料中的有机挥发物含量）的限制，使用低溶剂低污染的涂料已成为大势所趋，特别是低溶剂的高固体分涂料发展最快、应用最广。近年来，更是扩展到航空制造和维修领域，如 Boeing 、 Airbus 等公司的飞机上广泛使用了 PPG Aerospace 、 AKZO NOBEL 等公司的高固体分航空涂料；甚至 国内部分军用飞机，也开始启用高固体分涂料。在航空维修领域使用高固体分航空涂料，是航空涂料发展的必然趋势。

    作为从组成、施工到性能等诸多方面与常规溶剂型涂料存在明显差异的高固体分涂料，尽管其具有很优异的产品性能，但如何通过恰当的施工方式获得优异的涂膜效果，却是摆在许多初次使用者面前的共同难题。因为与常规溶剂型涂料相比，高固体分、黏度又偏高的涂料的涂装缺陷变得更加难以克 服，如抽缩、缩孔、流挂、橘皮等。通过理论分析，结合实际操作要求，针对表面处理、喷涂设备、涂料调配及喷涂方式采取了相应措施来解决上述问题。

    2 高固体分涂料表面状态缺陷的成因

    涂料表面状态是涂料的主要性能指标之一。涂料涂敷后能否避免缺陷产生，形成均匀、光滑的涂膜，与涂膜的良好流平性直接相关。

    2.1 从涂料流平时间与流挂速度的关系分析流挂缺陷的产生

    理论上，涂料的流平时间与条痕波长、黏度、流平次数成正比，与表面张力和涂层厚度成反比；涂料流挂速度与涂料密度、涂膜厚度成正比，与黏度成反比。涂料流平时间与流挂速度的相互对立，需要从涂料本身的助剂添加和涂料的合理施工中寻找平衡点。对于高固体分高黏度涂料而言，涂膜偏厚、涂料密度相对较高，容易导致流挂。实践发现，其流挂除形成与常规溶剂型涂料相类似的流坠痕迹外，复色漆还出现漆膜颜料由于比重的不同而分色的现象，其修补涂层的过程因之较常规溶剂型涂料更为复杂。

    2.2 从表面张力与流平性的关系分析橘皮、抽缩、缩孔缺陷的产生

    在影响涂膜流平性的诸多因素中，表面张力的影响是非常重要的。根据涂料的展布系数理论（展布系数用 Ws 表示），液体表层流动遵循由低表面张力区往高表面张力区扩展，从而实现表面能趋向最小化。当 Ws ＜ 0 时，则涂膜会自行收缩，产生橘皮、抽缩、缩孔等缺陷。

    橘皮是因涂膜表面溶剂的挥发，造成上下表面张力差，形成的贝纳德涡流，高黏度低表面张力的涂液下沉至旋涡的中间，低黏度高表面张力的涂液上升至旋涡的周边。高固体分涂料较常规溶剂型涂料固体分含量高、施工黏度相对较高。而一般情况下，树脂的表面张力高于溶剂的表面张力，高固体分涂料表面张力较大，所以在其成膜过程中，表面溶剂挥发后，因之产生的表面张力梯度也较常规溶剂型涂料更为明显，影响了涂膜的流平性，湿膜未能充分流动，形成类似橘皮状的痕迹。

    缩孔的产生是表面张力梯度作用的结果。涂膜局部污染物或溶解不完全的球形物质作用于涂层，使涂层表面形成凹陷的孔穴。其原因主要来自于涂料内部的不溶性胶粒和涂装后涂膜被污染两方面。高固体分涂料中 VOC 含量少，固体含量高，容易分层，若调配时未充分搅拌均匀，则易产生不溶性胶粒，导致缩孔。

    抽缩主要是由于涂膜对底材润湿不良所产生的。在高固体分涂料中，高固体分涂料较常规溶剂型涂料固体分含量高，高固体分涂料表面张力较大，所以 Ws 更易趋向负值，其对底材或底涂的润湿性能较常规溶剂型涂料更差，因之更易出现抽缩缺陷。反之，被涂布的底材或底涂过于平滑，其表面张力γ s 小，则 Ws 也更易趋向负值，涂布后涂膜发生回缩现象。

    3 飞机蒙皮表面高固体分航空涂料的涂覆

    通过上述分析看出，高固体分航空涂料较之常规溶剂型航空涂料，具有固体分含量高、表面张力较大、对基底的润湿能力较差、黏度较大等特点，所以其施涂过程中，如何从表面处理、喷涂设备、涂料调配、喷涂方式等方面进行合理选择，是涂膜获得好的流平性，避免或减少橘皮、抽缩、针孔等常见涂膜缺陷的关键。以下就飞机蒙皮表面涂覆高固体分航空涂料的关键控制点加以总结。

    2.2 从表面张力与流平性的关系分析橘皮、抽缩、缩孔缺陷的产生

    在影响涂膜流平性的诸多因素中，表面张力的影响是非常重要的。根据涂料的展布系数理论（展布系数用 Ws 表示），液体表层流动遵循由低表面张力区往高表面张力区扩展，从而实现表面能趋向最小化。当 Ws ＜ 0 时，则涂膜会自行收缩，产生橘皮、抽缩、缩孔等缺陷。

    橘皮是因涂膜表面溶剂的挥发，造成上下表面张力差，形成的贝纳德涡流，高黏度低表面张力的涂液下沉至旋涡的中间，低黏度高表面张力的涂液上升至旋涡的周边。高固体分涂料较常规溶剂型涂料固体分含量高、施工黏度相对较高。而一般情况下，树脂的表面张力高于溶剂的表面张力，高固体分涂料表面张力较大，所以在其成膜过程中，表面溶剂挥发后，因之产生的表面张力梯度也较常规溶剂型涂料更为明显，影响了涂膜的流平性，湿膜未能充分流动，形成类似橘皮状的痕迹。

    缩孔的产生是表面张力梯度作用的结果。涂膜局部污染物或溶解不完全的球形物质作用于涂层，使涂层表面形成凹陷的孔穴。其原因主要来自于涂料内部的不溶性胶粒和涂装后涂膜被污染两方面。高固体分涂料中 VOC 含量少，固体含量高，容易分层，若调配时未充分搅拌均匀，则易产生不溶性胶粒，导致缩孔。

    抽缩主要是由于涂膜对底材润湿不良所产生的。在高固体分涂料中，高固体分涂料较常规溶剂型涂料固体分含量高，高固体分涂料表面张力较大，所以 Ws 更易趋向负值，其对底材或底涂的润湿性能较常规溶剂型涂料更差，因之更易出现抽缩缺陷。反之，被涂布的底材或底涂过于平滑，其表面张力γ s 小，则 Ws 也更易趋向负值，涂布后涂膜发生回缩现象。

    3 飞机蒙皮表面高固体分航空涂料的涂覆

    通过上述分析看出，高固体分航空涂料较之常规溶剂型航空涂料，具有固体分含量高、表面张力较大、对基底的润湿能力较差、黏度较大等特点，所以其施涂过程中，如何从表面处理、喷涂设备、涂料调配、喷涂方式等方面进行合理选择，是涂膜获得好的流平性，避免或减少橘皮、抽缩、针孔等常见涂膜缺陷的关键。以下就飞机蒙皮表面涂覆高固体分航空涂料的关键控制点加以总结。

    2.2 从表面张力与流平性的关系分析橘皮、抽缩、缩孔缺陷的产生

    在影响涂膜流平性的诸多因素中，表面张力的影响是非常重要的。根据涂料的展布系数理论（展布系数用 Ws 表示），液体表层流动遵循由低表面张力区往高表面张力区扩展，从而实现表面能趋向最小化。当 Ws ＜ 0 时，则涂膜会自行收缩，产生橘皮、抽缩、缩孔等缺陷。

    橘皮是因涂膜表面溶剂的挥发，造成上下表面张力差，形成的贝纳德涡流，高黏度低表面张力的涂液下沉至旋涡的中间，低黏度高表面张力的涂液上升至旋涡的周边。高固体分涂料较常规溶剂型涂料固体分含量高、施工黏度相对较高。而一般情况下，树脂的表面张力高于溶剂的表面张力，高固体分涂料表面张力较大，所以在其成膜过程中，表面溶剂挥发后，因之产生的表面张力梯度也较常规溶剂型涂料更为明显，影响了涂膜的流平性，湿膜未能充分流动，形成类似橘皮状的痕迹。

    缩孔的产生是表面张力梯度作用的结果。涂膜局部污染物或溶解不完全的球形物质作用于涂层，使涂层表面形成凹陷的孔穴。其原因主要来自于涂料内部的不溶性胶粒和涂装后涂膜被污染两方面。高固体分涂料中 VOC 含量少，固体含量高，容易分层，若调配时未充分搅拌均匀，则易产生不溶性胶粒，导致缩孔。

    抽缩主要是由于涂膜对底材润湿不良所产生的。在高固体分涂料中，高固体分涂料较常规溶剂型涂料固体分含量高，高固体分涂料表面张力较大，所以 Ws 更易趋向负值，其对底材或底涂的润湿性能较常规溶剂型涂料更差，因之更易出现抽缩缺陷。反之，被涂布的底材或底涂过于平滑，其表面张力γ s 小，则 Ws 也更易趋向负值，涂布后涂膜发生回缩现象。

    3 飞机蒙皮表面高固体分航空涂料的涂覆

    通过上述分析看出，高固体分航空涂料较之常规溶剂型航空涂料，具有固体分含量高、表面张力较大、对基底的润湿能力较差、黏度较大等特点，所以其施涂过程中，如何从表面处理、喷涂设备、涂料调配、喷涂方式等方面进行合理选择，是涂膜获得好的流平性，避免或减少橘皮、抽缩、针孔等常见涂膜缺陷的关键。以下就飞机蒙皮表面涂覆高固体分航空涂料的关键控制点加以总结。