發(fā)布時間：2017-11-23 04:13

  本文關(guān)鍵詞：航空復合材料結(jié)構(gòu)用納米鈦粉改性底漆的制備及性能研究

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【摘要】：高性能航空復合材料在現(xiàn)代航空器的承力和非承力結(jié)構(gòu)中得到了廣泛應用。民航飛機復合材料表層結(jié)構(gòu)所用的底漆涂層必須具備優(yōu)異的綜合性能,國外已實現(xiàn)相關(guān)材料的系列化和產(chǎn)業(yè)化,但國內(nèi)還存在較大差距。本文針對這類底漆的制備及底漆涂層綜合性能表征方面的問題開展了較為系統(tǒng)的研究,提出了引入環(huán)境友好的納米鈦粉添加劑制備改性涂料并形成高性能改性涂層的新思路,主要研究內(nèi)容及研究結(jié)果包括： 提出了采用經(jīng)過硅烷偶聯(lián)處理及經(jīng)過高聚物接枝包覆的納米鈦粉改性傳統(tǒng)航空底漆的材料制備理論。利用KH-560硅烷對納米鈦粉進行偶聯(lián)處理,以十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)作為分散劑,通過原位聚合方法制備了納米鈦/聚丙烯酰胺(納米Ti/PAM)復合粒子。運用XPS、TEM、FTIR等測試手段對粉體材料進行表征,研究了偶聯(lián)處理和原位聚合包覆對納米鈦粉在M03環(huán)氧樹脂稀釋液中分散能力的影響,并對偶聯(lián)處理和原位聚合包覆處理機理進行了探討。結(jié)果表明,核殼結(jié)構(gòu)的納米Ti/PAM復合粒子粉體顆粒間不易團聚,親油性增加,將其分散在M03環(huán)氧樹脂稀釋液中之后混合液出現(xiàn)可目視觀察的初始沉淀在20h以上,且混合液中固體顆粒的分散狀態(tài)較為穩(wěn)定。 對納米粒子表面處理技術(shù)和納米粒子與航空環(huán)氧底漆基料的復合技術(shù)進行了實驗研究,并針對涂層在民航實際應用所需的性能優(yōu)化了工藝參數(shù)。研究了納米改性底漆的具體功能定位和實現(xiàn)途徑,篩選了納米鈦粉的具體類型；研究了納米鈦粒子表面處理工藝參數(shù)對底漆耐擦洗性能的影響規(guī)律,優(yōu)化獲得了納米鈦粉的最佳添加量；利用AKzoNobel公司的民機復合材料結(jié)構(gòu)表面專用20P20-3聚氨酯改性環(huán)氧底漆為原料,采用特種納米鈦粉添加劑和其它助劑,通過表面處理和納米復合改性技術(shù),在保留20P20-3原有優(yōu)秀性能和適航性的基礎(chǔ)上,形成底漆的電磁波屏蔽、涂膜強度升高、雷達波信號增強等綜合應用性能,為民機復合材料結(jié)構(gòu)用國產(chǎn)高性能航空涂層的研制提供理論依據(jù)。 利用現(xiàn)代材料表征方法建立了民航飛機復合材料結(jié)構(gòu)表面用高性能改性涂層的性能體系。通過實驗研究了不同納米鈦粉添加量下改性底漆固化樣品的沖擊強度和拉伸強度；揭示了不同納米鈦粉添加量下改性底漆涂層的涂膜強度。研究了改性底漆對玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂基復合材料(Glass Fiber Enhanced Polymer, GFEP)飛機機身典型結(jié)構(gòu)樣品電磁屏蔽性能的影響；并對涂層腐蝕機理、電磁屏蔽原理和電磁效能進行了探討；研究結(jié)果表明,在300kHz-1.5GHz的測試范圍內(nèi),涂覆改性底漆的測樣品品的電磁屏蔽效能良好,達到9.5-29.7dB；采用變速攪拌和超聲波輔助分散方法獲得的納米粒子分散效果明顯優(yōu)于單純采用砂磨的分散工藝。 研究并優(yōu)化了納米鈦粉改性底漆的涂裝工藝。研究了溫度條件對漆料粘度的影響規(guī)律；從漆料混合、漆料過濾、噴漆壓力等角度研究了涂裝工藝參數(shù)對納米改性涂層涂裝質(zhì)量的影響規(guī)律；探討了民機復合材料結(jié)構(gòu)表面漆層噴涂的操作流程和工藝細節(jié),優(yōu)化了涂裝工藝參數(shù),形成了貼近生產(chǎn)實際的涂裝工藝指導文件。 開展了納米鈦粉改性底漆涂層的綜合性能研究。在制備高性能復合底漆的基礎(chǔ)上,以民機特殊的運行環(huán)境為參照標準,從保護性、耐久性、附著力、相容性、環(huán)境友好性等角度對制備的納米改性底漆涂層的綜合性能進行了實驗表征研究,優(yōu)化獲得了適宜的高性能航空復合材料結(jié)構(gòu)用納米鈦粉改性底漆涂層�；窘⑵鹆思{米改性底漆涂層的性能體系,形成了指導實際生產(chǎn)的涂層性能檢測方法和參數(shù)標準。
【學位授予單位】：中國民用航空飛行學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V259

【參考文獻】

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本文編號：1217165