研究紫外光固化涂料含有腐蚀抑制化合物显示出可喜的成果作为一种环境友好的替代铬酸腐蚀涂料。

涂层系统用于军用飞机通常采用六价铬(铬(VI))转化膜直接接触金属衬底,在转化膜铬酸锶底漆,底漆,面漆。然而,铬已被确认为人类致癌物,可以显著增加肺癌的风险。因此,铬(VI)涂料被淘汰,但是找到一个合适的替代已被证明具有挑战性。

与战略环境研究和发展项目的资助下,去了密苏里大学的研究人员(UMR),罗拉,密苏里州,波音幻影,圣路易斯,密苏里州,与光固化涂料、克利夫兰,哦,发展环保的替代品。项目开始于2006年5月,集中在一个两层的涂层系统,包括一个non-chromate转化膜层和一个紫外线(UV)光固化,自吸含有无毒涂料腐蚀抑制材料(见图1)。188金宝搏bet官网

先前的努力来取代铬酸铬酸腐蚀涂料——特别是引物——更良性的材料取得了一些成功。188金宝搏bet官网例如,双组份底漆发达之前UMR-Boeing努力的一部分,被巧妙的商业化工业完成现在被用于美国空军的f - 15战机。然而,non-chromate底漆,面漆需要大量的时间来治愈,还含有不良挥发性有机化合物(挥发性)和有害空气污染物(也许不久)。相比之下,紫外线固化系统通常不含挥发性有机化合物的仪器或也许不久,在几秒内就可以完全治愈的。

将环保、腐蚀抑制化合物在紫外光固化涂料是一个有吸引力的替代现有的系统,因为它会降低涂层的复杂性系统通过结合底漆,面漆成一个层,同时消除挥发性有机化合物的仪器。non-chromate转换涂料中使用时,一个环境友好型腐蚀涂层系统。

氧化铈的技术

转换涂料水性化学表面处理,提供金属表面防腐和增强增加油漆附着力。工作在UMR已经确定了铈氧化物转化涂料(主要单位)作为潜在可行的缓蚀剂和替代铬酸盐转化涂层铝合金。主要单位显示承诺为防腐和油漆的附着力高强度铝合金,如2024 - t3和7075 - t6用于军用和商用飞机。

涂层沉积的含氯化铈水溶液非常类似于使用处理技术,目前使用的铬酸盐体系。迄今为止,一个current-driven(发酵电解)和自发(浸、喷淋等)过程开发(见图2),氧化铈涂料沉积在铝合金表面的电化学驱动的降水过程。通常,涂料100到500纳米厚的特征粒径直径几纳米。口供在不到15分钟,实现使用商用材料和设备,使整个过程符合工业操作,比如那些受雇于当前飞机制造商。188金宝搏bet官网

涂料,由于这些过程主要是由氢氧化铈氧化物/阶段。操作参数和条件用于沉积涂层的质量和性能显著影响沉积的电影。三个关键步骤生产氧化铈转化膜的表面准备和清洁、降水和涂层的形成,post-deposition治疗和密封。研究改进和优化这些关键步骤将在项目过程中,随着集成主要单位的紫外光固化涂料。

紫外线的开发工作

紫外光固化涂料是一种无溶剂涂料,可以制定,因此零VOC。UV固化是一种光化学过程液体涂层改变交联固体聚合物通过暴露于紫外线辐射而不需要异氰酸酯交联剂或溶剂的涂料目前用于军用飞机。在光固化体系中,活性化合物交联的化学反应是由photolytically生成的活性物种。紫外光固化涂料的组件包括寡聚物、单体、添加剂、颜料和剂(见图3)。涂料的物理特性主要是由低聚物,与脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物首选由于良好的耐候性性能和众多的分子结构可能通过使用各种聚氨酯前体分子。不同的前体将创建不同的分子形态的广义聚氨酯丙烯酸酯结构(见图4)。

无溶剂的重要配方因素所需的灵活性,紫外光固化航空涂料包括玻璃化转变温度低聚物、低聚物分子量,单体和低聚物功能,玻璃化转变温度、单体比例的组件,色素沉淀效率,配方添加剂。许多相同的因素是重要的无溶剂紫外线固化涂料军事以低光泽的外观。低光泽取决于填料组合,单体和低聚物功能,比率的组件,反应性,治疗参数,和添加剂。光固化单体和低聚物评估确定最佳平衡的灵活性,耐冲击和流体阻力特性。其他重要的性质,如粘度和表面硬度也被调查。脂肪族聚氨酯丙烯酸酯是紫外线的开发工作的重点。

有前途的潜在

光固化涂料的发展包含腐蚀抑制化合物在初步研究显示出不错的效果。结果表明,紫外光固化,自吸面漆方法铬酸的腐蚀性能底漆和轻便外套系统应用在铬酸盐转化膜。优化在各种铝合金耐腐蚀涂层与氧化铈转化膜是一个主要关注的为期三年的项目,与其他扩展技术的金属基板还计划。