飛機防腐涂料清洗劑的性能研究

王振良，吳迎偉，陳于靖

（北京飛機維修工程有限公司，北京 100621）

近年來，因飛機停場維修維護時大量使用各種清洗劑而引發(fā)人員受傷或火災等事故屢見不鮮。調查結果顯示，事故原因主要是緣于清洗劑具有較大的危害性或潛在危險，以及施工人員的不規(guī)范操作等問題。對于人員操作問題，航空公司和維修站可根據各種清洗劑的特性改善人員和生產管理，并加強操作人員的相應培訓，減少各種人為差錯。另外，開展對現(xiàn)有清洗劑的研究和探討，使用危害性較小的清洗劑，減少清洗劑的使用種類也是一個重要方面。

目前，國內在民航維修維護過程中使用的航化品種類超過2000種，其中清洗劑的種類超過500種?？捎靡郧宄w機防腐涂料的清洗劑種類有近百種，而且因維修接近或更換防腐層等需求，防腐涂料的清洗劑在飛機停場維修維護中的使用量較大。各種清洗劑的使用方法不同，會加大航空公司和維修站培養(yǎng)熟練操作人員的難度，航空公司和維修站急需對各種防腐涂料的清洗劑進行優(yōu)選，減少種類。因此，有必要對現(xiàn)有防腐涂料清洗劑的綜合性能進行研究和探討。

1 試樣制備和試驗方法

1.1 防腐涂料清洗劑

飛機防腐劑主要指用于飛機金屬（主要是鋁合金）結構零部件表面，以防止飛機金屬發(fā)生腐蝕的化合物。防腐涂料清洗劑不僅可用于清除飛機機體和飛機零部件表面防腐涂料，還可去除飛機零部件表面的油污、積碳、塵埃等污染物，且不會損傷飛機機體材料和漆層材料，一般分為溶劑型清洗劑和水基型清洗劑兩種。

通過查閱波音和空客飛機的維修維護手冊[1-2]，以及調查國內外各航空公司和維修站的實際使用狀況及使用量，發(fā)現(xiàn)使用范圍較廣的防腐涂料清洗劑有以下 11種：ARDROX 5503（CHEMETALL）、AV980（CHEMETALL）、BD900（雅迪利特）、CEEBEE A-953（MCGEAN-ROHCO）、CEEBEE A-954（MCGEAN-RO－HCO）、CITRA SAFE DEODORIZED（INLAND）、SKYKLEEN1000（SOLUTIA）、SOCOSOLVA3582（SOCOMORE）、SS-50（華陽恩賽）、TURCO 6226（HENKEL）和 TURCO 6709（HENKEL）。這些清洗劑的生產廠家涵蓋了國際上主要航空化學品供應商以及國內在用的兩款清洗劑廠商。

1.2 試驗方法

根據各種清洗劑的性能特點及操作環(huán)境的要求，主要從毒性、可燃性和清洗效果3方面對清洗劑的主要性能進行研究探討。

根據產品組份不同，采用ASTM D93試驗方法[3]檢測 CEEBEEA-953、AV980、CITRASAFEDEODORIZED、SOCOSOLVA 3582、SS-50、SKYKLEEN 1000 和 BD900的閃點。采用ASTM D56試驗方法[4]檢測CEE BEE A-954、ARDROX 5503、SOCOSOLVA 3582、SS-50、BD900、TURCO 6709和TURCO 6226的閃點。

使用火源酒精燈（外焰溫度500℃）點燃浸有清洗劑的棉布并觀察燃燒情況。火焰較小且離火自熄的清洗劑采用CCAR25.853中12 s垂直燃燒的方法[5]，測試浸有清洗劑的棉布并觀察燃燒情況，火源為甲烷氣體（外焰溫度850℃）。

采用50 mm×100 mm×2.5 mm的2024-T3包鋁，試板表面進行化學轉化涂層處理并涂覆1層BMS10-11 TY I底漆，記錄試板質量M0。其中一組在底漆表面涂覆2層AV8+2層AV30防腐涂料，另一組在底漆表面涂覆2層AV15防腐涂料。待防腐涂料固化后試板質量為M1，在試板上滴加1.5 mL清洗劑。觀察反應現(xiàn)象并記錄，等待5 min后，使用重415 g的洗刷器一次通過與水平夾角45°的試板。用水沖洗掉清洗劑后并干燥，試板質量為M2。操作環(huán)境條件為溫度（20±3）℃，濕度50%，質量精確到0.01 g。計算清洗效率并記錄為

2 試驗結果與討論

2.1 標準規(guī)范與毒性

如表1所示，所有防腐涂料清洗劑[1-9]均符合不同的行業(yè)標準[6-7，9-11]、波音規(guī)范[2，8]、空客規(guī)范[1]或中國民用航空局頒發(fā)的航化品產品設計/生產批準函[12]。以上所有防腐涂料清洗劑均符合中國民航相關規(guī)章要求[13]，可用于中國民用航空局放行的飛機機體或零部件防腐涂料的清洗。

表1 防腐涂料清洗劑Tab.1 CIC cheaning agents

根據各種清洗劑的材料安全數據單（MSDS）和表1的主要成分分析，所有產品對眼睛、皮膚、呼吸系統(tǒng)均有刺激性，可能導致皮膚過敏或造成肺部損害。其中如接觸 ARDROX 5503、BD900、SOCOSOLV A3582、SS-50、TURCO 6226和TURCO 6709的高濃度蒸汽可能導致神志不清，長期接觸可對肺、肝及中樞神經系統(tǒng)造成損害。因此，使用表1中的清洗劑時應按照材料安全數據單（MSDS）和勞保規(guī)定做好保護工作，其中SKYKLEEN 1000、CEEBEE A-954、CITRA SAFE DEODORIZED、AV980、CEEBEE A-953較其他 6種清洗劑危害性較小。

2.2 可燃性——閃點

如表 2所示，AV980、CEEBEE A-953和 SKYKLEEN 1000的閃點超過95℃，相對閃點較高，安全性較好。采用ASTM D93和ASTM D56試驗方法[3-4]均未測到BD900、SOCOSOLV A3582和SS-50的閃點，并在試驗條件下未發(fā)生閃燃現(xiàn)象，使用安全性較高。上述6種清洗劑除國產的SS-50和BD900含有易揮發(fā)不易燃燒的配方組份外，另外4種清洗劑均采用不易揮發(fā)且不易燃燒的配方組份。難揮發(fā)且阻燃的配方組成具有較好的安全性和環(huán)保性，是目前清洗劑發(fā)展的主要趨勢。其他5種清洗劑閃點在50～60℃，使用時需嚴格控制空氣中的清洗劑濃度，做好通風，防止清洗劑蒸汽大量積累而導致危險。此類產品的使用溫度應低于40℃，且不能在通風性較差區(qū)域使用，以免發(fā)生火災，危害人身及航空器安全。

表2 清洗劑可燃性——閃點Tab.2 Flammability of cleaning agents with flash point

2.3 可燃性——明火

如表3所示，所有樣品在外界持續(xù)火源上均發(fā)生明顯的燃燒。500℃點燃后，除BD900和SS-50可以離火自熄，其他產品均發(fā)生持續(xù)且劇烈的燃燒。850℃點燃后，僅BD900可以離火自熄且滿足CCAR25-853中12 s垂直燃燒要求[5]。在試驗過程中，SKYKLEEN 1000樣品發(fā)生燃燒時沒有黑煙，ARDROX 5503、AV980、CEEBEE A-953樣品發(fā)生燃燒時伴隨較少的黑煙，其余樣品發(fā)生燃燒時伴隨較嚴重的黑煙。燃燒所產生的黑煙中，多含有有毒成分，可能對火災現(xiàn)場工作人員或救援人員產生二次傷害，如中毒、窒息等，存在較大危險性。清洗劑在使用過程中，應做好預防火后排煙的措施。因此，明火試驗結果表明，BD900、SS-50、SKYKLEEN 1000、ARDROX 5503、AV980、CEEBEE A-953具有較好的阻燃性和安全性。

2.4 清洗效果

相對于其他清洗劑，BD900具有很強的揮發(fā)性，同時對防腐劑的溶解效果較為明顯，在施加到試板的初期即表現(xiàn)出較快溶解的現(xiàn)象。SS-50的溶解效果僅次于BD900；SS-50和TURCO6226具有較強的揮發(fā)性。其他清洗劑的粘度較大，溶解效果不明顯，揮發(fā)性小，只有在施加洗刷器時才可發(fā)現(xiàn)其溶解效果。TURCO 6226、BD900和SS-50具有非常明顯的刺激性氣味，這主要是其揮發(fā)性有機物含量較高且均含有石腦油成分等原因。

表3 清洗劑可燃性——明火Tab.3 Flammability of cleaning agents with open fire

AV8是輕型水置換防腐劑，具有較強的滲透性，可以滲透進極小的縫隙和孔內。溶劑揮發(fā)后形成一層很薄的膜將表面原來吸附的水分置換出來，并將表面重新覆蓋。這類防腐劑形成的保護膜比較薄，對飛機重量增加較小。但其具有耐久性較差、固化后粘性較大等缺點。AV30也屬于水置換型防腐劑，同時具有水置換型以及重型防腐劑的優(yōu)點，即具有較強的滲透性和較好的耐久性。AV8+AV30防腐組合[1-2]廣泛應用于飛機機身及其零部件防腐，這種組合可以代表飛機絕大部分區(qū)域的防腐層。如表4所示，清洗效果較好的清洗劑是ARDROX 5503、BD900和SS-50。

表4 清洗劑的清洗效果Tab.4 Working effect of cleaning agents

AV15屬于驅水性低密度硬膜防腐涂料，具有更強的滲透能力以及更快的固化速度，主要應用于飛機客貨艙腐蝕環(huán)境較差、防腐要求較嚴苛的區(qū)域，如機身開口20 in（1 in=2.54×10-2m）范圍內、盥洗室和廚房下的地板支撐結構等[1-2]。如表4所示，清洗效果較好的清洗劑是BD900和SKYKLEEN 1000。

3 結語

所有清洗劑均具有波音、空客或中國民用航空局的認證，可用于民航飛機防腐涂料的清洗。從試驗和分析結果可以看出，BD900、SS-50、SKYKLEEN 1000、AV980、CEEBEE A-953具有較好的阻燃安全性；SKYKLEEN 1000、AV980、CEEBEE A-954、CEEBEE A-953、CITRA SAFE DEODORIZED具有較小的毒性；ARDROX 5503、BD900、SS-50 對 AV8+AV30 防腐涂料組合具有較好的清洗效果；BD900、SKYKLEEN 1000對AV15防腐涂料具有較好的清洗效果。綜上所述，BD900、SKYKLEEN 1000、CEEBEE A-954 和ARDROX 5503具有較好的綜合性能。

各航空公司或維修站可根據各種防腐涂料清洗劑的綜合性能，結合生產條件、污水處理能力和當地環(huán)保規(guī)定，選擇適用于本公司實際生產且綜合性能更優(yōu)的清洗劑。有效地減少清洗劑的種類數量，降低人員培訓和相關配套的設施要求，減少飛機的停場時間，提高防腐涂料的清洗效率，提高飛機的可用率。

國產清洗劑BD900和SS-50具有較好的阻燃性和清洗效果，但其具有氣味刺激性較大、毒性較大、環(huán)保性能較差等缺點。國內的航化品研究起步晚且基礎差，研發(fā)能力相對較弱，相對于國外成熟的航化品生產廠家還有很大差距。除了使用效果以外，國產研發(fā)機構應對航化品的環(huán)保性、阻燃性和安全性等綜合性能給予足夠的重視。隨著國內航空市場的日益壯大，國產大飛機的研制，中美、中歐雙邊互認的深入，中國民用航空局對于國產航化品的研發(fā)越來越重視，給予國產航化品的政策支持越來越多，這為國產航化品的研究和發(fā)展提供了非常好的機遇和挑戰(zhàn)。