淺析波音飛機的外部噴漆系統

王振良

摘要：分析和總結了波音飛機的外部噴漆系統，并對現有各噴漆系統進行了比較和探討。

關鍵詞：標準噴漆系統;高固態無鉻噴漆系統;BC/CC噴漆系統;SSS噴漆系統

0 引言

飛機涂料是一種可在飛機機體、附件或零部件等物體表面形成連續膜的材料。涂料主要由成膜物質、顏料、溶劑和助劑等組成。涂料的涂覆工藝有刷涂、滾涂和噴涂等。成膜后的涂料對飛機機體、附件或零部件起到防腐、耐磨、耐熱、耐溫變、耐紫外線和裝飾等作用。另外，機身表面的涂料還可提高機體的氣動光滑性，減小飛行時機體與大氣的摩擦，能有效降低燃油消耗;雷達罩和天線罩上的涂料有透波和防靜電等性能;某些位置的涂料有防滑、熒光標識等性能;客艙內飾涂料具有耐磨、阻燃等性能。

飛機的涂料主要分為外部噴漆、內部噴漆和特殊噴漆等。其中，外部噴漆因具有裝飾、防腐、標識等作用，直接反映航空公司的形象，為公眾所熟悉。與汽車、建筑、橋梁和家具等噴漆不同，飛機的外部噴漆有其特殊性和復雜性。鑒于國內尚未有關于飛機外部噴漆較系統的研究和分析，本文將對波音飛機的外部噴漆系統進行探討。

1 波音飛機的常用涂料

飛機外部噴漆系統主要包括化學轉化涂層、底漆和面漆等。化學轉化涂層有陽極化法和刷涂法兩種，可作用于飛機的機體鋁表面，形成一層疏松多孔的氧化膜，既能增加機體防腐，又能提高機體與底漆的黏接性。底漆噴涂于化學轉化膜表面，防止機體材料腐蝕，與化學轉化膜和面漆有很好的兼容性，可有效提高面漆的附著力。面漆是噴漆系統中最外側涂層，是噴涂系統主要性能的承擔者，具有較好的裝飾性以及耐磨、耐熱、耐溫變、耐紫外線、耐老化和耐天候性能。如果噴漆系統中存在清漆，清漆則為噴漆系統的最外側面漆，起到保護內側面漆、提供光亮度的作用。

波音飛機噴漆系統的常用化學轉化涂層符合MIL-DTL-5541，最常用的有Alodine 600、Alodine 1000、Alodine 1200、Alodine 1200S、Bonderite M-CR 1132和BMS10-128等產品。隨著各國對環保及人員安全的重視，含鉻的Alodine系列產品使用得越來越少，改由其他不含鉻的產品來替代，如BMS10-128。

如表1所示，波音飛機噴漆系統的常用底漆[2-5]有BMS10-79 TYPE II & III、BMS10-103 Type I、BMS10-72和BMS10-11等。與其他用于飛機金屬結構的底漆不同，BMS10-103 Type I不含鉻，主要用于飛機復合材料表面的噴涂。其中，BMS10-79 TYPE II & III、BMS10-103 Type I、BMS10-72主要用于飛機外部噴漆系統，其防腐效果相對BMS10-11較差，易于被化學褪漆劑褪除。BMS10-11底漆由于防腐效果好，主要搭配BMS3-23、BMS3-26、BMS3-29和BMS3-35等防腐劑，用于飛機內部結構的防腐。BMS10-11不易被化學褪漆劑褪除，可在日常維修補漆時小面積使用，一般不在飛機外部噴漆系統中大面積使用，否則可能出現因飛機重新噴漆時難以去除底漆而致飛機停場時間過長等問題。

波音飛機噴漆系統的常用面漆有BMS10-72、BMS10-60和BMS10-11等。其中，BMS10-72和BMS10-60面漆主要用于飛機外部噴漆系統，BMS10-11面漆主要用于機翼、起落架或飛機內部某些結構或零部件的裝飾噴涂，一般與BMS10-11底漆配合使用。

除747-400飛機AMM手冊推薦采用BMS10-79 TYPE II & III底漆加BMS10-60面漆的噴漆系統以外，737、777和747-8手冊推薦采用BMS10-72噴漆系統、AMS3095噴漆系統或BMS10-79 TYPE II & III 底漆加BMS10-60面漆噴漆系統。一般認為BMS10-79 TYPE II & III底漆加BMS10-60面漆相當于BMS10-72噴漆系統或AMS3095噴漆系統。因此，除787采用SSS可選擇性褪漆噴漆系統外，其他機型的飛機噴漆系統基本相同。

2 波音飛機的常用噴漆系統

根據噴漆系統中的化學轉化涂層、底漆和面漆的不同，可以將現有的飛機外部噴漆系統分為標準噴漆系統、高固態無鉻噴漆系統、BC/CC噴漆系統和SSS噴漆系統。

2.1 標準噴漆系統

標準噴漆系統又稱傳統噴漆系統，主要由阿洛丁作為化學轉化涂層與含揮發性有機物較多的含鉻環氧底漆和聚氨酯面漆組成，如圖1所示。含鉻的阿洛丁以及含揮發性有機物較多的底漆和面漆均對環境和人員有很大的危害性和毒性，民航業一直致力于使用環保的化工品替代現有的化工品，并在2018年全面禁止使用含鉻的產品。目前幾乎沒有航空公司和維修站采用傳統噴漆系統對飛機進行噴漆。

2.2 高固態無鉻噴漆系統

相對于標準噴漆系統，主要采用不含鉻的化學轉化涂層BMS10-128 SOL-GEL和含揮發性有機物較少的不含鉻底漆和聚氨酯面漆組成，如圖2和圖3所示。高固體涂料具有環保性好、安全性高、遮蔽性強、干燥快和揮發性小等優點，可以有效減輕飛機重量和噴漆停場時間。主要生產廠家有提供符合BMS10-72和AMS3095標準產品的PPG和Akzo，以及僅符合AMS3095標準產品的Mankiewicz和Sherwin-Williams。

2.3 BC/CC噴漆系統

BC/CC噴漆系統是Basecoat+ Clearcoat（基色漆清漆系統）的縮寫，主要由不含鉻化學轉化涂層BMS10-128 SOL-GEL、底漆和Basecoat加Clearcoat面漆組成，是最新的航空面漆系統，如圖4所示。其主要特征是：Basecoat以色漿為主，相比傳統的面漆，樹脂、溶劑、添加劑的成分大大減少，因而噴涂很薄的漆層就有很鮮艷和高覆蓋的效果，一般來講，普通面漆要噴兩遍，而Basecoat只噴一遍即可。在噴涂Basecoat后需要在其表面噴涂清漆，即Clearcoat作為出光保護使用。擁有較成熟BC/CC噴漆系統的生產廠家主要有PPG等。

與傳統的高固態面漆相比，BC/CC系統包括以下優點。

1） 縮短飛機停場時間。因Basecoat干燥時間短，縮短了施工時間（Basecoat兩小時即可干燥，可進行下一步包貼、噴涂其他顏色等工作;高固態面漆需要8～10小時才能干燥）。另外，在一個顏色上噴涂另一顏色時無需打磨，節約了時間和耗材，在實際操作中可以靈活調整各個顏色噴漆的步驟，節約了時間。

2） 色澤更鮮艷，且耐久性好。色澤一般可保持8～10年（高固態面漆的噴漆間隔是5～6年）。

3） 減輕涂料重量。視顏色不同有所差別，理論上可平均減少20%～25%的涂料重量。

4） 因有Clearcoat的保護，涂料耐腐蝕、耐油污和耐紫外線的能力更強。飛機外表的清潔間隔也可相應加長，減少了清潔次數。

5） 更低的VOC排放（降低15%），更加環保。

6） 噴涂BC/CC系統后，飛機表面更光滑，減少了飛行時的摩擦阻力，節約了燃油。

7） 所有標識都在噴涂Clearcoat之前做好，有利于標識的保護。而高固態面漆上的標識是最后施工的，因沒有清漆的保護，容易出現老化及脫落現象。

8） BC/CC系統操作簡單，噴涂時無需專用工具。

2.4 可選擇性褪漆的噴漆系統

可選擇性褪漆的噴漆系統是指飛機重復褪噴漆時可以僅褪至中間層而不褪底漆的噴漆系統。目前在波音的各機型中，僅787飛機采用了可選擇性褪漆的噴漆系統。787飛機的蒙皮主要是復合材料而非鋁質蒙皮，因此其噴漆系統的組成也不同。787飛機的可選擇性褪漆的噴漆系統主要由復合材料底漆BMS10-118、中間漆層BMS10-120和面漆BMS10-126加最外側面漆BMS10-125組成，如圖5所示。可選擇性褪漆的噴漆系統可以使用對環境污染小的溫和褪漆劑，在保留飛機原有出廠底漆層的情況下褪去面漆，可以避免傷害飛機復合材料基體或陽極化處理過的飛機金屬表面基體。可選擇性褪漆系統的優點是允許在非金屬表面使用褪漆劑，無需更換機身表面密封膠和底漆，大大縮短了施工時間，有效地降低了飛機換裝成本和操作人員的健康安全隱患等。

3 結束語

目前，除787飛機還未到重新褪噴漆時間外，國航其他機型的噴漆系統已基本換成BC/CC系統，并已完成20余架飛機的噴涂工作。BC/CC系統是最新的噴漆系統，具有噴涂層數少、干燥時間快、遮蓋性強和光澤性好等特點。如果結合可選擇性褪漆的噴漆系統，BC/CC系統將有更好的應用。不過，由于可選擇性褪漆的噴漆系統對飛機第一次噴漆要求較高，其應用更取決于波音公司在飛機出廠時是否采用了該噴漆系統，而現役飛機是不能采用可選性褪漆的噴漆系統的。可以預測，未來將有更多機型的新飛機結合BC/CC和可選擇性褪漆的噴漆系統，將進一步縮短施工時間、減少施工成本，也更有利于航空公司和維修站的噴漆操作。

參考文獻

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