随着航空航天领域、汽车制造业及国防工业对轻 量化高强度材料需求的与日俱增,碳纤维增强复合材料以其高比强度、比刚度以及优异的耐高温、抗摩擦 与耐腐蚀等特性得到越来越多的应用。某型地面装 备零部件采用了碳纤维基材制造,在前期试验过程中发生了涂层大面积脱落问题。本研究通过一系列工 艺试验、性能检测及装备服役环境验证,成功解决了漆膜剥离、脱落的问题,使装备顺利通过试验考核。在开展试验研究的基础上,得出结论如下:
(1)通过适当的漆前处理(采用了手工打磨方 式),提升碳纤维基材表面粗糙度,可以增加涂料与基 材间的物理机械结合力,从而提升涂层附着力;
(2)根据碳纤维基材特性研制适配的底漆,在手 工打磨提升表面粗糙度的基础上,底漆附着力可达 0 级,较原环氧树脂涂层附着力 1 级有所提升;
(3)优化后的涂装工艺为:手工打磨后清洗→喷 涂复合材料专用底漆→烘干(80 ℃×1.5 h)→喷涂丙烯酸聚氨酯面漆→烘干(80 ℃×1.5 h)→检验。通过 工艺优化,复合材料专用底漆与丙烯酸聚氨酯面漆间 结合力可达 1 级,复合涂层体系与碳纤维基材附着力 ≤1 级,装备通过高温、高海拔、高湿服役环境下 500 km 里程考核。
(4)随着时代的发展,新型材料的研发及应用层出不穷,这就要求在常规钢铁、铝合金、钛合金等金属材料以及塑料等非金属材料用涂料的基础上,通过研发新型涂料,采用激光清洗、等离子清洗等先进表面 改性手段,综合提升基材与涂料结合力,是表面处理工作者应关注的重点之一。