12月17日，我國第一艘國產航空母艦“山東號”在海南三亞某軍港交付海軍。我國實現獨立自主建造航母，是強大綜合國力、科技工業實力的體現，背后則是廣大參研參試人員的不懈奮斗。這其中，少不了化工人的智慧與汗水，更少不了化工材料的保駕護航。

防滑涂料成就“海上移動的陸地”

行駛在海上大風大浪中的航母，如何確保承載的艦載飛機、車輛、設備穩定，人員如履平地是研發人員考慮的關鍵課題之一。飛行甲板表面、飛機升降機、機庫甲板、露天通道以及露天甲板等，不同的部位需要敷設不同的防滑涂層，滿足特定的環境需要。

航母防滑漆的開發利用已有多年歷史。最早的艦船用防滑油漆，一般采用摩擦型防滑涂層。這種涂層采用金剛砂、爐渣、氧化鋁等粗質集料來增大甲板上的摩擦力。1985年，美國研制了一種膠含量僅7%的酚醛混合聚合物防滑漆，加入了填料和防打滑顆粒，其柔韌性和耐磨性極高，涂于航空母艦甲板表層能經受數千架次飛機高速著艦時的巨大沖擊及摩擦。另外，日本曾使用一種高填充橡膠粉作硬性環氧樹脂的防滑填充劑，以減小防打滑漆的擦傷性；德國曾用乙烯共聚物制作空心球作防滑劑，以增強防打滑漆的附著性。

20世紀80年代，我國開始研究改性環氧甲板表層漆，由于這種防滑漆的基料本身性質限制，經不起日曬雨淋，存在易碎裂、易脫落、耐沖擊性差等弊端。20世紀90年代，我國開始研究改性或高性能聚氨酯甲板表層漆。這種防滑漆具有極好的彈性和韌性，優良的耐介質、耐大氣老化和耐磨性，防打滑性好，摩擦系數大，涂層與底材以及涂層之間的附著力好，能適應重載沖擊和環境溫差引起的熱脹冷縮。

另外，在航母的艦載機著艦區上，經常有阻攔索來回擺動，且阻攔索在被艦載機勾住后松開復位的過程中，全程都要和甲板上的防滑涂層作較長時間的摩擦。如果著艦區的防滑涂層集料太硬，時間長了會影響阻攔索的壽命以及安全使用。因此，這塊區域防滑涂層要用質地相對軟一些的標準鋁合金做集料，從而防止阻攔索受到過多的磨損。
 

防腐涂料修煉“金剛不壞之身”

一年之前，正處于建造中的“山東號”航母照片在網絡上流傳，艦身特別是水線附近位置的銹跡，引發了網友的關注——“航母也會生銹？”

事實上，海洋是地球上最大、最嚴酷的腐蝕環境。海上溫差大、高濕、高鹽霧等氣候條件大大加速了材料老化、腐蝕的進程，海水、泥沙、油氣、海洋生物等也都是形形色色的腐蝕介質。作為常年在海中行駛的航母，身處這樣高腐蝕性的環境中，無論是不銹鋼、鋁合金還是銅都得生銹，特別是位于水線的部分，生銹情況更為嚴重。目前，無論是我國的“遼寧號”“山東號”航母，還是美國的核動力航母，都無法完全避免艦體生銹的問題，特別是接觸到海水的部分。

解決這個問題，除了艦體采用特殊金屬材料提高防腐性能外，表面的防腐涂層也起到重要的防護作用。這種表面防護技術可以有效防止或延緩艦體腐蝕，目前已推廣應用或處于研究階段的防腐材料及技術包括高速電弧噴涂防腐技術、納米電刷鍍防腐技術、等離子噴涂防腐技術、非晶態合金化學鍍層防腐技術、納米固體薄膜減摩防腐技術、納米防腐涂料及涂裝技術等。

今年剛剛獲得國家科學技術發明二等獎提名的“高性能海洋涂層材料設計制備新技術及其應用”項目，通過樹脂的分子設計合成，形成一系列高性能涂層材料及其制備新技術。其中，中涂與面涂合二為一的長效防腐涂層材料及其制備新技術，通過設計硅氧烷與環氧樹脂改進，進一步通過水解——縮聚進行交聯固化反應生成有機=無機雜化樹脂涂層，可將中涂與面涂合二為一，不僅大大縮短了施工周期，而且避免了傳統防腐材料中涂層-涂層之間相互作用弱而導致防腐性能差的問題，研制出系列長效防腐涂層材料，大大提高了體系的防腐性能。該項目成功地應用在包括“遼寧號”、“山東號”航空母艦在內的各種艦船、海洋設施、飛機、氣象儀器等。

耐高溫涂料打造戰機“堅強后盾”

在航母上，當艦載機起飛時，無論是彈射起飛還是滑躍起飛，在艦載機的尾部都會立起一塊傾斜的長方形甲板，這就是“偏流板”或“燃氣導流板”，也可以叫做擋焰板。

別看偏流板的身材不大，作用可不小。它由耐高溫材料和冷卻系統構成，其內部還是空心的，要敷設水冷管道來及時降溫，布置在戰斗機起飛的后方。當艦載機起飛時，發動機會噴射出強大的尾噴氣流，要是達到加力狀態，更是會噴出長長的火焰，往往會達到千度級熱流。偏流板要經受得住烈焰的考驗，保護航母的甲板、儀器與人員的安全。同時，航母上一批批戰機頻繁起飛，偏流板要長期、反復使用，偏流板要有“耐力”，其防護涂層的材料與工藝，是現代航母的核心技術之一。

有消息稱，“遼寧號”航母的甲板上就噴涂了耐高溫的碳化硅（SiC）涂層。SiC俗稱金剛砂，又稱碳硅石，是一種典型的共價鍵的化合物，自然界幾乎不存在。1890年Eword和G.Acheso在碳中加硅作為催化劑想合成金剛石時，制備了SiC。碳化硅有α-SiC和β-SiC兩種，通常α-SiC為六方或菱面體，而β-SiC為立方體。α-SiC為高溫型，β-SiC為低溫型，在2100℃以上時β-SiC會轉變為α-SiC。SiC氧化后可以在表面形成一層SiO2薄膜，其在高溫1500~1600℃以下時抗氧化性能好。此外SiC還具有其他優異的物理化學性能，如高熔點、高硬度、耐腐蝕等。因此，在航空航天、兵器裝備等領域具有廣闊的應用前景。但SiC本身不能作為結構材料使用，通常采用制備涂層的方法，以利用其耐磨性以及抗燒蝕性。

近年來，在高新技術領域發展起來的超細碳化硅粉體制備的方法，主要分為固相法、液相法和氣相法三種。固相法原料便宜、質量穩定、易實現工業化生產，主要分為碳熱還原法、Si與C直接反應法（包括高溫自蔓延合成法和機械合金化法）；液相法可制得高純度的納米級微粉，主要分為溶膠—凝膠法、聚合物熱分解法和溶劑熱法；氣相法所得粉末純度高，顆粒團聚少，組分易于控制，但成本高、產量低，不易實現大批量生產，主要分為氣相反應沉積法（CVD）、等離子體法、激光誘導氣相法等。

我國科研團隊為研發新的航母偏流板涂層材料，開展了數不清的試驗，最終用了不到3年的時間，優選出最適應防護、維修需求的材料。由于采用了高質高效的自動化熱噴涂工藝，只需1人即可迅速完成損耗區的維修，能保證遠征大洋的航母不為偏流板維修問題所困擾。目前，我國在取得第一代航母偏流板多功能防護涂層的研發、生產經驗基礎上，研發出第二代涂層材料，其防滑、防腐、耐熱、抗沖擊等性能更強。


來源：中國化工報