航母各层甲板都涂覆有防滑防腐涂料,例如飞行甲板防滑涂料不但要承受舰载机尾钩的冲击和阻拦索的研磨,飞机、车辆和人员的碾压,还要遭受潮湿盐雾的海洋大气环境侵蚀,以及甲板清洁剂与油污的腐蚀.近年来,国外开展了非晶态金属基涂料、高耐久性防滑涂料、单层快干防滑涂料等多种新型防滑涂料的研究工作,以期进一步提高防滑涂料的耐腐蚀、抗高温等性能,减少使用维护工作量.

航母

  (一)航母甲板用非晶态金属基涂料防滑涂料

  1、非晶态金属基涂料最新成果.

  劳伦斯利弗摩尔国家实验室研究人员发现了2 种具有优异耐腐蚀性能的非晶态铁基金属材料,分别是SAM2X5 ( Fe49. 7Cr17. 7Mn1. 9Mo7. 4W1. 6B15. 2C3. 8Si2. 4) 和SAM1651 ( Fe48Mo14Cr15Y2C15B6) ,后者又称SAM7.这2 种材料的耐腐蚀性能是目前最好不锈钢及镍金属的4 ~ 5 倍,而且有更好的耐磨损性能.

  2008 年,DARPA 称已研制出一种非晶态金属基防滑涂料,具有优异的耐磨和防腐蚀性能,准备将其应用在近海战斗舰的湿态任务区( WaterborneMission Zone,WMZ) 甲板.同时,研究人员开发出一种热喷涂技术,可制备出带有起伏纹理的非晶态金属涂层,其摩擦系数高,耐磨损、抗冲击、耐腐蚀性好,表现性能优于现有的防滑涂料.

  为了解决MV - 22 "鱼鹰"运输机和未来F -35B 联合攻击机在两栖舰飞行甲板起降时舰载机高温尾流喷射带来的甲板变形问题,DARPA 于2009年寻求"耐高温处理系统" ( Thermal ManagementSystem,TMS) 的解决方案.要求开发一种用于两栖舰飞行甲板的耐高温抗冲击防滑涂料,包括相应的涂层施工和修复方法,使得飞行甲板涂层只需简单修复和部分区域更换即可满足一个大修间隔期的使用要求,而无须像现有涂层那样需经常进行大面积更换.

  2、 非晶态金属涂层施工方式

  非晶态金属涂层主要采用热喷涂施工方式.热喷涂是利用某种热源( 如电弧、等离子或燃烧火焰等) 将粉末状或丝状的金属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态,然后借助焰流本身或压缩空气以一定速度将涂层材料喷射到预处理过的基体表面,经过沉积后形成表面涂层的一种技术.与辊涂等施工方式相比,热喷涂对设备和操作人员的要求较高.

"惠特比岛"号船坞非晶态金属涂层

  (二)新型高耐久性防滑涂料

  传统防滑涂层虽然初期耐腐蚀性较好,但一旦暴露在恶劣海况下,性能就会迅速下降,且由于其干燥慢和寿命短,使用起来十分不便,需要经常修补和更换.

  海军研究实验室( NRL) 正致力于延长防滑涂料系统的使用寿命,具体包括2 个层面的研究:

  1) 开发并测试具有更长寿命的下一代非环氧类防滑涂料;

  2) 为现有及未来的垂短起降战机上舰开发耐高温防滑涂料.

  1、性能特点:耐腐蚀性好、寿命长

  新型高耐久性防滑涂料的使用寿命长达60 个月,远高于现有涂层.在恶劣环境下更加耐用,摩擦力更大.在光照条件下不易粉化、褪色和开裂.

  2、施工特点:施工更方便

  可以辊涂或喷涂在底漆表面或直接涂覆于裸露金属表面.固化时间只有24 h,施工周期变短.与传统的环氧基涂层相比,新涂层的抗腐蚀性更强,色泽更加稳定,造价更低,而且使用寿命的延长将显著降低涂层的使用成本.

  NRL 新研的高耐久性防滑涂料是一种双组份涂料,生产时2 种组份分别生产并储存,在使用时才混合并进行施工.2. 3 单层快干防滑涂料美国现用军标中规定的防滑涂料为多层涂料,分为底漆和防滑面漆.这种多层的涂料覆涂工时较长( 需要底漆干透后才能覆涂面漆) ,而且会增加航母自身的重量.为了解决这2 个问题,美国鲁拉公司( Luna Innovations,Inc) 研发了单层快干涂料.

  与传统的防滑涂料相比,鲁拉公司的单层快干涂料施工时间段,能够在12 h 内完全干燥固化,并且有利于航母重量的减轻.鲁拉公司的单层快干涂料,符合军标MIL -PRF - 24667B 中I 型L 级的要求,可以承受15 000次着舰.该快干涂料由环氧树脂和固化剂两种组分组成,具有环境友好的特点,不含挥发性有机物和防腐剂,能保证施工人员的健康,对环境无污染.

  (三)"抓牢"防滑涂料

  美国奥斯汀公司在小企业创新研究计划下,研发了用于航母着舰区的"抓牢" ( Tough-Grip) 防滑涂层,2003 年的伊拉克战争中,海军在"杜鲁门"号航母上进行了实战试验,获得了很好的效果( 承受了12 500 次着舰,海军在检查涂层之后认为它还能继续使用).

  "抓牢"防滑涂料是一种玻璃纤维加强的复合涂料,含有韧化剂,不含易挥发的有机化合物,也不含毒剂和致癌化合物,主要用于起降落区."抓牢"涂层可承受15 000 次阻拦着舰.

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