2019年12月17日,我国第一艘国产航空母舰“山东号”在海南三亚某军港交付海军。我国实现独立自主建造航母,是强大综合国力、科技工业实力的体现,背后则是广大参研参试人员的不懈奋斗。这其中,少不了化工人的智慧与汗水,更少不了化工材料保驾护航。
行驶在风高浪急的大洋深处,航母的飞行甲板表面、飞机升降机、机库甲板、露天通道以及露天甲板,尤其是航母舰载机着舰区上,拦截飞机的阻拦索频繁地和甲板上的防滑涂层摩擦。如果着舰区的防滑涂层集料太硬,时间长了会影响阻拦索的寿命以及安全使用。因此,这块区域防滑涂层要用质地相对软一些的标准铝合金做集料,从而防止阻拦索受到过多的磨损。航母上的不同部位需要敷设不同的防滑涂层,以满足特定的环境需要。
20世纪90年代,我国开始研究改性或高性能聚氨酯甲板表层漆。这种防滑漆具有极好的弹性和韧性,优良的耐介质、耐大气老化和耐磨性,防滑性好,摩擦系数大,涂层与底材以及涂层之间的附着力好,能适应重载冲击和环境温差引起的热胀冷缩。
海洋是地球上最大、最严酷的腐蚀环境。海上温差大、高湿、高盐雾等气候条件以及海水、泥沙、油气、海洋生物等腐蚀介质都大大加速了材料老化、腐蚀的进程。常年行驶在这样高腐蚀性环境中的航母,无论是不锈钢、铝合金还是铜都得生锈,特别是位于水线的部分,生锈情况更为严重。要解决这个问题,除了舰体采用特殊金属材料提高防腐性能外,表面防腐涂层也起到了重要的防护作用。这种表面防护技术可以有效防止或延缓舰体腐蚀。
刚刚获得国家科学技术发明二等奖提名的“高性能海洋涂层材料设计制备新技术及其应用”项目,通过树脂分子设计合成,形成一系列高性能涂层材料及其制备新技术。其中,中涂与面涂合二为一的长效防腐涂层材料及其制备新技术,通过特殊的技术和工艺可将中涂与面涂合二为一,不仅大大缩短了施工周期,而且避免了传统防腐材料中涂层与涂层之间相互作用弱而导致防腐性能差的问题,研制出系列长效防腐涂层材料,大大提高了体系的防腐性能。该项目产品成功地应用于包括“辽宁号”“山东号”航空母舰在内的各种舰船、海洋设施、飞机、气象仪器等。
当舰载机起飞时,发动机会喷射出达到千度级热流的强大尾喷气流。为确保航母甲板、仪器与人员的安全,需要靠被称作偏流板的装置来阻挡高温尾焰。偏流板的身材不大,作用可不小。它由耐高温材料和冷却系统构成,其内部敷设水冷管道来及时降温。航母上一批批战机频繁起飞,偏流板要长期、反复使用,需要有“耐力”,其防护涂层的材料与工艺,是现代航母的核心技术之一。
我国科研团队为研发新的航母偏流板涂层材料,开展了数不清的试验,最终用了不到3年的时间,优选出最适应防护、维修需求的材料。由于采用了高质高效的自动化热喷涂工艺,只需1人即可迅速完成损耗区的维修,能保证远征大洋的航母不为偏流板维修问题所困扰。目前,我国在取得第一代航母偏流板多功能防护涂层的研发、生产经验基础上,研发出第二代涂层材料,其防滑、防腐、耐热、抗冲击等性能更强。