復(fù)合吸波涂料在海洋環(huán)境中的適應(yīng)性

齊 宇，韓東銳

（1.北京航空材料研究院，北京100095；2.青島鋼研納克檢測防護技術(shù)有限公司，青島266071）

吸波涂料隱身技術(shù)是利用材料的高損耗性能，將照射到目標(biāo)系統(tǒng)上的電磁能轉(zhuǎn)化為熱能或其他形式的能量而發(fā)散，達到全方位隱身效果。這種方法的主要特點是對裝備的改動小，特別適用于現(xiàn)有武器裝備的隱身需求，并且吸波涂料因施工簡便，對目標(biāo)的外形適應(yīng)性強和武器系統(tǒng)的機動火力性能影響小等特點，備受各國重視［1-4］。

復(fù)合吸波涂料在服役過程中受到各種環(huán)境因素的綜合作用而發(fā)生老化破壞，最終會失去使用價值［5］。評價復(fù)合吸波涂料涂層環(huán)境適應(yīng)性能的最有效方法之一，是通過對其進行自然環(huán)境老化試驗，以獲取符合實際的環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)，但是自然老化試驗周期較長。本工作通過人工模擬自然環(huán)境中的某些因素，對ANCT-2A和ANCT-2B兩種復(fù)合吸波涂料涂層進行人工加速試驗，快速評價復(fù)合吸波涂料涂層的環(huán)境適應(yīng)性［6］，以期為設(shè)計、研制部門提供參考依據(jù)。

1 試驗

1.1 試驗材料

試驗采用ANCT-2A和ANCT-2B兩種涂料，將涂料涂刷在碳鋼和鋁合金兩種底材上，見表1。

表1 試驗材料

ANCT-2A涂層體系由防腐蝕底漆和吸波涂料組成，吸波涂料成分為吸收劑加粘結(jié)劑，粘結(jié)劑選用橡膠粘結(jié)劑，并通過加入一定量的環(huán)氧樹脂及固化劑對橡膠粘結(jié)劑進行改性，既能提高涂層附著力，又使其具有較好的柔韌性和抗沖擊性。涂刷時首先將底材表面打磨處理，然后用丙酮擦拭干凈，噴涂防腐蝕底漆，底漆厚度約為0.03～0.05mm；待防腐蝕底漆固化后，對其表面進行處理，噴涂吸波涂料層，吸波涂料層厚度約為1.6～1.8mm，待涂層固化后即可用于試驗。

ANCT-2B涂層體系由吸波材料板和膠黏劑組成，吸波涂料板厚度約2mm，膠黏劑屬環(huán)氧樹脂類。施工時，首先裁剪形狀尺寸合適的吸波材料板，在吸波材料板和底材的結(jié)合面分別涂敷膠黏劑，然后將其粘合在一起，待膠黏劑固化后即可用于試驗。

1.2 試驗方法

（1）附著力測試 參照GB 5210-1985。試驗設(shè)備為Posi Test附著力測試儀。用粘結(jié)劑將φ20mm錠子粘接在待測面上，待粘結(jié)劑固化后用測試儀依規(guī)定的速率對錠子施加垂直、均勻的拉力，將錠子從試板上拉開，測定涂層間或涂層與底材間的附著破壞時所需的力，以MPa表示。

（2）耐海水測試 參照GB 1763-1989。將試片浸沒在40℃的青島海域海水中，試驗周期1 000h，定期觀察涂層表面是否有變色、鼓泡、龜裂、起翹、脫落、生銹等現(xiàn)象。

（3）人工老化測試 參照GB／T 14522-1993。試驗設(shè)備為紫外老化試驗箱。試驗過程：光照階段溫度為60℃，冷凝階段溫度為50℃；光照和冷凝循環(huán)周期為8h光照、4h冷凝；試驗時間500h。光譜波長范圍295～360nm，可以最佳模擬陽光紫外線。試驗結(jié)束后觀察涂層表面是否有失光、變色、粉化、龜裂、起翹、脫落等現(xiàn)象。

（4）動海水沖刷測試 試樣通過樣架掛在高流速沖刷試驗平臺上，試驗介質(zhì)為青島海域海水，流速20～22m·s-1（模擬40節(jié)航速），試驗周期為180h。試驗結(jié)束后觀察涂層表面是否有變色、鼓泡、龜裂、起翹、脫落、生銹等現(xiàn)象。

2 結(jié)果與討論

2.1 附著力

附著力試驗結(jié)果見表2。結(jié)果表明，附著力與底材材質(zhì)關(guān)系不大，主要取決于涂層本身及其施工工藝。ANCT-2A的附著力約為ANCT-2B的兩倍多。ANCT-2A涂層為內(nèi)聚力破壞，ANCT-2B涂層在拉力作用下與底材分開，但是涂層塑性較好，仍保持整體完整，未開裂。通過選擇膠黏劑，改進粘貼工藝，ANCT-2B的附著力還有改善的區(qū)間。

2.2 耐海水性

兩種涂層浸沒在溫度40℃的青島海域海水中1 000h后，試驗結(jié)果見圖1。觀察涂層表面，無變色、鼓泡、龜裂、起翹、脫落，試樣底材無生銹現(xiàn)象。盡管ANCT-2A和ANCT-2B的施工工藝不同，但吸波涂層本身都具有較好的致密性和抗海水滲透性，在本試驗周期內(nèi)，兩種涂層耐海水浸泡性能相當(dāng)，且都較耐海水浸泡。

表2 附著力測試結(jié)果

圖1 耐海水試驗結(jié)果

2.3 人工老化

按照老化試驗的要求，將兩種涂層每種準(zhǔn)備三塊樣板，兩塊進行試驗，一塊作為標(biāo)準(zhǔn)板備查。將兩塊試驗樣板放入紫外老化箱內(nèi)，開始老化試驗，中途定期進行觀測檢查。試驗結(jié)果見表3～5和圖2。

樣板在500h的老化試驗過程中，經(jīng)過紫外線的照射，各涂層均未出現(xiàn)起泡、開裂、生銹。ANCT-2A很輕微失光，無變色、無粉化，ANCT-2B輕微失光，很輕微變色，輕微粉化。結(jié)果表明，ANCT-2A抗紫外老化性能優(yōu)于ANCT-2B。

表3 試樣光澤變化評級

表4 試樣色差評級

表5 試樣粉化評級

圖2 人工老化試驗結(jié)果

2.4 動海水沖刷

兩種材料經(jīng)180h動海水沖刷試驗后，試驗結(jié)果見圖3。由圖3可見，在流動海水的作用下，各試樣沖擊部位均出現(xiàn)沖擊痕跡，JG，JL沖擊部位面漆磨損，這說明ANCT-2B盡管彈塑性較好，但是硬度比ANCT-2A略差，在含細微砂石顆粒的海水沖刷下，ANCT-2A抗沖刷性能要優(yōu)于ANCT-2B。

圖3 動海水沖刷試驗結(jié)果

3 結(jié)論

（1）綜合比較兩種材料的附著力、人工老化、動海水沖刷等試驗結(jié)果，ANCT-2A海洋環(huán)境適應(yīng)性優(yōu)于ANCT-2B。

（2）通過模擬復(fù)合吸波涂料的服役環(huán)境，合理設(shè)計加速試驗，可以快速比選復(fù)合吸波涂料，為其設(shè)計、研發(fā)提供參考依據(jù)。

［1］王連杰，高煥方.吸波涂料概述［J］.表面技術(shù)，2004，33（6）：13-14.

［2］高煥方，陳一農(nóng)，張捷，等.吸波涂料的研究現(xiàn)狀［J］.表面技術(shù)，2003，32（5）：1-3.

［3］朱洪立，葉智書，陳開來，等.寬頻雷達吸波材料的研究［J］.工程塑料應(yīng)用，2006，34（2）：14-16.

［4］馬成勇，程海峰，唐耿平，等.三層雷達吸波涂層的吸波性能研究［J］.材料工程，2008，53（1）：11-13.

［5］朱堅鶯.涂料的耐候性試驗方法［J］.浙江化工，2001，32（3）：37-38.

［6］殷曉梅，宋建華，李慶娟，等.關(guān)于涂料漆膜人工加速老化的研究［J］.化學(xué)建材，2000，16（3）：23-24.