2019年12月17日,我國第一艘國產(chǎn)航空母艦“山東號”在海南三亞某軍港交付海軍。我國實(shí)現(xiàn)獨(dú)立自主建造航母,是強(qiáng)大綜合國力、科技工業(yè)實(shí)力的體現(xiàn),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,更少不了化工材料保駕護(hù)航。
行駛在風(fēng)高浪急的大洋深處,航母的飛行甲板表面、飛機(jī)升降機(jī)、機(jī)庫甲板、露天通道以及露天甲板,尤其是航母艦載機(jī)著艦區(qū)上,攔截飛機(jī)的阻攔索頻繁地和甲板上的防滑涂層摩擦。如果著艦區(qū)的防滑涂層集料太硬,時(shí)間長了會(huì)影響阻攔索的壽命以及安全使用。因此,這塊區(qū)域防滑涂層要用質(zhì)地相對軟一些的標(biāo)準(zhǔn)鋁合金做集料,從而防止阻攔索受到過多的磨損。航母上的不同部位需要敷設(shè)不同的防滑涂層,以滿足特定的環(huán)境需要。
20世紀(jì)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(yōu)良的耐介質(zhì)、耐大氣老化和耐磨性,防滑性好,摩擦系數(shù)大,涂層與底材以及涂層之間的附著力好,能適應(yīng)重載沖擊和環(huán)境溫差引起的熱脹冷縮。
海洋是地球上最大、最嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境。海上溫差大、高濕、高鹽霧等氣候條件以及海水、泥沙、油氣、海洋生物等腐蝕介質(zhì)都大大加速了材料老化、腐蝕的進(jìn)程。常年行駛在這樣高腐蝕性環(huán)境中的航母,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(yán)重。要解決這個(gè)問題,除了艦體采用特殊金屬材料提高防腐性能外,表面防腐涂層也起到了重要的防護(hù)作用。這種表面防護(hù)技術(shù)可以有效防止或延緩艦體腐蝕。
剛剛獲得國家科學(xué)技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)提名的“高性能海洋涂層材料設(shè)計(jì)制備新技術(shù)及其應(yīng)用”項(xiàng)目,通過樹脂分子設(shè)計(jì)合成,形成一系列高性能涂層材料及其制備新技術(shù)。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(shù),通過特殊的技術(shù)和工藝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(tǒng)防腐材料中涂層與涂層之間相互作用弱而導(dǎo)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(xiàng)目產(chǎn)品成功地應(yīng)用于包括“遼寧號”“山東號”航空母艦在內(nèi)的各種艦船、海洋設(shè)施、飛機(jī)、氣象儀器等。
當(dāng)艦載機(jī)起飛時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)噴射出達(dá)到千度級熱流的強(qiáng)大尾噴氣流。為確保航母甲板、儀器與人員的安全,需要靠被稱作偏流板的裝置來阻擋高溫尾焰。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(tǒng)構(gòu)成,其內(nèi)部敷設(shè)水冷管道來及時(shí)降溫。航母上一批批戰(zhàn)機(jī)頻繁起飛,偏流板要長期、反復(fù)使用,需要有“耐力”,其防護(hù)涂層的材料與工藝,是現(xiàn)代航母的核心技術(shù)之一。
我國科研團(tuán)隊(duì)為研發(fā)新的航母偏流板涂層材料,開展了數(shù)不清的試驗(yàn),最終用了不到3年的時(shí)間,優(yōu)選出最適應(yīng)防護(hù)、維修需求的材料。由于采用了高質(zhì)高效的自動(dòng)化熱噴涂工藝,只需1人即可迅速完成損耗區(qū)的維修,能保證遠(yuǎn)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(hù)涂層的研發(fā)、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,研發(fā)出第二代涂層材料,其防滑、防腐、耐熱、抗沖擊等性能更強(qiáng)。