引 言
       艦船涂料是保護艦船結構免遭腐蝕的有效措施之一，也是使用最廣泛、維修維護方便的產品。艦船的不同部位使用不同性能類型的涂料，其中，用于艦船甲板部位的涂料稱之為艦船甲板涂料。由于甲板部位容易集水、結露，并且露天甲板部位直接與大氣接觸，受風雨侵蝕、陽光暴曬以及海水干濕交替作用等，因此首先要求艦船甲板涂料具有優異的防腐蝕性、耐水性、耐候性和附著力。另外，由于人員活動和機械作業，甲板經常受到踩踏摩擦和碾壓磨損，并且易受各種油性、酸堿性介質的污染，需經常擦洗等，因而要求甲板涂料具有良好的防滑性、耐磨性、耐油性和耐酸堿性，并且還要耐擦洗 。
       對于有艦載機作業的專用甲板，為滿足艦載機及車輛防滑以及艦載機作業所需的高摩擦系數、強附著力、耐沖擊、耐磨損、耐高溫、耐燃、使用壽命長等特殊要求，需采用專用的艦載機甲板防滑涂料。這類艦載機甲板專用涂料除了要求具有通常甲板涂料應有的性能外，還需要保證艦載機作業所需的特殊性能，屬于特殊的功能涂料 。
       目前，隨著艦船各專業的發展和材料科學技術的進步，各類甲板涂料尤其是艦載機甲板防滑涂料的發展十分迅速。
       1 甲板防滑涂料發展概況
       1.1艦載機甲板防滑涂料
       艦載機甲板由于要安全停放以及起降艦載飛機，因而要求甲板涂料具有高防滑性、高耐沖擊性、高耐磨損性以及其他因艦載飛機作業所需的特殊性能。因此，艦載機甲板需要采用專用的甲板涂料，即艦載機甲板防滑涂料。
       1.1.1國外發展概況
       國外甲板防滑涂料最成功的應用是在航空母艦的飛行甲板和艦載直升機甲板上。為了滿足艦載機使用的特殊性要求，防滑涂料的發展突飛猛進。從普通的民用涂料到專門為航母而研究的防滑涂料，已成立了專門的防滑涂料生產和研究中心。防滑涂料品種繁多、用途廣泛，專用性和通用性防滑涂料也應運而生。
       經過幾十年的發展，以美國為代表的艦載機甲板防滑涂料技術日趨完善，得到了世界上大多數擁有航母國家的認同。歷經多次變更和修正，艦載機甲板防滑涂料的 MIL 美軍標從 MIL-D-23000A（1961）到最近的 MIL-P-24667C（2008），在體現飛行甲板防滑涂料關鍵技術的若干典型性能，諸如耐沖擊性、耐磨損性、防滑性及耐介質侵蝕性等方面有了很大提高。隨著技術的發展及需求的增長，很多公司推出了滿足美軍標要求的飛行甲板防滑涂料產品 。
       首先，作為擁有航母最多和海軍力量最強大的國家，美國在艦載機甲板專用涂料的研制和應用方面最成熟也最廣泛。早在 1985 年，美國就研制了一種基料為酚醛混合聚合物的防滑涂料，可涂于航空母艦甲板上，能經受數千架次飛機高速著艦時的巨大沖擊及摩擦；美國的 EPOXO 300C環氧聚酰胺防滑涂料被用于其航空母艦飛行甲板和大型艦船甲板，這種涂料摩擦力大、耐久性長，采用的是具有金剛石級硬度的氧化鋁型耐磨粒料，在水、油狀態下摩擦系數幾乎不變，耐熱噴氣能力和耐化學品能力強，且附著力好；美國的Am? coat DC 4667 雙組分環氧型防滑涂料可用于艦船露天甲板、飛行甲板和機庫甲板；美國研制的Alu? moxanes 納米粒料可與低級聚合物形成無機/有機雜化樹脂，雜化樹脂具有優良的耐磨損性，能抵抗航母阻欄索及飛機尾鉤引起的涂料的破損 。
       另外，英國、德國和荷蘭也在進行與艦載機甲板相關的防滑涂料產品的研制及應用。英國曾研制了據稱使用期可達十年的內保護普羅雷科（Proreco）高合成環氧樹脂型防滑甲板涂料，可滿足油船、滾裝船和近海工作船的甲板與直升機甲板的特殊要求；德國 Bayer 公司的聚氨酯涂料，據悉也已用于包括航空母艦在內的艦船甲板。近年來，荷蘭推出了 Intershield 6GV/6LV 低太陽能吸收高固體優異耐久性的環氧防滑甲板涂料以及 Intershield 9L 低太陽能吸收高固體可低溫施工的環氧防滑甲板涂料，可滿足美軍標 MIL-PRF-24667C 的要求。
       1.1.2國內發展概況
       由于我國以前沒有航母這種搭載作戰飛機的大型艦船，因此，也就沒有專用的艦載機甲板防滑涂料，也很少開展專業、系統的研究。但隨著我國海軍裝備現代化程度的提高，到現在已有多種艦艇，如驅逐艦、護衛艦、登陸艦、油水綜合補給艦及打澇救生艦等裝備了直升飛機，需提供能與它們配套的、使用壽命長、綜合性能好的直升機甲板防滑涂料，這便成為國內艦載機甲板防滑涂料研究的方向和重點。
       直升飛機甲板防滑涂料是用于大型艦艇艦載直升機起降甲板及機庫地面而涂覆的防滑涂料。該涂料用于保護艦船甲板，保障直升飛機在艦上的起降、牽引、維護等作業正常進行，以及保證船員能在甲板上進行正常活動。直升機甲板防滑涂料必須具有耐海水性、耐海洋氣候、耐腐蝕、防滑、耐磨、耐沖擊、耐洗刷、耐洗滌劑及柴油等性能。
       我國早期一般采用黃砂、水泥作為防滑耐磨材料。但這種防滑涂料使用壽命較短，易磨平，在北方嚴寒的冬季里易凍裂，耐鋼板的熱脹冷縮性能較差。后來，許多廠家加以改進，采用環氧聚酰胺或聚氨酯型作為防滑涂料，并加入了耐磨的碳化硅、金剛砂等。這些防滑涂料在直升機甲板上的應用十分有限，且效果也不理想。
       上世紀 80 年代，我國直升機起降甲板防滑涂料多采用環氧樹脂粘防滑粒料體系。這種涂層因基料本身的性質，決定了它經不起日曬雨淋的海洋氣候，易碎裂，易脫落，耐沖擊性差。此外，這種涂料摩擦系數較小，通常干態下為 0.6，水濕態和油潤態下約為0.3，遠遠達不到實際使用要求。《艦船直升機艦面系統規范》（GJB534-88）中規定，直升飛機起降甲板的防滑摩擦系數應大于0.6。
       上世紀 90 年代，我國成功研制了 HF-05 型直升飛機甲板防滑涂料，并逐步形成了一系列產品，涂裝了我軍多艘艦船。該甲板防滑涂料為聚氨酯型涂料，其綜合性能達到了國外同類涂料的先進水平，在國內處于領先地位。HF-05 型直升飛機甲板防滑涂料具有優異的防銹防腐蝕性能，極好的彈性和韌性，優良的耐介質、耐大氣老化和耐磨性，防滑性好，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。在實用中，有的艦船經過七、八年的風吹雨打后甲板面仍完好如初。
       近年來，國內已有單位在開展艦載機甲板防滑涂料的先期研究，由于國外的技術封鎖，目前只能以國內涂料技術水平為基礎，結合美軍標的相關指標要求進行探索研究。
       1.2 普通甲板防滑涂料
       在國外，甲板防滑涂料的開發利用已有很多年的歷史，防滑涂料的應用也由普通甲板發展到了軍艦、飛機起降甲板。1985 年，美國研制了一種膠含量僅7%的酚醛混合聚合物防滑涂料，其中加入了填料和防滑顆粒，柔韌性和耐磨性極高，涂于航空母艦甲板上能經受數千架次飛機高速著艦時的巨大沖擊及摩擦。另外，美國的雙組分環氧型防滑涂料Amcoat DC 4667 也已用于艦船露天甲板、飛行甲板和機庫甲板；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，以減小防滑涂料的擦傷性；德國曾用乙烯共聚物制作空心球作防滑劑，以增強防滑涂料的附著性 。
       國內最早開發、生產防滑涂料的是上海開林造漆廠，以后各大油漆廠也有批量生產。主要品種有單組分醇酸甲板防滑涂料、單組分氯化橡膠甲板防滑涂料、雙組分環氧甲板防滑涂料。但因有大量砂粒存在，使得涂層性能下降，如質脆，易開裂或脫砂，不耐油、不耐化學腐蝕，易老化，壽命短等。20 世紀80 年代，我國開始研究改性環氧甲板防滑涂料，20 世紀 90 年代，開始研究改性或高性能聚氨酯甲板防滑涂料。近年來，已有大量甲板防滑涂料應用于民用和軍用船舶，如高聚物環氧甲板防滑涂料、聚氨酯彈性甲板防滑涂料等。
       2 甲板防滑涂料的分類及其應用
       甲板涂料種類較多，根據不同的功能要求，可以分為不同的種類。按原料材質，可以分為有機甲板防滑涂料和無機甲板防滑涂料。
       2.1有機甲板防滑涂料
       有機甲板防滑涂料主要由基料、助劑和防滑粒料3 部分組成。
       基料通常選用耐候性和機械性能較好的醇酸樹脂、氯化橡膠、酚醛樹脂、環氧樹脂或聚氨酯樹脂等。選擇基料時，首先要考慮選用本身摩擦系數較高、耐磨性較好的成膜聚合物作基料，現今對防滑性能要求較高的場合，如航空母艦甲板涂料、直升飛機起降甲板防滑涂料、海上采油平臺防滑涂料、軍艦露天防滑甲板涂料，以及停車場防滑涂料等，一般都采用環氧或聚氨酯樹脂作基料。
       防滑粒料能顯著增大防滑涂料的摩擦性能，提高其耐磨性，延長涂料使用壽命。防滑粒料大致分軟、硬兩類。橡膠粒、橡膠粉，包括天然橡膠、廢舊輪胎和聚氨酯彈性體顆粒，是最常用的彈性防滑粒，彈性粒料不僅能增加涂料的防滑性能，而且還能提高踏踩和觸摸的舒適感。硬質防滑粒料主要有金剛砂（碳化硅、剛玉）、氧化鋁顆粒、陶瓷粒（粉）、石英砂、實心和空心玻璃珠、塑料粒子，甚至是河砂。其中，碳化硅和剛玉增加摩擦力的效果最好。
       防滑涂料中也必須添加各種助劑，如消泡劑、流平劑、濕潤劑、觸變劑、防老化劑、光穩定劑、阻燃劑、增韌劑以及各種顏填料。對粒料的表面處理能增加粒料與基料的附著力，降低磨損率。一個典型的例子是，用硅烷偶聯劑處理金剛砂可以提高防滑涂料的使用壽命 。
       有機甲板防滑涂料按采用樹脂的種類又可以分為酚醛甲板涂料、醇酸甲板涂料、氯化橡膠甲板涂料、環氧甲板涂料和聚氨酯甲板涂料等。酚醛甲板涂料漆膜的硬度高，附著力和耐水性好，但固化慢，耐磨性欠佳；醇酸甲板涂料的附著力和耐候性佳，但固化慢，耐磨性欠佳；氯化橡膠甲板涂料的固化快，漆膜堅韌，耐磨性好，但耐油性較差；環氧甲板涂料除耐候性外，各項性能皆佳；聚氨酯甲板涂料的耐候性好，且具有良好的柔韌性、耐沖擊性和耐磨性。隨著造船業以及涂料行業的技術發展，目前，環氧甲板涂料和聚氨酯甲板涂料的應用最為廣泛。
       2.1.1環氧甲板涂料
       環氧涂料是以環氧樹脂為主要成膜物的涂料，環氧樹脂可以用許多樹脂進行改性，亦可與許多樹脂進行交聯固化，獲得各種性能的環氧樹脂類涂料。國內外對環氧防腐涂料和改性環氧涂料進行了大量研究，并進行了多年的實船涂裝，目前，市場上的環氧甲板涂料主要為改性環氧類甲板涂料和水性環氧甲板涂料。
       早期的改性環氧涂料主要有酚醛改性環氧涂料、聚酰胺改性環氧涂料及丙烯酸改性環氧涂料等，作為甲板涂料的應用已十分成熟。
       目前，有機硅改性環氧涂料發展很快，所采用的有機硅改性環氧樹脂綜合了有機硅樹脂的高耐候性及環氧樹脂優異的附著力和防腐特性，同時，還克服了環氧樹脂易粉化失光的缺陷。有機硅改性環氧涂料具有優異的耐候保光性，高固體份（＞80%），具有優異的防腐性能，底面合一，不需要底漆，施工工序少。美國海軍已開始涂裝PSX700、Interfine979 等有機硅改性環氧涂料，以作為船殼和露天甲板涂料。
       另外，隨著水性涂料技術的發展，艦船內部艙室甲板也開始大量采用水性環氧涂料。水性環氧涂料由于不含有機揮發性溶劑，在內部艙室使用安全環保。由于歐美等發達國家對環境保護比較重視，因而 IP，JOTUN，HEMPLE，SIGMA，中遠關西，KCC 及ICI 等跨國公司大多有水性環氧涂料產品，但國外的水性環氧涂料產品在我國的應用很少。國內僅有少數廠家有批量在用的水性環氧涂料產品，主要用于耐腐蝕要求不太苛刻的艦船內艙，如生活艙、機艙等部位的甲板和圍壁涂裝。
       2.1.2聚氨酯甲板涂料
       聚氨酯涂料是以聚氨酯樹脂為主要成膜物的涂料總稱，由多異氰酸酯和大分子多元醇聚合而成。聚氨酯涂料對各種施工環境和對象的適應性較強，施工溫度范圍廣，耐溫性能好，涂膜堅硬、柔韌，有很高的附著力、耐擦傷性、耐磨損性和耐沖擊性，防腐性能優良，耐介質性好。目前，國內外采用聚氨酯涂料作為艦船露天甲板及船殼涂料的應用十分廣泛，如脂肪族聚氨酯涂料、丙烯酸聚氨酯涂料和聚醚型聚氨酯甲板涂料等。特別是聚醚型聚氨酯甲板漆，不僅固化快，使用壽命長，還可制成不同厚度，不同顏色，富于彈性，類似橡膠的制品，其可刷涂、滾涂、噴涂，涂層能與各色面漆配套，施工及維修很方便。
       從 20 世紀 90 年代起，為了解決高耐候性聚氨酯面漆的重涂問題，世界各主要船舶涂料廠商先后推出了可復涂聚氨酯面漆（如 IP 的 Inter? than990，JOTUN 的 FUTUAR AS 等），不僅保留了羥基丙烯酸聚氨酯涂料的優良耐候性，同時還突出了涂裝間隔的無限制性，主要用于船殼及露天甲板部位。國內研發的725-BS42-28 可復涂聚氨酯甲板涂料，不僅具有優良的耐候性及良好的重涂性，還具有優良的耐磨性和優異的防滑性 。
       國外聚氨酯甲板涂料的技術及應用已十分成熟，除上述各種類型的聚氨酯涂料外，還有德國以 Desmophen 650 和 651 及 HMD 縮二脲配合制成的聚氨酯涂料，據悉，也已用于包括航空母艦在內的艦船甲板。英國也已將聚氨酯做成厚度達數毫米、富有彈性的防滑涂料層，其防滑耐磨性大大優于傳統涂料。
       2.2無機甲板防滑涂料
       與有機涂層相比，無機（含金屬基）甲板防滑涂層的摩擦系數更穩定，不含有害的有機溶劑及致癌結晶硅石，使用壽命更長。尤其是在抗老化性能方面，更具明顯優勢，如在海洋或水體環境中使用的具有防腐性能的熱噴涂鋁涂層，曾一度作為艦船甲板面防滑涂層使用，只因鋁涂層硬度有限，難以滿足重載高摩擦表面的使用要求而未能推廣使用。美國采用電弧噴涂實芯 Al/Al2O3 絲材制備鋁基復合防滑耐磨涂層，有效解決了這一問題。在美國海軍艦艇的主甲板、人員活動走廊及直升機起落防滑甲板等部位，采用電弧噴涂實芯 Al/Al2O3 絲材制備的鋁基復合防滑涂層，不僅滿足了這些部位對防滑性能的要求，而且還解決了腐蝕和磨損問題。
       由于實芯 Al/Al2O3 絲材制備的工藝難度較大，所以我國科技工作者于近年研究開發了新型的電弧噴涂 Al 基 Al2O3 噴涂材料及相應的電弧噴涂鋁基氧化鋁陶瓷復合防滑涂層技術。涂層組織結構為金屬 Al 涂層中彌散分布著高硬度 Al2O3 陶瓷顆粒。摩擦過程中，防滑耐磨涂層中的Al2O3 粒子與對磨材料接觸，能有效保護較軟的 Al 基體。
       這類涂層韌性好，硬度高，防腐耐磨，并且涂層摩擦系數可達 0.7~0.9，是理想的防滑耐磨涂層，并且電弧噴涂的工藝操作簡便，造價低廉，用于艦船甲板面防滑有著良好的應用前景。
       另外，目前國外以美軍為首開始了新一代高性能非晶合金防滑涂層研究。非晶合金是一種無晶界、無缺陷，原子結構長程無序，但短程有序的新型金屬材料。這類材料擁有高強度、高硬度和極其優異的耐蝕、耐磨性能。美國 NAAC 計劃的研究表明，采用無磁鐵基非晶合金防滑涂層，預計使用壽命可達 10 年以上，大大超過了樹脂基涂層 2~3 年的使用壽命。現國內已有相關科研單位在對非晶合金防滑涂層技術進行跟蹤和先期研究，并提出了冷噴涂鐵基非晶涂層技術的概念。
       3 甲板防滑涂料發展趨勢
       3.1有機甲板涂料向環保、功能化方向發展
       1）無溶劑型、水性化甲板涂料。
       隨著涂料工業的發展，目前，無溶劑型 100% 固含量的涂料已經問世。由于涂料中不含揮發性有機溶劑，因此即使在狹小的內艙，也不會對空氣造成污染，施工過程更安全。艦船內艙采用無溶劑型涂料作為甲板涂料具有良好的前景。
       水性涂料是涂料工業發展的熱門方向，國內外均有研究。水性涂料具有氣味低、環保、不燃、不爆以及施工安全、方便等優點。由于歐美等發達國家對環境保護較重視，因而水性涂料的發展迅速，作為內艙甲板涂料的應用也已十分成熟和廣泛。但國內在水性涂料方面起步晚，發展還較落后，尤其是用作甲板涂料方面，應用還很少，需要緊跟國外步伐開展研制，形成產業化。采用水性涂料作為內艙甲板涂料的意義十分重大 。
       2）低太陽能吸收防滑甲板涂料。
       艦載機甲板由于面積大、直接正對太陽暴曬，成為艦上巨大的熱接收源，因而其下表面要求敷設較厚的隔熱材料，同時影響空調的能量要求。而艦載機甲板防滑涂料普遍采用灰色，其比淺色涂料更易吸收太陽輻射熱，因此，艦載機甲板防滑涂料不僅需要具有滿足艦載機使用的功能，而且還需要具有低太陽能吸收的性能，以減少甲板下生活區和工作區的熱負荷。
       根據上述情況分析，可見低太陽能吸收防滑甲板涂料的普遍應用十分必要。目前，國外已有相關產品問世，如荷蘭的 Intershield 6GV/6LV，國內在進行相關研究時應予以借鑒。
       3）高耐久性甲板防滑涂料。
       美軍標要求航母飛行甲板涂料可承受飛機起落10 000 架次，但實際上，有時僅 3 000 架次涂料就損壞了。美軍在 1990～1991 年的“沙漠風暴”戰役中，有的甚至使阻攔索區的飛行甲板露出了光禿禿的金屬，這就給飛機起落帶來了危險。
       美國航母計劃辦公室仍在投資開展有關研究，他們將新的防滑耐磨涂料的壽命目標設定為著艦區涂料能夠經歷 15 000 次阻攔著艦，通用型涂料（航母上其他區域使用此類涂料）壽命達3年。
       4）單層快干防滑涂料。
       美國正在研發的單層快干防滑涂料主要用于航母著艦區，其以一種具有強粘接性的新型樹脂為基體，無鉻酸鹽防銹劑，無揮發性溶劑，單層涂覆，涂層可在 12 h 內干燥使用。該涂料具有底層涂料所具備的黏性和抗腐蝕性能，同時，還具有常規防滑外層所具有的更好的耐久性、抗風化能力和高摩擦系數。
       綜上所述，有機防滑涂料的開發與應用除了考慮環保要求外，更為重要的是，有機防滑涂層向功能化方向發展已成為當今發展的一種趨勢。
       3.2金屬復合涂層成為無機甲板防滑涂層的選擇
       激光誘導改善表面（Laser Induced Surface Improvement，LISI）是防滑涂料使用方面的一種新方法，它采用激光熔化金屬粉末，一部分形成長期防腐的底層，一部分形成耐磨面層。比如，用鈦金屬或其它重金屬與陶瓷復合在一起形成一層無毒的金屬粉末。目前，激光法還未大量應用，激光束的寬度僅 4 mm，應增加寬度（30～40 mm）和掃描速度。預期用LISI 方法施工和修補的航母甲板防滑涂層不僅能超過當前有機防滑涂料體系的性能，而且還能減少維修費用。
       另外，目前國外已開始了新一代高性能非晶合金防滑涂層的研究，該涂層的全壽命價格相對于傳統樹脂基防滑涂層可降低約50%。美國海軍已將鐵基非晶合金作為新一代航空母艦甲板防滑涂層進行重點研發。
       基于金屬涂層的特殊優異性能，金屬復合涂層成為無機甲板防滑涂層的首要選擇，值得國內研究人員重視。
       4 結 語
       目前，國內外的甲板涂料技術發展很快，相比之下，我國的高性能甲板涂料、環保型甲板涂料以及艦載機專用甲板涂料的發展還較落后。
       隨著我國海軍裝備的快速發展，艦船對甲板防滑涂料的長效、環保、多功能、施工方便等性能提出了更高的要求，這給我國的甲板涂料行業也帶來了機遇和挑戰。國內甲板防滑涂料行業，包括普通甲板防腐涂料，都可以借鑒國外甲板防滑涂料研究、發展的思路，充分利用先進材料科學技術，研究、開發具有自主知識產權的各類新型甲板防滑涂料。