用于军事硬件的涂层必须抵抗日益复杂的化学和生物武器。此外,它们还必须经得起去污,通常需要用浓缩漂白剂和溶剂彻底清洗。抗化学剂涂料(CARC)系统目前几乎应用于美国武装部队的每一辆战术和战斗车辆,是美国国防部(DOD)保护士兵免受化学和生物剂攻击的总体战略的重要组成部分。随着CARC系统的25年服役,在延长涂层寿命、提高耐腐蚀性、减少对环境的影响、提高易用性和使应用过程更经济方面不断取得进展。



面对战斗,今天的士兵永远不能太确定他们可能会遇到什么。战争继续变得更加复杂和危险。已经使用了数百年的化学和生物武器,或“战争剂”,随着时间的推移被提炼成高度致命和使人衰弱的化合物。用于军事装备的涂料必须抵抗这些毒素。此外,它们还必须经得起去污,通常需要用浓缩漂白剂和溶剂彻底清洗。

抗化学剂涂料(CARC)系统目前几乎应用于美国武装部队的每一辆战术和战斗车辆,是美国国防部(DOD)保护士兵免受化学和生物剂攻击的总体战略的重要组成部分。军用涂料系统还提供视觉和红外伪装,同时通过提供持续腐蚀保护保持车辆操作。2007年7月14日,CARC悄悄庆祝了一个里程碑。25年前的那一天,位于弗吉尼亚州贝尔沃堡的陆军机动装备研究与发展司令部首次批准了美国陆军最广泛使用的涂层系统。从那时起,该系统已经发展成为世界上技术最先进的军用车辆涂层系统。

表1。
(编者注:本表是印刷版表格的更正版本。)

CARC的起源

CARC是一种规格驱动的涂层系统。该规范概述了这一军事整理过程的每一个方面,包括涂层,清洗,预处理和应用。该规范的有机涂层部分详细说明了基材专用底漆和面漆(见表1)。

CARC系统最初是为了解决陆军在70年代末确定的三个与涂料相关的主要挑战:对环境负责的腐蚀控制、化学和生物剂去污、通过着色和红外反射来伪装以避免被发现。当时的底漆和面漆主要是醇酸体系,对实现这些目标几乎没有帮助。

70年代末,美国正在制定许多法律,以规范某些在涂料行业中很常见的重金属的使用。188BET竞彩其中两种重金属,铅和铬,被广泛用于底漆和面漆的制造。陆军希望在开发新涂层系统时消除这些重金属的使用,并实施新的规定。该命令被下达给所有军用车辆制造商,包括奥什科什卡车。奥什科什卡车公司找到了它的供应商之一亨岑涂料(Hentzen Coatings),看看该公司能否生产出既符合腐蚀控制标准又不含重金属的产品。亨岑实验室之前已经为商业应用开发了一种产品,几乎满足了所有的陆军新标准。该产品进行了轻微的重新配制,最终的产品-双组分(2K),无铅和无铬环氧底漆-最终成为MIL-P-53022规范的基础。尽管MIL-P-53022型引物在性能上有了一些升级,但所有MIL-P-53022型引物的基本配方与当时基本相同。

Hentzen还制定了一种2K聚氨酯面漆,满足了陆军涂料团队的其他目标。新系统具有非常低的光反射率(在60度下小于1.5%),明确的红外特征,最重要的是,具有化学和生物去污能力。消除污染的要求源于冷战和苏联储存生物和化学武器的做法。这些武器可能比车辆上的常规武器更有效。所谓的“战争剂”,可以通过释放有毒物质的雾或气溶胶覆盖车辆的外部,使车辆无法使用。如果发生这种类型的袭击,陆军希望确保士兵的安全,并允许车辆使用去污程序返回服务。当时使用的最初的去污剂是非常基础的(高pH值),会恶化大多数涂层系统。新的面漆必须能抵抗强力的去污剂而不变色或失去附着力。Hentzen面漆经受住了这一过程的考验,最终成为CARC第一个面漆规范MIL-C-46168的基础。

视觉增强

CARC面漆的当前颜色托盘在MIL-C-53039版本中定义。这是在第一个CARC面漆批准之后很久。这些颜色被陆军内的迷彩小组认定为最佳的视觉效果。有些匹配某些非特定的地形,而另一些则匹配特定的战场。许多颜色来自北约国家举行的会议,试图统一北约使用的车辆的颜色。一些常见的颜色名称来自于北约会议召开的日期。例如,常见的绿色CARC油漆,Fed Color Std 34094 green,或“383 green”,得名于1983年3月召开的北约组织。“686 Tan”的颜色是在1986年6月举行的北约组织会议上提出的。最终,统一计划失败,美国是少数几个采用这些颜色的国家之一。

改进配方

到80年代早期,2K CARC底漆和面漆已经取代了主要军事承包商和oem几乎所有的醇酸基涂料。1983年初,一个名为Bhaskar Urs的配方商推出了一种新的单组分湿固化CARC涂料。在过去的20年里,乌尔斯作为亨岑涂料公司的技术总监,独立工作,这是乌尔斯对军事涂料市场做出的众多贡献之一。新的单组分产品最终成为MIL-C-53039规范的基础。尽管有早期的技术障碍需要克服,但这种涂料的易用性使其成为CARC涂料社区的自然选择。mil规范目前的形式是mil - dtl -53039,目前占所有CARC面漆使用的85%以上。

1988年,MIL-P-53022底漆规格更改为包含高固含量产品。第二类底漆是为了应对日益严格的环境法规而配制的。高固含量产品中的挥发性有机化合物(VOCs)约为原来的低固含量配方的一半。

CARC系统还添加了其他规范,并在MIL-C-53072中确定了特定基材或特定应用,如MIL-C-22750用于内部面漆应用,MIL-P-23377用于有色基材底漆。

环境变化

在过去的20年里,许多新型军用涂料的发展都是受环境要求和目标的驱动。与所有涂料一样,配方已适应于降低VOC限值和减少重金属含量。陆军研究实验室通过开发两种新的水分散规范和取消原有的CARC面漆来解决这些问题。规格也被修改,包括环境友好的类型和级别,以捕捉军工涂料制造商正在引入的变化。

水分散CARC底漆和面漆。 1999年,ARL和一些现有的CARC供应商完成了两种水分散涂料的工作。MIL-DTL-64159列出的面漆提供了较低的VOC选择。MIL-DTL-64159型采用新型聚合物珠压扁剂代替传统的二氧化硅压扁剂。这种珠给了II型更好的抗mar和风化性能。另一种水分散涂料,底漆,也根据MIL-P-53030开发并批准。尽管这些涂料具有环保优势,但它们的固化速度较慢、容易起泡和多组分技术仍然使其难以从溶剂涂料过渡到其他涂料。

取消mil - c - 46168。 随着VOC法规变得更加严格,以及对其他CARC面漆进行了技术改进,MIL-C-46168成为消耗品。MIL-C-46168很容易喷涂,因为它的固体含量较低,很少起泡,使其成为应用器的一致涂层。但其在田间的风化性较差,VOC含量较高,容易被清除。2005年10月,陆军研究实验室取消了该规范。

免除溶剂。 随着水分散涂料将VOC含量降低到1.5磅/加仑,carc的制造商开始注意到豁免溶剂。这些溶剂被认为在大气中反应性较低,因此它们添加到配方中不计入VOCs。2000年,Hentzen是第一个获得批准的1.5 VOC溶剂CARC面漆,该面漆具有溶剂系统的所有优点,但不含高VOC。2005年底,MIL-C-53039被改为mil - dml -53039,并包含了针对新型低voc、有害空气污染物(HAPs)的II类指定。

去除铬。 除了VOC的变化,铬也是军事规范的目标。如前所述,最初的MIL-P-53022底漆的配方排除了铬。2000年,MIL-PRF-23377和MIL-PRF-85582有色底漆增加了“N级”标识,允许合格的非铬产品包括在规范中。近年来,该类别有许多非常有前途的产品符合资格,尽管它们在市场上的接受程度一直较慢。MIL-PRF-23377的铬化版本是经过时间考验的航空航天标准。航空航天制造商和国防部还没有完全了解这些N级替代品的有效性,由于战斗机或直升机的价格标签在数亿美元,现场测试可能会非常昂贵。一些实地评价正在进行中,但在不久的将来不太可能有任何结论性的结果。

高分子珠。 聚合物平整型carc目前包括MIL-DTL-64159和MIL-DTL-53039,是未来的面漆方案。改进的抗冲击性和优良的风化性能使“珠状”涂层具有性能优势。虽然目前销售的绝大多数CARC都是硅平的,但在未来三到五年内,这种类型的CARC将步MIL-C-46168的后尘。“串珠”MIL-DTL-53039将无缝过渡到这种类型的技术,因为它对目前的单组分用户没有应用、固化或加工障碍。

未来趋势

政府没有对CARC市场规模的官方估计。由于oem、政府设备和分包商的不同申请,这个数字很难确定,但非官方估计在7500万美元到2.5亿美元之间。在过去的20年里,CARC规范内的市场和产品都有了长足的发展。

未来CARC系统最突出和可实现的目标包括延长寿命和提高耐腐蚀性。环保目标,如降低或“零”VOCs和消除六价铬继续追求。一如既往,增强易用性和更经济的过程仍然是涂层技术人员的目光。在CARC系统中使用QPL粉末涂料已接近成为现实。其他目标,如自我净化涂料,可能最终导致消除去污过程。用于地面车辆的“隐身”涂层的开发,具有破坏热图像的能力,也一直是CARC系统讨论的一部分。所有这些因素将确保在可预见的未来,CARC系统内的变化率将以相对较快的速度继续下去。这些改进将使CARC系统保持创新,同时继续实现其保护士兵的主要目标。