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解决这几点难点,石墨烯将成防腐涂料领域的“明日之子”!
2021年04月23日    阅读量:3483    新闻来源:中网信息 ChinaNews360.com  |  投稿

石墨烯,本存在于自然界,哪怕是铅笔在纸上轻轻一划也可能形成。这种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料,从发现至今仅过了几十年,却由于优异的光学、电学、力学特性,成为学界公认的革命性材料。

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在涂料行业,石墨烯被重点应用于防腐涂料领域,作为“改变21世纪的神奇材料”,它能够成为防腐涂料领域的“明日之子”吗?答案是肯定的,近日,投资15亿的深圳首个石墨烯产业园项目就正式揭牌,未来,园区将在石墨烯原料制备、石墨烯涂料、石墨烯基复合材料方面开展广泛研究涂料在线coatingol.com

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石墨烯是什么

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既然这个涂料界的“明日之子”有着如此巨大的发展潜力,那么它到底是何方神圣呢?我们一起来了解下石墨烯!石墨烯是世上最薄的防腐蚀材料,可用于金属防护,有关石墨烯在防腐领域的研究吸引了世界各国研究者的关注。大量的研究结果表明,石墨烯超大的比表面积、优良的阻隔性、高的化学稳定性及良好的导电性等性能,对于防腐涂料综合性能具有较强的提升作用,如增强涂层对基材的附着力,提升涂料的耐磨性和防腐性,同时具有环保安全、无二次污染等特性。

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2010年开始,欧美日韩等国家和地区陆续投入发展,与此同时,我国也在进行同步研发,部分研究已处于世界顶尖行列。2014年,我国开始实施《石墨烯材料的名次术语与定义》,成为国际首个明确石墨烯关键名词术语和定义标准的国家。目前,全球已发表7万余篇石墨烯论文、2万余项石墨烯专利,其论文发表及专利申请仍保持上升态势。


涂料领域,石墨烯未来可期

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作为“新材料之王”,石墨烯的性能堪称神奇:它是最薄的材料,因为它仅有一个原子层;它是强度最大的材料,理论上强度比钢强韧200倍;它是导电性最好的材料,电导率是银的1.6倍;它是导热性最好的材料,热导率是铜的13倍。其所具备的各种突出的物理、化学性质也引起了涂料领域的科研院所、涂料企业等从业人员的普遍关注:带有大量含含氧基团的功能化石墨烯,它能否与树脂、高分子材料的结合力强,及其适合作补强材料或功能化材料,成为一种功能性添加填料。


石墨烯需要解决的技术难点

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石墨烯宏量可控制备技术:规模化制备石墨烯时确保品质稳定可控;石墨烯分散技术:如何保持石墨烯稳定均匀分散状态;石墨烯功能化技术:针对不同应用领域,改变石墨烯结构性质,实现石墨烯材料导电性等特性参数可控。


信和新材料股份有限公司成立于1995年,是一家专业从事涂料研发、生产、销售与涂装服务的国家级高新技术企业。公司目前具有年30万吨产能的泉州与苏州两个涂料生产基地,有泉州、苏州两个涂料研发中心,能为广大用户提供应用在船舶桥梁、军工装备、核电工业、石化防腐、电气设备、建筑工程、机械装备等多个国民经济领域的涂料产品。

作为国内新兴的技术导向型涂料企业,信和新材料一直走科技创新之路:开发的钢结构防腐防火涂料,成功应用于泉州湾跨海大桥,填补跨海大桥使用国内涂料品牌空白;研发的系列核电涂料,成功应用于巴基斯坦恰希玛与卡拉奇、江苏田湾、广西防城港、辽宁红沿河等十多个核电站,打破了外资品牌长期以来的市场垄断。

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近年来,随着石墨烯材料科学的持续发展,信和新材料为解决设施设备在高盐、高湿度、严重污染工业环境下的长效腐蚀难题,率先使用这一新材料,为石墨烯材料应用于涂料端取得了突破性的成就,并成功推出GrapheneZn锌烯望技术。锌烯望技术使用含锌粉、特种填料和专有的石墨烯涂料技术,利用石墨烯二维片层结构的高效屏蔽作用,大幅提高涂料的防腐蚀性能,并赋予涂抹优异的力学性能使涂膜更为坚韧。


难点突破

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1. 通过引进技术,优化工艺,建立了易分散涂料用石墨烯粉体生产线,解决了大部分石墨烯粉体分散稳定困难,无法在涂料中稳定,贮存过程中极易沉淀和析出的问题。2. 采用双亲结构共聚物分散剂制备稳定的石墨烯分散体,既含有阴离子又含有阳离子的双亲结构高分子量嵌段共聚物分散剂的两种锚定基团能够同时和石墨烯粉体表面的羧基、环氧基或氨基形成稳定锚定结构,其高分子溶剂化链段通过足够大的空间位阻阻止石墨烯粉体的絮凝和团聚,从而获得贮存稳定的石墨烯分散体。3. 采用复配石墨烯片层定向剂使石墨烯在涂料成膜过程中定向形成致密屏蔽层来提高涂料的屏蔽作用,实现石墨烯片层在涂料中的均匀分布与定向。

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(本项目专用石墨烯扫描及透射图片)

GrapheneZn锌烯望技术极大限度增强环氧富锌涂料中锌粉的利用率,使石墨烯锌粉底漆耐盐雾时间达到10000h,超出传统富锌涂料十倍以上。此外还具备超长的耐久性能,在对涂层干膜厚度高达250μm经冷热循环10次(-20℃-25℃-70℃)测试中表明,GrapheneZn锌烯望技术有着优异的高干膜抗开裂性。

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GrapheneZn锌烯望技术采用复配定向剂使石墨烯在涂料成膜过程中定向形成致密屏蔽层来提高涂料的屏蔽作用,与锌粉完美结合,涂层集屏蔽、阴极防护、抑制作用为一体,极大程度延缓腐蚀介质渗透,相比于国外同类产品与传统富锌涂料,锌烯望技术更将长效防护能力发挥到极致,将后期维护成本降至最低。

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标签:工业涂料原材料今日头条石墨烯涂装应用技术中心防腐涂料
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