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石墨烯防腐涂料在重防腐領(lǐng)域推廣成功

2015-10-19 22:40:49 作者：中國腐蝕與防護(hù)網(wǎng)來源：

目前石墨烯不僅是最堅(jiān)硬的材料，同時(shí)還是防腐涂料領(lǐng)域已知的最的一種，一根頭發(fā)絲的直徑約是10萬層石墨烯疊加起來的厚度。將它涂在金屬表面，可以保護(hù)金屬不受腐蝕。

2013年，石墨烯開始應(yīng)用在防腐涂料的研發(fā)上，因其良好的防腐性能，這些產(chǎn)品開始應(yīng)用在油田氣田的運(yùn)輸管道的防腐中。而濟(jì)寧衛(wèi)士寶化工科技有限公司開始把在通過在防腐涂料中添加石墨烯，并把產(chǎn)品配方進(jìn)行一系列的改進(jìn)成功研制出了806石墨烯改性納米防腐涂料，并通過一系列的實(shí)驗(yàn)，不斷創(chuàng)新，在2014年3月份成功的將產(chǎn)品應(yīng)用在地下輸油管道的防腐施工中，通過了甲方的全部苛刻的驗(yàn)收條件，獲得了客戶的好評(píng)。近日，濟(jì)寧衛(wèi)士寶首次將納米石墨烯應(yīng)用在重防腐涂料上，取得了一定的成果，并且在不斷的改進(jìn)，希望這一新的技術(shù)能廣泛推廣。

石墨烯又稱單層墨，是一種新型的二維納米材料，是目前發(fā)現(xiàn)的硬度最高、韌性最強(qiáng)的納米材料。因其特殊納米結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的物理化學(xué)性能，石墨烯電子學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、催化、防腐、儲(chǔ)能和傳感器等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊，被公認(rèn)為21世紀(jì)的“未來材料”和“革命性材料”。石墨烯相關(guān)專利開始呈現(xiàn)爆發(fā)式增長?？傮w看來，石墨烯技術(shù)開始進(jìn)入快速成長期，并迅速向技術(shù)成熟期跨越。全球石墨烯技術(shù)研發(fā)布局競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，各國的技術(shù)優(yōu)勢(shì)正在逐步形成。眾所周知，金屬腐蝕無法完全避免，因此防止金屬腐蝕是一個(gè)很嚴(yán)重的全球性問題。一般防腐蝕的方法就是簡單的給金屬上漆，隔絕金屬與空氣和水的接觸，這種方法只能達(dá)到短時(shí)間內(nèi)金屬不被腐蝕，需要定期維護(hù)，且有一定的局限性。因?yàn)樵谝恍┨厥忸I(lǐng)域，超的防腐涂層更有利于產(chǎn)品的使用，比如一些微電子組件，太陽能，氣體傳感器等領(lǐng)域。

油田管道運(yùn)輸作為石油、水、氣體等介質(zhì)最安全經(jīng)濟(jì)的輸送方法，已經(jīng)有了100多年的發(fā)展歷史。然而在管道輸送的過程中，由于管道所處的內(nèi)外腐蝕環(huán)境往往復(fù)雜多變，管道腐蝕問題成為影響管道系統(tǒng)可靠性及使用壽命的關(guān)鍵因素。綜合各種腐蝕因素考慮，目前油田管道的腐蝕問題主要集中表現(xiàn)在注水管線、熱回水、蒸汽伴熱管線、高含水輸油管線以及儲(chǔ)罐部分、污水處理設(shè)備等油田的生產(chǎn)設(shè)施，隨著我國油田開采時(shí)間增加，注水水質(zhì)不斷惡化，以及硫酸鹽氧化還原菌逐漸增多，由此所造成油田井下管柱和輸油管線及容器嚴(yán)重腐蝕、結(jié)垢已成為困擾油氣正常開采和輸送的“頑癥”。近幾年來，許多新型防腐漆應(yīng)運(yùn)而生，但大多效果不盡如意，且有的生產(chǎn)操作復(fù)雜，產(chǎn)品價(jià)格昂貴，有的造成環(huán)境污染，無法大面積推廣應(yīng)用。而重防腐涂料常在腐蝕性介質(zhì)的長期直接浸泡中工作。例如：埋地管道的防腐層常在地下水（淡水或海水）、地下酸、堿或鹽的強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)浸泡下工作；同時(shí)，還受地下厭氧菌和植物根莖的侵蝕。原油儲(chǔ)罐的內(nèi)防腐則需要在含有酸性介質(zhì)和大量水的原油中工作。上述的工作環(huán)境比一般的防腐層所處的環(huán)境要惡劣的多，這是重防腐的工作性質(zhì)決定的，也是一般的防腐技術(shù)不能達(dá)到的。

該產(chǎn)品的成功應(yīng)用，完全離不開石墨烯這一高新新型納米材料的加入，石墨烯本身具有的一些超強(qiáng)性能在油漆防腐中起到了至關(guān)重要的作用。石墨烯的小尺寸效應(yīng)，石墨烯的小尺寸使得石墨烯可以填充到涂料的孔洞和缺陷中，宅一定程度上阻止和延緩了小分子腐蝕介質(zhì)浸入金屬基體，增強(qiáng)了涂層的物理隔絕作用，增強(qiáng)了涂層的防腐性能石墨烯呈片狀結(jié)構(gòu)，是極其的片成結(jié)構(gòu)，它可以再涂層中程程疊加，形成了致密的物理隔絕層，小分子的腐蝕介質(zhì)很難通過這層致密的隔絕成，所以摻加了石墨烯的防腐涂料有極強(qiáng)的物理隔絕作用。

石墨烯的防水性，石墨烯的表面效應(yīng)使得石墨烯與水的接觸角很大，對(duì)水的潤濕性很差，水分子很難被石墨烯吸收，當(dāng)環(huán)氧樹脂其中加入了石墨烯后，石墨烯會(huì)吧水分子阻擋在涂層外，使得水分子接觸不到金屬基體表面，從而降低了金屬表面的腐蝕。

石墨烯有很強(qiáng)的導(dǎo)電作用，石墨烯的特殊結(jié)構(gòu)使得石墨烯有快速的導(dǎo)電性，電子會(huì)通過石墨烯傳遞到金屬涂層上，陰極電子不會(huì)直接發(fā)生在金屬上，而是直接與涂層發(fā)生反應(yīng)，這樣就會(huì)減慢了氫氧化鐵的生成，降低了對(duì)金屬的溶解，也對(duì)金屬進(jìn)行了保護(hù)，這是利用了石墨烯的導(dǎo)電性對(duì)金屬基體進(jìn)行保護(hù)。

石墨烯納米防腐涂料在于其他類型的防腐漆做的對(duì)比試驗(yàn)中，其物理性能與耐化學(xué)品性能都有很大的提升，有些性能幾乎是其他類型涂料的2倍。

責(zé)任編輯：王元

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