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坊間傳奇 | 環(huán)保納米無(wú)機(jī)防護(hù)技術(shù)創(chuàng)新開(kāi)拓者——北京永特隆納米科技發(fā)展有限公司

2017-06-28 16:00:33 作者：龐雪潔來(lái)源：《腐蝕防護(hù)之友》分享至：

納米技術(shù)是 20 世紀(jì) 80 年末誕生并正在迅速崛起的一項(xiàng)新技術(shù)。它的出現(xiàn)標(biāo)志著人類改造自然的能力已延伸到原子、分子水平，標(biāo)志著人類科學(xué)技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代——納米科技時(shí)代。其中，環(huán)保納米無(wú)機(jī)系列防護(hù)技術(shù)是國(guó)家知識(shí)創(chuàng)新工程，獨(dú)特的科學(xué)理念，完全不同的成份結(jié)構(gòu)，是全面解決產(chǎn)能過(guò)剩，實(shí)現(xiàn)綠色制造、清潔生產(chǎn)的關(guān)鍵材料，將帶動(dòng)幾乎所有領(lǐng)域發(fā)生技術(shù)革命。帶著對(duì)納米無(wú)機(jī)的種種疑問(wèn)，記者采訪到北京永特隆納米科技發(fā)展有限公司的董事長(zhǎng)崔悅，在與崔董的深度交談中，記者了解到北京永特隆納米科技發(fā)展有限公司納米無(wú)機(jī)涂料發(fā)展歷程與涂層技術(shù)研究進(jìn)展，深深體會(huì)到技術(shù)創(chuàng)新對(duì)于提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要作用。

發(fā)展納米無(wú)機(jī)化學(xué) 造福人類社會(huì)

北京永特隆納米科技發(fā)展有限公司自成立以來(lái)，創(chuàng)始人與清華材料專家合作一直專注于納米無(wú)機(jī)涂料與涂層技術(shù)的應(yīng)用研究，根據(jù)國(guó)防建設(shè)的需要從上世紀(jì)九十年代末起一直與海洋裝備研究院，總裝備部緊密合作，成功研究出一系列適用于國(guó)防建設(shè)領(lǐng)域的納米復(fù)合功能涂料，包括多頻譜隱身涂料，陽(yáng)光控制節(jié)能隔熱涂料，太空環(huán)境中的防護(hù)涂料，電磁波屏蔽涂料，防核輻射涂料等。榮獲中國(guó)人民解放軍科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng)，獲得多項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利。同時(shí)以上述軍工技術(shù)為基礎(chǔ)，又陸續(xù)開(kāi)發(fā)了用于各個(gè)領(lǐng)域、不同功能的系列納米無(wú)機(jī)涂料，該系列涂料為水基自固化金屬長(zhǎng)效防腐涂料，是一種新型聚合物和經(jīng)過(guò)分散活化的金屬，金屬氧化物納米材料，稀土超微粉體組成，能與鋼結(jié)構(gòu)表面鐵分子快速反應(yīng)，生成具有物理、化學(xué)雙重保護(hù)作用，通過(guò)化學(xué)鏈與基體牢固結(jié)合的無(wú)機(jī)聚合物，不含有毒物質(zhì)，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，無(wú)燃燒爆炸危險(xiǎn)，使用壽命長(zhǎng)，防護(hù)性能均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，是符合環(huán)保要求的高科技換代產(chǎn)品，對(duì)工作在海洋、高溫、大氣、土壤和各有機(jī)物中的各種鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)最理想的長(zhǎng)壽命防腐涂料，廣泛應(yīng)用各個(gè)不同的領(lǐng)域，如海上平臺(tái)、船舶、碼頭、石化管線及儲(chǔ)罐、橋梁、冶金、建筑、電廠、電力和通訊鐵塔、集裝箱、航空、航天、軍工……在國(guó)內(nèi)外這種新型無(wú)機(jī)聚合物防腐涂料已成為保護(hù)鋼鐵最重要的首選材料，可以說(shuō)在大氣、地下、海洋、高溫等重要防腐領(lǐng)域幾乎沒(méi)有可競(jìng)爭(zhēng)的對(duì)手，是現(xiàn)代化建設(shè)最環(huán)保、最節(jié)能、最先進(jìn)的防護(hù)材料。

納米無(wú)機(jī)化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域無(wú)限廣闊，納米化學(xué)技術(shù)具有改變中國(guó)外向型經(jīng)濟(jì)和各行業(yè)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新升級(jí)的關(guān)鍵，在各個(gè)生活層面都具有極大的潛力，整體發(fā)展趨勢(shì)不可逆轉(zhuǎn)，為了適應(yīng)國(guó)家環(huán)保節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)的要求，不管哪個(gè)行業(yè)，哪個(gè)領(lǐng)域都離不開(kāi)納米化學(xué)技術(shù)，根據(jù)使用環(huán)境的特殊要求，還可以進(jìn)行再開(kāi)發(fā)，他們可以在短期內(nèi)研發(fā)出符合要求的多功能復(fù)合涂料。納米無(wú)機(jī)涂層技術(shù)之所以被全世界所關(guān)注，主要是納米無(wú)機(jī)涂層的應(yīng)用領(lǐng)域極為廣闊，無(wú)所不能，是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)最先進(jìn)的清潔技術(shù)，超過(guò)美國(guó)軍工規(guī)范 DOD/P24648標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，處于國(guó)際領(lǐng)先水平，對(duì)我國(guó)各行業(yè)的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新升級(jí)和環(huán)保節(jié)能至關(guān)重要，發(fā)展多功能納米無(wú)機(jī)化學(xué)造福人類社會(huì)這是科學(xué)發(fā)展必由之路。

開(kāi)發(fā)水基納米無(wú)機(jī)環(huán)保防腐涂料填補(bǔ)國(guó)內(nèi)技術(shù)空白

崔董告訴記者在科學(xué)家費(fèi)盡心血地開(kāi)創(chuàng)水基納米無(wú)機(jī)環(huán)保防腐涂料的時(shí)代中，全世界基礎(chǔ)設(shè)施的鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)在自然腐蝕環(huán)境，工業(yè)腐蝕環(huán)境，污染環(huán)境及人為腐蝕環(huán)境下的耐久性，除特殊材料外都是靠涂層防護(hù)來(lái)完成的，在國(guó)內(nèi)一般通常最有效的防腐技術(shù)是涂層加陰極保護(hù)或是單一無(wú)機(jī)涂層加有機(jī)涂層屏蔽保護(hù)，這種防腐技術(shù)要大量使用有機(jī)涂料和鋅，鋁極板，還需要大量的電能，而且防腐壽命一般在 8-10年，大部分有機(jī)涂料在生產(chǎn)和使用中不但有毒，而且還存在二次污染，不適合環(huán)保要求，根據(jù)國(guó)際環(huán)保組織對(duì)有機(jī)涂料的 VOC 排放量的要求和對(duì)有嚴(yán)重污染的涂料限期達(dá)標(biāo)的要求，全世界都在研究低污染和無(wú)污染的環(huán)保涂料，尤其是水基環(huán)保涂料。

崔董表示，他們與清華和表面工程及涂料開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的科學(xué)家，共同研制發(fā)明了我國(guó)自己的水基、納米、無(wú)機(jī)、長(zhǎng)效、環(huán)保、金屬防腐材料，水基無(wú)機(jī)自固化環(huán)保長(zhǎng)效防腐涂料的防腐機(jī)理和特性以及技術(shù)特點(diǎn)，該涂料的發(fā)明填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。該涂料完全不含有機(jī)物，以水為溶劑，VOC（揮發(fā)性有機(jī)物）含量為零，無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)污染，自固成膜，是環(huán)保節(jié)能的高科技換代產(chǎn)品。此項(xiàng)發(fā)明專利技術(shù)是由新型無(wú)機(jī)聚合物和經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑活化處理的納米、稀土粉微粒材料組成的 YTL99-01納米無(wú)機(jī)防腐涂料，能與鋼結(jié)構(gòu)表面鐵原子快速反應(yīng)生成具有物理、化學(xué)雙重保護(hù)作用，通過(guò)化學(xué)鍵與基體牢固結(jié)合的無(wú)機(jī)聚合物防腐涂層。對(duì)環(huán)境無(wú)污染，防腐性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，是符合環(huán)境要求的高科技換代產(chǎn)品。水基納米無(wú)機(jī)環(huán)保防腐涂料具有如下特性和優(yōu)點(diǎn)：

1、水基納米無(wú)機(jī)環(huán)保防腐涂料的防腐機(jī)理及特性

水基納米無(wú)機(jī)環(huán)保防腐涂料翻開(kāi)了涂料革命新的一頁(yè)，它不但具有有機(jī)涂料的易成膜性，同時(shí)具有無(wú)機(jī)涂料的高度耐蝕性，此種涂料的基料是一種在結(jié)構(gòu)上全新的材料，它完全由納米無(wú)機(jī)成分組成，同時(shí)具有有機(jī)物的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，固化后形成三維的高度交聯(lián)的無(wú)機(jī)聚合物。YTL99 － 01 水基無(wú)機(jī)自固化涂料是反應(yīng)成膜。在 20℃，RH<85％環(huán)境下，膜厚 75μm 時(shí)，表干 15min，實(shí)干 2h。以硅氧鏈為骨架的線形無(wú)機(jī)聚合物基料中含有大量活性的 OH（端基和側(cè)基），與填料中經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑處理，表面活化的超細(xì)金屬鋅粉、納米材料粉、稀土材料粉與鋼鐵基體表面的活性鐵原子，及空氣中的水和 CO 2 快速反應(yīng)，生成三維結(jié)構(gòu)高度交聯(lián)的無(wú)機(jī)聚合物，使涂層迅速固化，并與鋼鐵基體牢固結(jié)合在一起。在分子水平上的大量反應(yīng)是涂料到達(dá)鋼鐵表面快速固化并與基體產(chǎn)生化學(xué)結(jié)合的原因。此種基料與傳統(tǒng)的硅溶膠或稱水性玻璃有著質(zhì)的不同。此外，水基無(wú)機(jī)自固化防腐涂料具有非常突出的防腐性能，可以說(shuō)在大氣和海洋等防腐領(lǐng)域幾乎沒(méi)有可競(jìng)爭(zhēng)的對(duì)手，是基于其在鋼鐵表面形成具有物理屏蔽和電化學(xué)防護(hù)的雙重保護(hù)作用的涂層。填料中含有大量的超細(xì)鋅粉。鋅最重要的特性是其電化學(xué)活性（其標(biāo)準(zhǔn)電極電位為 -0.76V），較鐵（-0.44V）活潑。因此當(dāng)它同鐵在一起發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，可以起到犧牲陽(yáng)極的作用而使鋼鐵得到保護(hù)。該涂料涂層中的鋅與無(wú)機(jī)聚合物基料反應(yīng)形成的涂層，在發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，腐蝕速率比純鋅（如電鍍和熱噴鋅）慢一倍。在鋼鐵表面形成的涂層特別致密。這是由于涂層發(fā)生固化反應(yīng)時(shí)，會(huì)生成化學(xué)性能穩(wěn)定的、不溶性的生成物填充了涂層空隙，從而增加了涂層的致密性。此外，在涂層發(fā)生電化學(xué)腐蝕，鋅在不斷自我犧牲的同時(shí)，與外部介質(zhì)反應(yīng)，而生成穩(wěn)定的、不溶的含有鋅的鹽，進(jìn)一步增加了涂層的致密性、在使用過(guò)程中涂層的致密性和硬度不斷地提高。因此，對(duì)鋼鐵基體起到了屏蔽保護(hù)作用。

2、水基納米無(wú)機(jī)防腐涂料的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

全球防腐蝕涂料市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，各大企業(yè)通過(guò)不斷加強(qiáng)研發(fā)力度及創(chuàng)新技術(shù)，滿足用戶各種嚴(yán)格要求，從而推動(dòng)防腐蝕涂料市場(chǎng)健康發(fā)展。而且，相關(guān)環(huán)保政策的陸續(xù)實(shí)施也進(jìn)一步促進(jìn)這一領(lǐng)域研發(fā)工作的積極展開(kāi)。防腐蝕涂料市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)會(huì)愈演愈烈，由此可見(jiàn)，創(chuàng)新對(duì)于一個(gè)企業(yè)來(lái)講就是尋找生機(jī)和出路的必要條件。從某種意義上來(lái)說(shuō)，一個(gè)企業(yè)不懂得改革創(chuàng)新，不懂得開(kāi)拓進(jìn)取，這個(gè)企業(yè)就要瀕臨滅亡。創(chuàng)新的根本意義就是勇于突破企業(yè)的自身局限，革除不合時(shí)宜的舊體制、舊辦法，在現(xiàn)有的條件下，創(chuàng)造更多適應(yīng)市場(chǎng)需要地新體制、新舉措，走在時(shí)代潮流的前面，贏得激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。北京永特隆納米科技發(fā)展有限公司深知?jiǎng)?chuàng)新的重要性，在研發(fā)水基納米無(wú)機(jī)防腐涂料的過(guò)程中研發(fā)出多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)以應(yīng)對(duì)愈演愈烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

①水基納米無(wú)機(jī)環(huán)保防腐涂料系列是符合環(huán)保要求的高科技換代產(chǎn)品

世界各國(guó)對(duì)減少涂料污染十分重視，日益完善的環(huán)保法規(guī)對(duì)涂料制造商與科技工作者提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，因此，現(xiàn)代涂料發(fā)展方向可用一句話概括：開(kāi)發(fā)符合環(huán)保要求的高科技換代產(chǎn)品。YTL99 系列水基納米無(wú)機(jī)涂料完全不含有機(jī)物，以水為溶劑，VOC（揮發(fā)性有機(jī)物）含量為 0，無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)污染，因此是涂料領(lǐng)域中的高科技換代產(chǎn)品。

②新型的無(wú)機(jī)-有機(jī)聚合物合成技術(shù)

從具有高度耐蝕和耐溫性的無(wú)機(jī)物結(jié)構(gòu) （SiO 2 ），很容易聯(lián)想到 Si-O 鍵。Si-O 鍵鍵能大，達(dá) 108Kcal/mol，Si 和O 的電負(fù)性差別大，為 1.7，SiO 鍵有50% 的離子性，因此穩(wěn)定性好，鍵角大。由鍵角大，鍵能高的 Si-O 鍵組成的硅氧鏈非常柔軟，形成螺旋結(jié)構(gòu)，其端基為 OH，側(cè)基亦為 OH，可以使硅氧鏈進(jìn)一步縮合，或與其他物質(zhì)生成共聚物。以 SiO 2 為基礎(chǔ)已研制成功具有 Si-O 鍵結(jié)構(gòu)的硅氧鏈為骨架的線形無(wú)機(jī)聚合物。在技術(shù)上有創(chuàng)新，包括：選擇合適的無(wú)機(jī)原料；原料凈化、活化處理；原材料的配比及參加反應(yīng)的次序；最佳反應(yīng)條件；最佳工藝流程；反應(yīng)過(guò)程的質(zhì)量控制以及關(guān)鍵工藝裝備，由此形成了專利技術(shù)。

③納米材料在 YTL99 系列涂料中的應(yīng)用技術(shù)

只有粒徑在 1-100nm 之間的材料才能稱其為納米材料 , 并且能真正體現(xiàn)出納米的特性。大于 100nm 的材料為納米級(jí)的材料。

YTL99-01 涂料中應(yīng)用了納米材料有效地提高了涂料與基體的結(jié)合力，測(cè)量結(jié)果達(dá)到 20Mpa 以上。同時(shí)提高了涂層的硬度，使涂層具有更高的抗沖擊，抗磨損，抗擦傷的性能。當(dāng)納米材料分散到基料中時(shí)，會(huì)發(fā)生很復(fù)雜的復(fù)合效應(yīng)，除了納米材料本身的相互作用之外，又增加了其與基料和添加劑之間的相互作用。因此恰當(dāng)選擇納米材料并使納米材料有效分散到涂料中去，是發(fā)揮納米材料作用的前提，也是實(shí)際工作中的難點(diǎn)和關(guān)鍵。否則即使加入納米材料，也不能發(fā)揮應(yīng)有的作用。采用自有技術(shù)實(shí)現(xiàn)了納米材料在涂料中的有效使用。

④偶聯(lián)劑在 YTL99 系列涂料中的應(yīng)用技術(shù)

在 YTL99 的助劑中使用了偶聯(lián)劑，其作用是當(dāng)偶聯(lián)劑水解后，形成 SiOH可與金屬基體或涂料中的固體組分表面發(fā)生化學(xué)及物理結(jié)合，可以增強(qiáng)無(wú)機(jī)物的界面聯(lián)結(jié)，進(jìn)一步提高成膜性及與基體結(jié)合力，同時(shí)提高涂層的韌性。

⑤稀土元素在 YTL99 系列涂料中的應(yīng)用技術(shù)

稀土元素及他們的化合物由于具有獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，已成為發(fā)展現(xiàn)代高科技不可缺少的特殊材料。在YTL99 系列涂料中加入了適量的稀土化合物，明顯提高了產(chǎn)品的抗高溫氧化、抗老化的能力，同時(shí)顯著提高了耐腐蝕、耐磨性能。

未來(lái)涂料產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)系列化全方位倡導(dǎo)環(huán)保

崔董告訴記者，水基納米無(wú)機(jī)環(huán)保防腐涂料作為一種無(wú)污染、防腐性能好的高科技換代產(chǎn)品在未來(lái)將實(shí)現(xiàn)系列化，按使用環(huán)境可區(qū)分為海洋型、地下型、大氣型，甚至可以按使用對(duì)象不同區(qū)分為：船舶型、集裝箱型、橋梁型、管道型、核電站防腐、防輻射型等等。由于它對(duì)水泥、混凝土都有良好的保護(hù)作用，已經(jīng)跨入水工建筑物，和作為民用建筑的內(nèi)外墻隔熱保溫涂料使用。低碳環(huán)保，節(jié)能減排。YTL99-01 系列納米無(wú)機(jī)涂層可應(yīng)用于各個(gè)不同行業(yè)，不同產(chǎn)品的耐久性防護(hù)，是我國(guó)今后產(chǎn)業(yè)升級(jí)的關(guān)鍵材料之一，先進(jìn)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展證明，要想強(qiáng)國(guó)富民，必須要全面發(fā)展納米無(wú)機(jī)化學(xué)產(chǎn)品的應(yīng)用，節(jié)約資源，低碳環(huán)保。

后記：

創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力，創(chuàng)新的根本意義就是勇于突破企業(yè)的自身局限，創(chuàng)造更多適應(yīng)市場(chǎng)需要地新體制、新舉措，走在時(shí)代潮流的前面，贏得激烈的競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)。北京永特隆納米科技發(fā)展有限公司創(chuàng)新開(kāi)發(fā)水基納米無(wú)機(jī)防腐涂料就是一個(gè)最好的范例，我們相信該企業(yè)在未來(lái)發(fā)展的道路上將繼續(xù)創(chuàng)造奇跡！

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