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解決這幾點難點，石墨烯將成防腐涂料領域的“明日之子”！

2021-04-23 15:33:37 作者：涂料市場來源：涂料市場分享至：

石墨烯，本存在于自然界，哪怕是鉛筆在紙上輕輕一劃也可能形成。這種以sp?雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料，從發現至今僅過了幾十年，卻由于優異的光學、電學、力學特性，成為學界公認的革命性材料。

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在涂料行業，石墨烯被重點應用于防腐涂料領域，作為“改變21世紀的神奇材料”，它能夠成為防腐涂料領域的“明日之子”嗎？答案是肯定的，近日，投資15億的深圳首個石墨烯產業園項目就正式揭牌，未來，園區將在石墨烯原料制備、石墨烯涂料、石墨烯基復合材料方面開展廣泛研究。

石墨烯是什么

既然這個涂料界的“明日之子”有著如此巨大的發展潛力，那么它到底是何方神圣呢？我們一起來了解下石墨烯！石墨烯是世上最薄的防腐蝕材料，可用于金屬防護，有關石墨烯在防腐領域的研究吸引了世界各國研究者的關注。大量的研究結果表明，石墨烯超大的比表面積、優良的阻隔性、高的化學穩定性及良好的導電性等性能，對于防腐涂料綜合性能具有較強的提升作用，如增強涂層對基材的附著力，提升涂料的耐磨性和防腐性，同時具有環保安全、無二次污染等特性。

2010年開始，歐美日韓等國家和地區陸續投入發展，與此同時，我國也在進行同步研發，部分研究已處于世界頂尖行列。2014年，我國開始實施《石墨烯材料的名次術語與定義》，成為國際首個明確石墨烯關鍵名詞術語和定義標準的國家。目前，全球已發表7萬余篇石墨烯論文、2萬余項石墨烯專利，其論文發表及專利申請仍保持上升態勢。

涂料領域，石墨烯未來可期

作為“新材料之王”，石墨烯的性能堪稱神奇：它是最薄的材料，因為它僅有一個原子層；它是強度最大的材料，理論上強度比鋼強韌200倍；它是導電性最好的材料，電導率是銀的1.6倍；它是導熱性最好的材料，熱導率是銅的13倍。其所具備的各種突出的物理、化學性質也引起了涂料領域的科研院所、涂料企業等從業人員的普遍關注：帶有大量含含氧基團的功能化石墨烯，它能否與樹脂、高分子材料的結合力強，及其適合作補強材料或功能化材料，成為一種功能性添加填料。

石墨烯需要解決的技術難點

石墨烯宏量可控制備技術：規模化制備石墨烯時確保品質穩定可控；石墨烯分散技術：如何保持石墨烯穩定均勻分散狀態；石墨烯功能化技術：針對不同應用領域，改變石墨烯結構性質，實現石墨烯材料導電性等特性參數可控。

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信和新材料股份有限公司成立于1995年，是一家專業從事涂料研發、生產、銷售與涂裝服務的國家級高新技術企業。公司目前具有年30萬噸產能的泉州與蘇州兩個涂料生產基地，有泉州、蘇州兩個涂料研發中心，能為廣大用戶提供應用在船舶橋梁、軍工裝備、核電工業、石化防腐、電氣設備、建筑工程、機械裝備等多個國民經濟領域的涂料產品。

作為國內新興的技術導向型涂料企業，信和新材料一直走科技創新之路：開發的鋼結構防腐防火涂料，成功應用于泉州灣跨海大橋，填補跨海大橋使用國內涂料品牌空白；研發的系列核電涂料，成功應用于巴基斯坦恰希瑪與卡拉奇、江蘇田灣、廣西防城港、遼寧紅沿河等十多個核電站，打破了外資品牌長期以來的市場壟斷。

近年來，隨著石墨烯材料科學的持續發展，信和新材料為解決設施設備在高鹽、高濕度、嚴重污染工業環境下的長效腐蝕難題，率先使用這一新材料，為石墨烯材料應用于涂料端取得了突破性的成就，并成功推出GrapheneZn鋅烯望技術。鋅烯望技術使用含鋅粉、特種填料和專有的石墨烯涂料技術，利用石墨烯二維片層結構的高效屏蔽作用，大幅提高涂料的防腐蝕性能，并賦予涂抹優異的力學性能使涂膜更為堅韌。

難點突破

1. 通過引進技術，優化工藝，建立了易分散涂料用石墨烯粉體生產線，解決了大部分石墨烯粉體分散穩定困難，無法在涂料中穩定，貯存過程中極易沉淀和析出的問題。2. 采用雙親結構共聚物分散劑制備穩定的石墨烯分散體，既含有陰離子又含有陽離子的雙親結構高分子量嵌段共聚物分散劑的兩種錨定基團能夠同時和石墨烯粉體表面的羧基、環氧基或氨基形成穩定錨定結構，其高分子溶劑化鏈段通過足夠大的空間位阻阻止石墨烯粉體的絮凝和團聚，從而獲得貯存穩定的石墨烯分散體。3. 采用復配石墨烯片層定向劑使石墨烯在涂料成膜過程中定向形成致密屏蔽層來提高涂料的屏蔽作用，實現石墨烯片層在涂料中的均勻分布與定向。

（本項目專用石墨烯掃描及透射圖片）

GrapheneZn鋅烯望技術極大限度增強環氧富鋅涂料中鋅粉的利用率，使石墨烯鋅粉底漆耐鹽霧時間達到10000h，超出傳統富鋅涂料十倍以上。此外還具備超長的耐久性能，在對涂層干膜厚度高達250μm經冷熱循環10次（-20℃-25℃-70℃）測試中表明，GrapheneZn鋅烯望技術有著優異的高干膜抗開裂性。