{首页主词},&

克服腐蝕，石墨烯重防腐涂料助力藍色經濟產業發展

2018-11-07 13:06:19 作者：本網整理來源：北國網分享至：

我國沿海地區擁有大量的海港碼頭、濱海電廠等基礎設施，但是有一點不能忽視，那就是海洋環境對于工程設備的腐蝕，由于海水是一種含有大量鹽分的強電解質溶液，海上或者沿海的工程設備長期處于海水環境下工作，造成的海洋腐蝕損失是極其嚴重的。海洋腐蝕不僅造成了巨額的經濟損失，同時還嚴重威脅到了許多海洋裝備、海洋工程和國家重大基礎設施的安全服役。

海洋腐蝕為設備安全服役出難題

據了解，每當時間過去90秒，世界上就有約1噸的鋼鐵受到腐蝕變成鐵銹。與海嘯、地震這些驚天動地、有極高破壞力的自然災害相比，腐蝕卻是悄無聲息的，用其強大的腐蝕力，“蝕”物細無聲。腐蝕所造成的危害遍及日常生活和幾乎所有的行業，其對自然能源及經濟的損失是駭人聽聞的。

據統計，全世界每年因金屬腐蝕造成的直接經濟損失約7000億-10000 億美元。其中，英國近年來因腐蝕造成的損失平均達100億英鎊，占GDP 的3.5%; 德國的損失約為450 億德國馬克，占GDP的3.0%; 美國年腐蝕損失達3000多億美元，占GDP 的4.2%。

不過，如果采取有效的腐蝕防護措施，25%~40%的腐蝕損失可以被避免。

必須打破外資企業主導中國防腐市場的格局

藍色產業的不斷發展，為重防腐市場注入了活力，帶動了涂料產業的發展。據了解，目前中國防腐涂料的市場規模已經僅次于建筑涂料位居第二位，中國市場，尤其是石油化工市場對防腐材料的需求保持持續穩定增長。

市場的增長，需求的擴大，掩蓋不了國外涂料巨頭壟斷的事實，我國雖然在經濟與科技上有了長足的進步，但是并不意味著在重防腐涂料領域的技術上與國際涂料巨頭分庭抗禮。目前來看，重防腐涂料市場具有需求大，技術要求高，產品附加值高等特點，但是我國重防腐涂料技術起步晚，成本高，進入門檻較難，造成了目前中國的防腐涂料民營企業少之又少的局面。

全球重防腐涂料工業市場特別是高端市場幾乎被國際大公司壟斷。阿克諾貝爾、佐敦、日本中涂、美國PPG、海虹老人五大公司，采用全球戰略化經營戰略，其全球市場占有率超過50%。中國防腐涂料企業在國際市場的競爭力薄弱，擁有自主知識產權和國際影響力的品牌屈指可數，許多核心涂料技術、高端領域的涂料產品嚴重依賴進口。中國80%的海洋防腐涂料市場被國外涂料巨頭壟斷，特別是船舶、集裝箱、海洋平臺、港口機械等高端重防腐涂料市場基本不屬于中國，中國的重防腐涂料領域迫切需要找到能夠實現彎道超車的突破口。

石墨烯與重防腐有機結合解決傳統防腐涂料痛點

面對國外涂料巨頭對市場的壟斷，國內重防腐技術的空缺，國內企業沒有放棄與國外企業的競爭，他們積極研發，嘗試自主研發推出新型重防腐涂料。在歷經了無數次的試驗后，國產防腐涂料的難題在石墨烯領域找到了答案，一種石墨烯技術與傳統重防腐涂料結合的應用——石墨烯新型重防腐涂料誕生了。

石墨烯作為新材料之王，是世界上目前人類已知的厚度最薄、強度最大的材料，同時具有良好的阻隔性能和屏蔽性能，還兼具高導電、高導熱的特性，能夠延長腐蝕發生的時間與侵蝕物質的侵入路徑，提高涂料的附著力與涂層保護膜質量，在柔韌性測試、抗沖擊測試以及最重要的耐腐蝕測試中都展現了優異特性，石墨烯無疑是目前最理想的能夠應用在重防腐涂料上的材料。

目前國內市場上的重防腐涂料多以環氧富鋅作為重防腐的配套底漆，底漆中的鋅粉會對金屬基體表面進行物理隔絕和化學保護，來達到防腐的目的。但是鋅粉在微觀視角下呈現點狀分布，酸堿鹽小分子侵蝕物質能夠輕松通過，為了防止侵蝕物質的通過，以及提高電化學保護效果，只能提高鋅粉的使用量，但是大量使用鋅粉會導致裝備設施在進行切割焊接此類熱加工的時候，產生氧化鋅煙塵和鋅蒸汽，對人體造成危害，受腐蝕所產生的鋅重金屬離子也會對環境造成污染。

隨著隨著人們環保意識的不斷提高，世界各國對防腐涂料的發展提出越來越多的要求，防腐涂料正向高性能化、功能化、綠色化的方向發展，特別是發展石墨烯新型環保重防腐涂料已成為重防腐涂料的重要發展方向。

石墨烯與重防腐涂料的結合，能夠解決大量使用鋅粉帶來的弊端，充分發揮石墨烯的物理優勢，在兼顧重防腐性能的同時更加綠色環保。石墨烯具有的獨特結構，使其在物理防腐和電化學防腐方面都展現出一定的優勢。石墨烯的片層結構層層疊加、上下交錯排列，在涂層中能夠形成幾十到上百的致密的物理阻隔層，能夠有效抑制腐蝕介質的浸入、滲透和擴散，大大提高涂層的抗滲透性。

設備腐蝕是金屬作為一個陽極流失電子的過程。如果設備在環境中是作為一個陰極，就不會流失電子。由于鋅的電級電位比鋼鐵低，通過犧牲陽極電子可以保護鋼鐵不被銹蝕，而石墨烯具有高導電性，作為涂層與金屬基體之間的介質，能夠保證涂層的電化學接觸，提供良好的陰極保護，從而減少鋅粉的使用。

此外，石墨烯防腐涂料的制備方法和裝涂工藝等都可建立在傳統涂料生產的工藝基礎上，只要把握石墨烯核心制備技術，就可在工業化合成和產業化應用中表現出很好的可控性和施工性。因此，石墨烯防腐涂料將是未來新型防腐蝕涂料的重要力量。

技術突破上萬次實驗誕生“腐蝕終結者”

近年來，國內石墨烯重防腐涂料已經趨于成熟，但是仍未實現其大規模實際應用。針對石墨烯重防腐涂料應用中的技術難題，珠海聚碳復合材料有限公司憑借多年對石墨烯開發研究，以及多項石墨烯專利技術，通過不斷的技術突破和數千次的實驗研發，推出了油性和水性系列兩款石墨烯重防腐涂料，重點突破了石墨烯與其他功能微納米填料的復合技術，創造性地解決了重防腐涂料在海洋環境下壽命短、耐候性差的核心問題。

在 GB/T1771-2007 和 GB/T 1766-2008 的測試標準下，突破了傳統環氧富鋅800-1000小時的耐鹽霧極限，石墨烯新型防腐涂料耐鹽霧時間達到3600小時（采用石墨烯防腐底漆、中漆和面漆構成的復合涂層的耐鹽霧時間則超過了9000小時），并且關鍵工藝配方具有自主知識產權，掌握核心技術的同時，實現了石墨烯重防腐涂料的低成本穩定量。

更多關于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等方面的國內外最新動態，我們網站會不斷更新。希望大家一直關注中國腐蝕與防護網http://www.ecorr.org

責任編輯：殷鵬飛

《中國腐蝕與防護網電子期刊》征訂啟事
投稿聯系：編輯部
電話：010-62313558-806
郵箱：fsfhzy666@163.com
中國腐蝕與防護網官方 QQ群：140808414